Erkennung, Klassifikation und Vermeidung von Strzen zweibeiniger Roboter

Das Thema dieser Arbeit ist die Sturzklassifikation von zweibeinigen Laufrobotern. Es werden wahrscheinlichkeitsbasierte Methoden entwickelt, um den Zustand des Roboters einer bekannten Situation (z. B. Laufen, vermeidbarer Sturz nach vorn, unvermeidbarer Sturz zur
Seite etc.) zuzuordnen, von der die optimale Regelungsstrategie bzw. Reflexreaktion bekannt ist. Als Reaktionen zur Sturzvermeidung werden reflexartig ausgefhrte Ausfallschritte betrachtet.

Die Sturzklassifikation erfolgt anhand von Merkmalen, die aus den Sensordaten des Roboters gewonnen werden. In einer Trainingsphase wird die Verteilung der Merkmale whrend typischer Ttigkeiten und bei Strzen ermittelt. Bei dem ersten in dieser Arbeit untersuchten Klassifikationsansatz erfolgt die Klassifikation des Roboterzustands anhand dieser Verteilungen. Sturzsituationen lassen sich auerdem am charakteristischen zeitlichen Verlauf der Merkmale unterscheiden. Ein weiteres Verfahren beruht daher auf der Auswertung der
Merkmalssequenzen mit Hilfe von Hidden-Markov-Modellen. Die Gewinnung der Trainingsdaten mit dem Roboter ist sehr zeitaufwndig und zieht ein groes Beschdigungsrisiko nach sich. Daher erfolgt das Anlernen der statistischen Modelle mit Hilfe von simulierten Sturzsituationen. An beispielhaften Sturzexperimenten wird gezeigt,
dass sich die so parametrierten Modelle erfolgreich auf den realen Roboter bertragen lassen.

Ein weiteres Thema der Arbeit ist die Untersuchung von online-fhigen Strategien zum Aufrichten eines gestrzten Roboters aus der Bodenlage. Es werden Lsungsanstze beschrieben, welche auf mehrstufigen Optimierungsverfahren beruhen.