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Mian Syed, Alexandra

Engineering wissensbasierter Navigation und Steuerung autonom-mobiler Systeme

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Dokument 1.pdf (2.077 KB)

SWD-Schlagwörter:		Autonomer Roboter , Navigation , Bahnsteuerung , Wissensbasiertes System , Echtzeitverarbeitung
Beteiligte Einrichtung:		Mitarbeiter Lehrstuhl/Einrichtung der Fakultät für Informatik und Mathematik
Fakultät:		Fakultät für Informatik und Mathematik
DDC-Sachgruppe:		Informatik
Dokumentart:		Dissertation
Hauptberichter:		Hahn, Winfried (Prof. Dr.)
Sprache:		Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung:		12.06.2001
Erstellungsjahr:		2001
Publikationsdatum:		13.06.2003
Bemerkung:		Die Dissertation wurde in OPUS Passau am 1.10.2001 veröffentlicht. Der Eintrag Publikationsdatum 11.06.2003 ist durch Serverumstellung/Datenbankwechsel entstanden.
Kurzfassung auf Deutsch:		Die autonome Steuerung mobiler, technischer Systeme in nicht exakt vorherbestimmbaren Situationen erfordert Methoden der autonomen Entscheidungsfindung, um ein planvolles, zielgerichtetes Agieren und Reagieren unter Echtzeitbedingungen realisieren zu können. Während mittels mathematischer Formeln Basisverhalten, wie beispielsweise in einer Geradeausbewegung, einer Drehung, bei einem Abbremsen, und in Gefahrenmomenten schnelle Reaktionen, berechnet werden, benötigt man auf der anderen Seite ein Regelsystem, um darüber hinaus "intelligentes", d.h. situationsangepaßtes Verhalten zu produzieren und gleichzeitig im Hinblick auf ein Missionsziel planvoll agieren zu können. Derartige Regelsysteme müssen sich auf einer abstrakten Ebene formulieren lassen, sollen sie vom Menschen problemlos entwickelbar, leicht modifizierbarund gut verifizierbar bleiben. Eine aufgrund ihres Konzeptes geeignete Programmierwelt ist die Logikprogrammierung. Ziel der Logikprogrammierung ist es weniger, Arbeitsabläufe zu beschreiben, als vielmehr Wissen in Form von Fakten zu spezifizieren und mit Hilfe von Regeln Schlußfolgerungen aus diesen Fakten ziehen zu können. Die klassische Logikprogrammierung ist jedoch aufgrund ihres Auswertungsmechanismus der SLD-Resolution (linear resolution with selected function for definite clauses) zu langsam für die Anwendung bei Echtzeitsystemen. Auch parallele Sprachformen, die ebenfalls mit SLD-Resolution arbeiten, erreichen beim Einsatz auf (von Neumann-) Mehrprozessorsystemen bislang nicht die notwendige Effizienz. Das Anwendungsgebiet der deduktiven Datenbanken hat im Vergleich dazu durch Bottom-Up Techniken einen anderen Auswertungsansatz mit deutlich höherer Effizienz geliefert. Viele dort auftretenden Probleme können jedoch nur durch die Integration anforderungsgetriebener Abarbeitung gelöst werden. Auf der anderen Seite stellen Datenflußrechnerarchitekturen aufgrund der automatisierten Ausbeutung feinkörniger Parallelität einen hervorragenden Ansatz der Parallelverarbeitung dar. Bei Datenflußrechnerarchitekturen handelt es sich um (Mehrprozessor-) Systeme, deren datengetriebener Abarbeitungsmechanismus sich grundlegend vom weit verbreiteten kontrollflußgesteuerten von Neumann-Prinzip unterscheidet.Überlegungen zur Struktur von Steuerungssystemen werden ergeben, daß es mittels Ansätzen aus dem Gebiet der deduktiven Datenbanken möglich ist, ein für diese Aufgabenstellung neuartiges, ausschließlich datengetriebenes Auswertungsmodell zu generieren. Dabei vermeidet es Probleme, die bei Bottom-Up Verfahren auftreten können, wie z.B. das Auftreten unendlicher Wertemengen und die späte Einschränkung auf relevante Werte, ohne gleichzeitig die Stratifizierung von Programmen zu gefährden. Ergebnis der Arbeit ist eine anwendungsbezogene, problemorientierte Entwicklungsumgebung, die einerseits die Entwicklung und Verifikation der Spezifikation mit existierenden Werkzeugen erlaubt und andererseits die effiziente, parallele Ausführung auf geeigneten Rechensystemen ermöglicht. Zusätzlich wird die Voraussetzung geschaffen, verschiedene weitere, für die Steuerung autonomer Systeme unverzichtbare Komponenten in das Abarbeitungsmodell zu integrieren. Simulationsergebnisse werden belegen, daß das vorgestellte Berechnungsmodell bezüglich realer Anwendungsbeispiele bereits in einer Monoprozessorversion Echtzeitbedingungen genügt. Damit ist die Voraussetzung für die Ausführung zukünftiger, weitaus komplexerer Steuerungsprobleme, ggf. auf Mehrprozessorsystemen, in Echtzeit geschaffen.

Hinweis zum Urheberrecht

URN: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-159
URL dieser Seite: http://www.opus-bayern.de/uni-passau/volltexte/2003/15/