2. Gliederung
1. Einleitung
2. Was ist ein AUV?
3. Problem: Pfadfindung
1. Evolutionäre Pfadplanung
2. Echtzeitpfadplanung
4. Zusammenfassung
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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)
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6. Was ist ein AUV?
(technische Herausforderung)
• Gesamte benötigte Energie muss
mitgeführt werden
• Anspruchsvolle Steuersoftware
• Keine Kommunikation mit AUV während
der Mission
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7. Was ist ein AUV?
(Autonomous Underwater Vehicle)
Verwendung:
• Offshore Öl-/Gasindustrie
• Kabel- und Pipelineinspektion
• Ozeanographische Forschung
• Militärisch: Seeminenerkennung/-
bekämpfung
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8. Was ist ein AUV?
• Für autonome Entscheidungen wird
anspruchsvolle Software benötigt
regelbasiertes Expertensystem
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9. Was ist ein AUV?
(Autonomous Underwater Vehicle)
Komponenten des
regelbasierten
Expertensystems
Ablauf der Inferenz 9
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
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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
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12. Problem: Pfadfindung
Evolutionäre Pfadplanung
Verwendung von Genetischen
Algorithmen:
• Startknoten S, Zielknoten D und
dazwischenliegende benachbarte
Knoten Xi, Xi+1 bilden einen Pfad Γ
• Konstante Geschwindigkeit c,
Hindernisse
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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. Problem: Pfadfindung
Echtzeit-Pfadplanung
Algorithmen führen nicht immer in
definierter Zeit zum Ziel
Große Probleme, NGS (Navigation and
Guidance System) in Echtzeit zu
realisieren
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16. Problem: Pfadfindung
Echtzeit-Pfadplanung
Voraussetzungen 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
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17. Problem: Pfadfindung
Echtzeit-Pfadplanung: Hauptsystem
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