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Die Bewegungsplanung für Industrieroboter ist eine notwendige Voraussetzung, damit sich autonome Systeme kollisionsfrei durch die Umwelt bewegen können. Die Berücksichtigung von dynamischen Hindernissen zur Laufzeit erfordert allerdings leistungsfähige Algorithmen, zur Lösung dieser Aufgabenstellung in Echtzeit. Eine Möglichkeit zur Beschleunigung der Algorithmen ist der effiziente Einsatz von skalierbarer Parallelverarbeitung. Die softwaretechnische Umsetzung kann aber nur dann erfolgreich sein, wenn ein Parallelrechner zur Verfügung steht, der einen hohen Datendurchsatz bei geringer Latenzzeit bietet. Darüber hinaus muß dieser Parallelrechner unter vertretbarem Aufwand bedienbar sein und ein gutes Preisleistungsverhältnis aufweisen, damit die Parallelverarbeitung verstärkt in der Industrie zum Einsatz kommt. In diesem Artikel wird ein Workstation-Cluster auf der Basis von neun Standard- PCs vorgestellt, die über eine spezielle Kommunikationskarte miteinander vernetzt sind. In den einzelnen Abschnitten werden die gesammelten Erfahrungen bei der Inbetriebnahme, Systemadministration und Anwendung geschildert. Als Beispiel für eine Anwendung auf diesem Cluster wird ein paralleler Bewegungsplaner für Industrieroboter beschrieben.
This paper presents the different possibilities for parallel processing in robot control architectures. At the beginning, we shortly review the historic development of control architectures. Then, a list of requirements for control architectures is set up from a parallel processing point of view. As our main topic, we identify the levels of parallel processing in robot control architectures. With each level of parallelism, examples for a typical robot control architecture are presented. Finally, a list of keywords is provided for each previous work we refer to.
One of the many features needed to support the activities of autonomous systems is the ability of motion planning. It enables robots to move in their environment securely and to accomplish given tasks. Unfortunately, the control loop comprising sensing, planning, and acting has not yet been closed for robots in dynamic environments. One reason involves the long execution times of the motion planning component. A solution for this problem is offered by the use of highly computational parallelism. Thus, an important task is the parallelization of existing motion planning algorithms for robots so that they are suitable for highly computational parallelism. In several cases, completely new algorithms have to be designed, so that a parallelization is feasible. In this survey, we review recent approaches to motion planning using parallel computation. As a classification scheme, we use the structure given by the different approaches to the robot's motion planning. For each approach, the available parallel processing methods are discussed. Each approach is uniquely assigned a class. Finally, for each referenced research work, a list of keywords is given.