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Automatische Kalibrierung der koppelnahen Ortung mobiler Plattformen

 
: Merklinger, A.

Berlin: Springer, 1996, 106 pp.
Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 1996
IPA-IAO Forschung und Praxis, 236
ISBN: 3-540-61632-2
German
Dissertation
Fraunhofer IPA ()
AGVS; fahrerloses Transportieren; Kalibrieren; Kopplung; Mobile Plattform; Ortung

Abstract
Für mobile Plattformen bedeutet der Aufbruch im Bereich Dienstleistung neue Anforderungen, die nur durch kostengünstige Technologien mit dem Potential zur Fertigung im großen Maßstab zu erfüllen sind. Eine der Schlüsselkomponenten dafür ist die schnelle und effiziente Vermessung und Kalibrierung der Ortungskomponente, um die Navigationsgenauigkeit derartiger Plattformen zu gewährleisten. Die Arbeit analysiert koppelnde Ortungsverfahren, arbeitet die Einflußfaktoren heraus und gliedert sie in primäre und sekundäre Faktoren. Eine Literaturrecherche weist auf Schlupfals wesentliche Einflußgröße hin. Die Auswirkungen der primären Einflußfaktoren werden anhand typischer Fahrwerksgeometrien quantifiziert und damit die Relevanz von Schlupf in seinen Erscheinungsformen als Längsschlupf und Schräglaufwinkel ausgearbeitet. Die aus der Analyse abgeleiteten funktionalen Forderungen zusammen mit den betrieblichen Rand- und Einsatzbedingungen nach Wirtschaftlichkeit, einfacher Bedienung und Installa tion ergeben die Anforderungen an das automatische Verfahren zur Vermessung und Kalibrierung der Ortungskomponente mobiler Plattformen. Die wesentliche Komponente für die automatische Kalibrierung ist die Konzeption des benötigten Vermessungssystems zur Aufzeichnung der Bahn mobiler Plattformen synchron zur internen Koppelung der Lage. Unter den Gesichtspunkten prinzipieller physikalischer Möglichkeiten und ihrer technischen Realisierbarkeit wird das Verfahren der Trilateration mittels mechanischer Seilzugsensoren ausgewählt. Die Konzeption der Modellbildung für die Einflußfaktoren führt zur Auswahl physikalisch parametrischer Modelle deren Parameter mit der Methode der kleinsten Quadrate aus dem Vergleich der plattformintern gekoppelten und extern vermessenen Positionsdaten der Plattform bestimmt werden. Die Ausarbeitung der Algorihmen für die Modellierung der Einflußgrößen Schlupf und Schräglaufwinkel führt auf acht Parameter, die diese Einflußgröße in Abhängigkeit des Bewegungszust a nds der Plattform beschreiben. Dabei ist zu unterscheiden, ob es sich um angetriebene Fahrwerke oder um geschleppte Räder handelt. Bei angetriebenen Rädern beschreiben die Parameter die gesamte Dynamik der Plattform, bei geschleppten Rädern geht nur die Dynamik des einzelnen Rades ein. Das ausgearbeitete Verfahren wird auf ein Kettenfahrzeug für Inspektions- und Wartungsarbeiten angewendet. Die Meßergebnisse zeigen, daß besonders bei Kurvenverfahren Längsschlupf und Schräglaufwinkel in großem Maße auftreten und zu beträchtlichen Abweichungen zwischen gekoppelter und real gefahrener Bahn führen. Die Bestimmung der Modellparameter bestätigt die getroffenen Annahmen bei der Ausarbeitung der Modellgleichungen. Die Schlupfkorrektur führt bei den Versuchsfahrten zu Verbesserungen der Positionsgenauigkeit um etwa den Faktor 2. Für die Qualitätssicherung in der Produktion und für die Endabnahme mobiler Plattformen stellt das entwickelte Verfahren eine wertvolle Hilfe dar. Seine Einbindung i n d en Betriebsablauf wird zu Anpassungen der Fahrwerksparameter und zu anlagenspezifischen Optimierungen führen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/PX-43775.html