Trajektorienplanung für die automatisierte Kamerainspektion von STL-Objekten mit einem Roboterarm

Abstract

Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Entwicklung einer Methode zur Generierung von Inspektionspfaden für einen Roboterarm. Dabei soll ein STL-Objekt als Eingabe verwendet werden, um die Inspektionspfade zu generieren. Dies trägt zur Automatisierung von visuellen Inspektionen bei, die besonders bei Flugzeugen ein wichtiger Bestandteil der Wartung sind. Automatisierte Inspektionen können sicherer, schneller und effizienter sein als manuelle Inspektionen. Außerdem können Schäden besser lokalisiert werden. Die vorgestellte Methode besteht aus drei Schritten: Zunächst wird eine Menge von Aufnahmepunkten (Posen) für die Kamera gesucht, die das Objekt vollständig abdeckt. Iterativ wird für ein zufälliges Dreieck ein Aufnahmepunkt gesucht und dann werden alle davon aufgenommenen Dreiecke vermerkt. Anschließend werden die Aufnahmepunkte so angeordnet, dass sie möglichst schnell abgefahren werden können. Die Anordnung erfolgt nach Orientierung und euklidschem Abstand der Punkte. Schließlich wird eine Methode zur Pfadverkürzung von Bircher et. al. angewendet. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgestellte Methode eine bessere Laufzeit und Abdeckung als der Structural Inspection Planner hat. Trotzdem bleiben noch einige Herausforderungen zu überwinden: 1) Die Aufnahmepunkte müssen zuverlässig erreicht werden können. 2) Es muss eine optimierte Metrik für den Roboterarm verwendet werden, um die Inspektionszeit zu verkürzen. Möglichkeiten bieten z. B. Rapidly Exploring Random Tree Star (RRT*), inverse Kinematik und Bang-Bang-Trajektorien. Es ist jedoch schwierig, die Pfadverkürzung an andere Metriken anzupassen. Der alternative Sampling- und Filterungsansatz könnte damit besser für den Roboterarm geeignet sein.