Browsing by Author "Spenrath, Felix"

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    Heuristisches Suchverfahren für die effiziente Planung zum Greifen ungeordnet gelagerter Werkstücke mit Industrierobotern
    (Stuttgart : Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, 2022) Spenrath, Felix; Pott, Andreas (Prof. Dr.-Ing.)
    Im Rahmen dieser Arbeit wird eine effiziente Greifplanung für die modellbasierte Entnahme von Werkstücken durch einen Industrieroboter entwickelt, die insbesondere beim sogenannten Griff-in-die-Kiste zum Einsatz kommen kann. Das Verfahren basiert auf einem Suchbaum, der so konstruiert wird, dass alle relevanten Aspekte der Greifplanung enthalten sind, und der alle potenziell möglichen Griffe enthält. Kriterien, die einen erfolgreichen Griff verhindern können, werden beim Expandieren des Suchbaums überprüft, so dass jeder Zielknoten einen durchführbaren Entnahmevorgang repräsentiert. Diese Prüfungen beinhalten beispielsweise Kollisionstests basierend auf einer Punktwolke der aktuellen Szene, um einen kollisionsfreien Griff gewährleisten zu können. Um trotz des großen Suchraums eine kurze Rechenzeit zu erreichen, kommt bei der Expansion des Suchbaums ein heuristisches Suchverfahren zum Einsatz. Die für das Suchverfahren verwendete Heuristikfunktion wird dabei so definiert, dass sie auf Basis diverser Eigenschaften eines Knotens die Wahrscheinlichkeit abschätzt, unter den Nachfolgern dieses Knotens eine Greiflösung zu finden. Um eine Aussage darüber zu treffen, von welchen Eigenschaften die Wahrscheinlichkeit einer geeigneten Greiflösung abhängt, werden in dieser Arbeit einige Eigenschaften verschiedener Komponenten analysiert. Zudem wird in dieser Arbeit die Verwendung von künstlichen neuronalen Netzen in der Heuristikfunktion untersucht. Die neuronalen Netze lernen dabei, welche Knoten des Suchbaums expandiert werden sollten, um möglichst schnell eine Lösung zu finden. Die in der Heuristikfunktion enthaltenen Gewichtungsfaktoren werden durch Optimierungsverfahren bestimmt. Zum Abschluss wird die in dieser Arbeit entwickelte Greifplanung anhand zweier Versuchsaufbauten experimentell untersucht. Zudem wird durch die Auswertung von über 1,5 Mio. Griffen einer industriellen Anwendung gezeigt, dass die entwickelte Greifplanung für die Praxis geeignet ist.