Pfadplanung mit AutonomenUnterwasser-Fahrzeugen (AUVs)                     Titel:           Marc Simon                   R...
Gliederung1. Einleitung2. Was ist ein AUV?3. Problem: Pfadfindung  1. Evolutionäre Pfadplanung  2. Echtzeitpfadplanung4. Z...
Was ist ein AUV?    (Autonomous Underwater Vehicle)• „Ein AUV ist ein Uboot, das in der Lage ist,  eine vorgegebene Missio...
Was ist ein AUV?(Beispiel: DeepC-Projekt)                            4
Was ist ein AUV?(Beispiel: DepthX-Projekt)                             5
Was ist ein AUV?     (technische Herausforderung)• Gesamte benötigte Energie muss  mitgeführt werden• Anspruchsvolle Steue...
Was ist ein AUV?(Autonomous Underwater Vehicle)Verwendung:• Offshore Öl-/Gasindustrie• Kabel- und Pipelineinspektion• Ozea...
Was ist ein AUV?• Für autonome Entscheidungen wird  anspruchsvolle Software benötigt         regelbasiertes Expertensystem...
Was ist ein AUV?      (Autonomous Underwater Vehicle)                      Komponenten des                      regelbasie...
Problem: Pfadfindung         Allgemeines• Einen Weg von Punkt A nach Punkt B  finden• Hindernissen ausweichen• Mittels ver...
Problem: Pfadfindung         genetischer Algorithmus• Auf nicht analytisch lösbare Probleme  anwendbar• Anlehnung an Evolu...
Problem: Pfadfindung         Evolutionäre PfadplanungVerwendung von GenetischenAlgorithmen:• Startknoten S, Zielknoten D u...
Problem: Pfadfindung      Berechnung der Energiekosten                                     13
Problem: Pfadfindung              Berücksichtigung Energiekosten Sparsamster Weg von Links nach Rechts (Quelle: IEEE      ...
Problem: Pfadfindung           Echtzeit-PfadplanungAlgorithmen führen nicht immer in  definierter Zeit zum ZielGroße Probl...
Problem: Pfadfindung          Echtzeit-PfadplanungVoraussetzungen und Herausforderungen:• Passende, konstante Geschwindigk...
Problem: Pfadfindung      Echtzeit-Pfadplanung: Hauptsystem         HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig   17
Problem: Pfadfindung      Steuerungsebenen         HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig   18
Problem: Pfadfindung      Hinderniserkennung und -umfahrung                                    19
Problem: Pfadfindung      Hinderniserkennung und -umfahrung                                    20
Problem: Pfadfindung      Simultan-parallele Steuerung                                     21
ZusammenfassungProbleme sind bekannt, theoretisch auch  lösbar.ABER:•   Umwelteinflüsse•   Zeitfaktor•   Ressourcen•   Res...
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

Präsentation Autonomous Underwater Vehicles

1.662 Aufrufe

Veröffentlicht am

Veröffentlicht in: Technologie
1 Kommentar
0 Gefällt mir
Statistik
Notizen
  • Gehören Sie zu den Ersten, denen das gefällt!

Keine Downloads
Aufrufe
Aufrufe insgesamt
1.662
Auf SlideShare
0
Aus Einbettungen
0
Anzahl an Einbettungen
3
Aktionen
Geteilt
0
Downloads
35
Kommentare
1
Gefällt mir
0
Einbettungen 0
Keine Einbettungen

Keine Notizen für die Folie

Präsentation Autonomous Underwater Vehicles

  1. 1. Pfadplanung mit AutonomenUnterwasser-Fahrzeugen (AUVs) Titel: Marc Simon Referent: Ulf Windpfennig Ort: Datum
  2. 2. Gliederung1. Einleitung2. Was ist ein AUV?3. Problem: Pfadfindung 1. Evolutionäre Pfadplanung 2. Echtzeitpfadplanung4. Zusammenfassung HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 2
  3. 3. Was ist ein AUV? (Autonomous Underwater Vehicle)• „Ein AUV ist ein Uboot, das in der Lage ist, eine vorgegebene Mission ohne Eingriffe von außen zu erledigen“ (Prof. Dr. Slomka, Universität Ulm)• „AUVs gehören zur Kategorie der unbemannten Unterwasserfahrzeuge und führen autonom Aufgaben im Meer aus“ (Wikipedia 2009) HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 3
  4. 4. Was ist ein AUV?(Beispiel: DeepC-Projekt) 4
  5. 5. Was ist ein AUV?(Beispiel: DepthX-Projekt) 5
  6. 6. Was ist ein AUV? (technische Herausforderung)• Gesamte benötigte Energie muss mitgeführt werden• Anspruchsvolle Steuersoftware• Keine Kommunikation mit AUV während der Mission HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 6
  7. 7. Was ist ein AUV?(Autonomous Underwater Vehicle)Verwendung:• Offshore Öl-/Gasindustrie• Kabel- und Pipelineinspektion• Ozeanographische Forschung• Militärisch: Seeminenerkennung/- bekämpfung HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 7
  8. 8. Was ist ein AUV?• Für autonome Entscheidungen wird anspruchsvolle Software benötigt regelbasiertes Expertensystem HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 8
  9. 9. Was ist ein AUV? (Autonomous Underwater Vehicle) Komponenten des regelbasierten ExpertensystemsAblauf der Inferenz 9
  10. 10. Problem: Pfadfindung Allgemeines• Einen Weg von Punkt A nach Punkt B finden• Hindernissen ausweichen• Mittels verschiedener Heuristiken oder Algorithmen• Ggf. zusätzliche Parameter als Kriterium HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 10
  11. 11. Problem: Pfadfindung genetischer Algorithmus• Auf nicht analytisch lösbare Probleme anwendbar• Anlehnung an Evolution in der Biologie• Zufälliges Finden von Lösungen• Weiterentwickeln der besten Ansätze HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 11
  12. 12. Problem: Pfadfindung Evolutionäre PfadplanungVerwendung von GenetischenAlgorithmen:• Startknoten S, Zielknoten D und dazwischenliegende benachbarte Knoten Xi, Xi+1 bilden einen Pfad Γ• Konstante Geschwindigkeit c, Hindernisse HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 12
  13. 13. Problem: Pfadfindung Berechnung der Energiekosten 13
  14. 14. Problem: Pfadfindung Berücksichtigung Energiekosten Sparsamster Weg von Links nach Rechts (Quelle: IEEE 14 JOURNAL OF OCEANIC ENGINEERING, VOL. 29, NO. 2, APRIL 2004, PAGE 420)
  15. 15. Problem: Pfadfindung Echtzeit-PfadplanungAlgorithmen führen nicht immer in definierter Zeit zum ZielGroße Probleme, NGS (Navigation and Guidance System) in Echtzeit zu realisieren HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 15
  16. 16. Problem: Pfadfindung Echtzeit-PfadplanungVoraussetzungen und Herausforderungen:• Passende, konstante Geschwindigkeit der Vehikels• Bewegung muss auf Durchführbarkeit geprüft werden• System muss mit wenigen bekannten Parameter auskommen (kennt z.B. Bodenbeschaffenheit nicht)• Meeresströmung muss gegengesteuert werden HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 16
  17. 17. Problem: Pfadfindung Echtzeit-Pfadplanung: Hauptsystem HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 17
  18. 18. Problem: Pfadfindung Steuerungsebenen HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 18
  19. 19. Problem: Pfadfindung Hinderniserkennung und -umfahrung 19
  20. 20. Problem: Pfadfindung Hinderniserkennung und -umfahrung 20
  21. 21. Problem: Pfadfindung Simultan-parallele Steuerung 21
  22. 22. ZusammenfassungProbleme sind bekannt, theoretisch auch lösbar.ABER:• Umwelteinflüsse• Zeitfaktor• Ressourcen• Restrisiko Fehlverhalten HT2009 - Marc Simon & Ulf Windpfennig 22

×