Klassifikation von Greifplanungssystemen

Greifplanungssysteme können nach folgenden Kriterien klassifiziert werden:

1. Typ des Greifers (Zweifinger-, Dreifinger-, Parallelbackengreifer)
2. Typ der zugrunde liegenden Greifplanungsalgorithmen (geometrisch basiert (berücksichtigen CAD-Daten), physikalisch basiert(Kräfte, Momente))
3. Typ der zu greifenden Objekte (Polygone, Polyeder, ...)
4. Typ der Szenen (deterministisch (Lage und Orientierung aller Objekte in Szene bekannt), nicht deterministisch,...)
5. Einsatz von Sensorik (keine -, taktile -, visuelle Senosren)

• Suchraum: Dimension des Suchraums sowohl für den physikalischen als auch geometrischen Ansatz $= 6 + n$, mit n = Anzahl der Konfigurationsparameter der Greiffinger. (6 = Lage und Orientierung der Hand im Raum). Beim Parallelbackengreifer: 7-dim. Suchraum. bei Karlsruher Hand 1 15-dim. (3*3+6) und bei einer menschlichen Hand 22-dim..
• Polyedrische Approximation, Geometrieparameter und Greiferreferenzsystem: Greiferreferenzsystem/TCP wird so gewählt, dass sich der Greiferreferenzpunkt zwischen den Fingerspitzen befindet. Die Vektoren bilden ein orthonormales Rechtssystem (siehe Folie 45).
• Greifobjekte:
  • starre, polyedrische Körper (Ecke, Fläche, Kante). Keine Einschränkung, da Körper, welche ausserhalb dieser Klasse existieren approximiert werden können.
• Objektmodell:
  • Zur Bestimmung möglicher Griffe ist eine Repräsentation notwendig, welche explizit die begrenzenden Flächen, Kanten und Ecken beschreibt. Das zugrundeliegende Objektmodell beinhaltet die geometrische und topologische Beschreibung des Polyeders.
  • Somit kann ein Objekt als zusammenhängender Graph modelliert werden. Die Knoten bilden die Ecken, Kanten und Flächen und die Kanten beschreiben die Topologie.
  • An Eckpunkten laufen 3 oder mehr Flächen zusammen.
  • Eine Kante ist der Schnitt von zwei Flächen
  • Eine Fläche wird durch ein planares Polygon beschrieben, nur begrenzt von den Kanten des Polyeders.
  • Graph siehe Folie 49.
• Symbolische Griffe:
  • Huptaufgabe der modellbasierten Greifplanung ist die Generierung möglicher Griffe eines Objektes O. Da unendlich viele Griffe existieren, werden während der Offline-Phase Griffklassen eines Objektes bestimmt.
  • Erster Schritt zur Generierung von Griffklassen ist die Generierung symbolischer Griffe. Sie ergeben sich aufgrund von Kombinationem geometrischer Primitive (Fläche, Kante, Ecke), die im Griff mit dem Greiffinger in Kontakt treten. Die geometrischen Primitive $gP(O)$ werden Greifmerkmale genannt.
  • Ein symbolischer Griff besteht aus der Kombination zweier Greifmerkmale, die geometrischen Greifbedingungen (folgen aus der Greifer- und Objektgeometrie) genügen müssen.
  • Die Menge der symbolischen Griffe eines Objektes $O$, welches mit dem Greifer $G$ gegriffen werden soll, ist: $S(O,G) = \{(M_1,M_2)\vert M_1,M_2 \in gP(O) \wedge M_1 \neq M_2 \wedge$   geometrische-Greifbedingung$(M_1,M_2,G)$=erfüllt$\}$
• Geometrische Greifbedingungen:
  • Basierend auf der Objektgeometrie:
    • Parallele Zugänglichkeit einer Greifmerkmalskombination
    • Lokale Zugänglichkeit eines Greifmerkmals
    • Planare lokale Zugänglichkeit
  • Basierend auf Objekt- und Greifergeometrie:
    • Kontakt mir Greiferfingern
    • Minimale und maximale Öffnungsweite des Greifers
  • Siehe Bild auf Folie 54 (konvexe und konkave Kanten (zugänglich/nicht zugänglich))