Wim Meeussen
- voorzitter Prof. dr. ir. P. Van Houtte (K.U.Leuven)
- Prof. dr. ir. J. De Schutter (K.U.Leuven)
- Prof. dr. ir. H. Bruyninckx (K.U.Leuven)
- Prof. dr. ir. P. Suetens (K.U.Leuven)
- Prof. dr. ir. Y. Berbers (K.U.Leuven)
- Prof. dr. ir. J. Xiao (UNCC, North Carolina, USA)
- Prof. dr. ir. J. Baeten (K.H.Lim)
De huidige industriele robots voeren assemblagetaken uit door een
vooraf geprogrammeerd traject af te spelen, wat de uitvoering van de
taak gevoelig maakt voor onzekerheden in de omgeving. Daarom worden
assemblagetaken uitgevoerd in dure, gestructureerde omgevingen, wat
het gebruik van robots beperkt tot grote series en zich herhalende
taken, waar de kost van de gestructureerde omgeving relatief klein
wordt. Door de robot met sensoren uit te rusten, kan hij zijn omgeving
waarnemen, en kan hij interageren met zijn omgeving, waardoor het
mogelijk wordt de robot in te zetten in goedkopere, ongestructureerde
omgevingen. Assemblagetaken zijn slechts een voorbeeld van taken
waarbij een robot een object manipuleert in contact met de omgeving.
De krachtinteractie tussen de objecten in contact leidt het
gemanipuleerde object langs het oppervlak van het omgevingsobject; op
deze manier gaat de robot om met de geometrische onzekerheden in de
taak.
Met het doel robots intelligenter en flexibeler te maken, stelt dit
proefschrift twee hoogniveau methodes voor om sensorgebaseerde taken
in contact te specificeren. De eerste methode is gebaseerd op een
padplanner voor beweging in contact, die zelf gebruikt maakt van het
geometrisch model van de objecten in contact. Het pad in contact is
uitgedrukt aan de hand van de relatieve posities van de objecten, en
de gewenste contacten tussen de objecten. De tweede methode voor het
specificeren van taken in contact gebruikt de vaardigheden van mensen
om objecten te manipuleren, om een pad in contact te bekomen. Terwijl
een mens met een demonstratie hulpmiddel een taak in contact
demonstreert, meten verschillende sensoren op het demonstratie
hulpmiddel de contactkrachten, de posities en de snelheden. Door
moderne Bayesiaanse sequentiele Monte Carlo-methodes toe te passen
(ook gekend als deeltjesfilters), worden de sensorgegevens
gecombineerd om gelijktijdig de continue geometrische parameters te
schatten, en de discrete contacten tussen de objecten te herkennen. De
gelijktijdige schatting wordt geholpen door de beschikbaarheid van een
contactgrafe, die alle mogelijke contacten tussen twee objecten
bevat.
Dit proefschrift stelt ook de contacttaakgenerator voor, een methode
om de uitvoer van een contactplanner, of de uitvoer van een menselijke
demonstratie, om te zetten in een taakspecificatie voor een hybride
robotcontrole. De uitvoer van de planner en de demonstratie is een
geometrische beschrijving van een pad in contact, maar de hybride
controle heeft ogenblikkelijke kracht- en snelheidwaardes nodig. De
contacttaakgenerator zet een geometrisch pad automatisch om in waardes
voor de controle, wat het mogelijk maakt om een contactpad te plannen
of te demonstreren, en dit pad dan onmiddellijk uit te voeren op een
echte robot met actieve krachtcontrole.
Ten slotte zet dit proefschrift Bayesiaanse schatters in om discrete
veranderingen in contacten tijdens de uitvoering van een taak in
contact te herkennen. De contactveranderingen worden teruggekoppeld
naar de generator- en controlecomponent, wat hen in staat stelt de
overgangen tussen verschillende deeltaken te herkennen, en de meest
gepaste controlestrategie te selecteren voor de huidige contacten
tussen het gemanipuleerde object en zijn omgeving.
volledige tekst: pdf versie