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Iterative Generierung fliegbarer Trajektorien mit Hilfe einer Sampling-basierten Bewegungsplanung

Lange, Till Luc (2011) Iterative Generierung fliegbarer Trajektorien mit Hilfe einer Sampling-basierten Bewegungsplanung. Bachelor's. DLR-Interner Bericht. DLR-IB 111-2011/05, 50 S.

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Abstract

Inspiriert durch die zunehmende Eigenständigkeit von Robotern gibt es in jüngster Vergangenheit Ansätze, unbemannte autonome Luftfahrzeuge (engl. UAV)zu entwickeln, die verschiedenartige Aufgaben in unbekanntem, hindernissreichem Gebiet lösen sollen. Als Testobjekt wird dabei ein Modelbauhubschrauber gewählt, deren Flugeigenschaften in das Model mit einfließen. Um fliegbare Pfade zwischen zwei Punkten zu berechnen, ist eine schnelle Bewegungsplanung von Nöten, weswegen auf Optimalität der Pfade verzichtet wird. Dabei muss darauf geachtet werden, dass bei einem neu auftauchendem Hindernis in Echtzeit, während des Fluges, ein neuer Pfad berechnet werden kann. Dafür sind die deterministisch basierenden Algorithmen zu langsam, weswegen bei diesen Problemen hauptächlich zufallsbasierte Algorithmen, wie die Probabilistic Road Maps(PRMs) und Rapidly Exploring Random Trees (RRTs) eingesetzt werden. Hier wurde der RRT als Methode gewählt, der einen iterativen Ansatz sowie Erstellung von Zufallspunkten nutzt, um den Raum zu explorieren und den Pfad zu berechnen. Es wurde entschieden, den sogenannten Closed-Loop RRT als Kernlösungsverfahren zu wählen, bei dem später Verbesserungen möglich sind, um die Bahnplanung während des Fluges zu gewährleisten. Dieser wurde nebst einigen anderen Varianten implementiert und hinsichtlich verschiedener Umgebungen getestet.

Document Type:Monograph (DLR-Interner Bericht, Bachelor's)
Title:Iterative Generierung fliegbarer Trajektorien mit Hilfe einer Sampling-basierten Bewegungsplanung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of Authors
Lange, Till LucFH Flensburg
Date:15 January 2011
Number of Pages:50
Status:Published
Keywords:Rapidly-exploring Random Tree, Sampling-basierte Bewegungsplanung, Pfadplanung, Trajektoriengenerierung
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport (old)
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:other
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L - no assignement
DLR - Research theme (Project):L -- no assignement
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Flight Systems > Unmanned Aircraft
Deposited By: Florian-Michael Adolf
Deposited On:06 Apr 2011 11:33
Last Modified:06 Apr 2011 11:33

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