Lehrinhalte
Diese Lehrveranstaltung wird gemeinsam von Dr. Andreas Orthey (Realtime Robotics) und Dr. Wolfgang Hönig (TU Berlin) entwickelt und gehalten. Dieser Kurs bietet eine einheitliche Perspektive auf die Bewegungsplanung und beinhaltet Themen von verschiedenen Forschungs- und Industrie-gemeinden. Das Ziel ist sowohl die theoretischen und praktischen Grundlagen der verschiedenen Ansätze zu lehren, als auch die verschiedenen Methoden bezüglich der Anwendungsanfordungen zu unterscheiden.
Ein wichtiger Schwerpunkt ist die Betrachtung der geometrischen und kinodynamischen Planung für die wichtigen Algorithmusarten.
Teil 1: Grundlagen
• Einführung, Motivation und Problemstellung
• Konfigurationsraum, Transformationen, Rotationsbeschreibungen, Metriken
• Effiziente Kollisionsprüfung
Teil 2: Such-basierte Verfahren
• A* und relevante Varianten mit ihren theoretischen Eigenschaften
• Bewegungsprimitive, Planung auf Zustandsgittern
• Search-based Planning Library (SBPL)
Teil 3: Stichproben-basierte Verfahren
• Baum-basierte Planung: RRT, EST
• Graph-basierte Planung: PRM
• Asymptotisch-optimale Planung: RRT*; PRM*
• Stichprobentheorie (Dispersion, Diskrepanz)
• Open Motion Planning Library (OMPL)
Teil 4: Optimierungs-basierte Verfahren
• Überblick über kontinuierliche eingeschränkte Optimierungsformulierung
• Parametrische Trajektorienrepresentationen und differentielle Flachheit
• Mathematische Kodierung für Bewegungsplanung: SCP und KOMO
Teil 5: Aktuelle und Fortgeschrittene Themen, z.B.
• Echtzeitplanung
• Hybride Such-, Stichproben-, oder Optimierungs-basierte Bewegungsplanung
• Maschinelles Lernen für die Bewegungsplanung
• Bewegungsplanung für mehrere Roboter: dRRT, M*