Technische Assistenzsysteme

1 - Inhalt [Seite 7]
2 - 1 Einführung [Seite 11]
3 - 2 Anwendungen und Abgrenzung von Assistenzsystemen [Seite 17]
3.1 - 2.1 Abgrenzung [Seite 17]
3.2 - 2.2 Kognitive Assistenzsysteme [Seite 19]
4 - 3 Mensch-Maschine-Systeme [Seite 23]
4.1 - 3.1 Bestandteile vonMensch-Maschine-Systemen [Seite 23]
4.2 - 3.2 Ergonomische Gestaltung [Seite 29]
4.3 - 3.3 Anthropometrie und Körpermaße [Seite 35]
4.4 - 3.4 Funktionsräume [Seite 40]
4.5 - 3.5 Mensch-Modelle [Seite 44]
4.6 - 3.6 Berücksichtigung des visuellen Systems bei der ergonomischen Gestaltung [Seite 54]
4.7 - 3.7 Berücksichtigung der nichtvisuellen Sensorik des Menschen [Seite 58]
4.7.1 - 3.7.1 Auditive Sinneswahrnehmung [Seite 58]
4.7.2 - 3.7.2 Haptische oder taktile Informationen [Seite 65]
4.7.3 - 3.7.3 Vestibuläre und kinästhetische Informationen [Seite 69]
4.8 - 3.8 Interaktionsmodelle für Mensch-Maschine-Schnittstellen [Seite 71]
4.8.1 - 3.8.1 Faktor Mensch [Seite 72]
4.8.2 - 3.8.2 Vergleich der Vor- und Nachteile der Arbeit von Mensch und Maschine [Seite 76]
4.8.3 - 3.8.3 Informationsverarbeitung durch den Menschen [Seite 78]
4.8.4 - 3.8.4 Drei-Ebenen-Modell des menschlichen Verhaltens [Seite 82]
4.8.5 - 3.8.5 Drei-Ebenen-Modell für das Führen eines Kraftfahrzeugs [Seite 84]
4.9 - 3.9 Fahrerassistenz und Verkehrssicherheit [Seite 87]
4.9.1 - 3.9.1 Bedienen und Beobachten im Kraftfahrzeug [Seite 89]
4.9.2 - 3.9.2 Beispiel: Fahrstreifenwechselassistent [Seite 90]
4.9.3 - 3.9.3 Beispiele: Spurverlassenswarnsystem und Spurhalteassistent [Seite 92]
4.10 - 3.10 Gestaltungsregeln von Mensch-Maschine-Schnittstellen [Seite 96]
4.11 - 3.11 Möglichkeiten der Kommunikation und Interaktion Mensch-Maschine [Seite 101]
4.11.1 - 3.11.1 LC-Display [Seite 102]
4.11.2 - 3.11.2 Dimensionalität der Stellbewegung [Seite 104]
4.11.3 - 3.11.3 Fortgeschrittene Mensch-Computer-Schnittstellen [Seite 107]
4.11.4 - 3.11.4 Aufbau und Funktion von Touchscreen-Displays [Seite 108]
4.11.5 - 3.11.5 Touchscreen mit haptischer Rückmeldung [Seite 110]
4.11.6 - 3.11.6 Multi-Touch-Systeme [Seite 111]
4.11.7 - 3.11.7 Touchscreen mit optischer Erkennung [Seite 111]
5 - 4 Robotersysteme [Seite 115]
5.1 - 4.1 Service- und Assistenzroboter [Seite 115]
5.1.1 - 4.1.1 Produktionsassistenzroboter [Seite 128]
5.1.2 - 4.1.2 Manipulatoren und Telemanipulatoren [Seite 139]
5.1.3 - 4.1.3 Anwendungen von Assistenzrobotern in der Medizin [Seite 141]
5.2 - 4.2 Anforderungen an Roboterassistenzsysteme [Seite 146]
5.3 - 4.3 Grundaufbau der Industrieroboter [Seite 149]
5.3.1 - 4.3.1 Industrieroboterzelle [Seite 152]
5.3.2 - 4.3.2 Robotergelenke [Seite 155]
5.3.3 - 4.3.3 Roboter-Bauformen [Seite 158]
5.4 - 4.4 Kenngrößen von Industrierobotern [Seite 162]
5.4.1 - 4.4.1 Der Tool Center Point (TCP) [Seite 162]
5.4.2 - 4.4.2 Positionier- und Wiederholgenauigkeit [Seite 163]
5.4.3 - 4.4.3 Robotervermessung [Seite 167]
5.5 - 4.5 Mathematische Beschreibung der Kinematik von Robotern [Seite 170]
5.5.1 - 4.5.1 Maschinen- oder Gelenkkoordinaten [Seite 170]
5.5.2 - 4.5.2 Kartesisches Koordinatensystem [Seite 171]
5.5.3 - 4.5.3 Beschreibung der Lage eines Koordinatensystems [Seite 178]
5.5.4 - 4.5.4 Raumkoordinaten [Seite 185]
5.5.5 - 4.5.5 Orientierungswinkel [Seite 185]
5.5.6 - 4.5.6 Rotationen nach Euler [Seite 186]
5.6 - 4.6 Roboter-Kinematik [Seite 190]
5.6.1 - 4.6.1 Hebelverbindungen [Seite 192]
5.6.2 - 4.6.2 Festlegung für das Anbringen von Koordinatensystemen an Hebel [Seite 193]
5.6.3 - 4.6.3 Beispiele für Transformationstabellen für 6- und 7-Achs-Roboter [Seite 197]
5.6.4 - 4.6.4 Ableitung von Hebeltransformationen [Seite 203]
5.7 - 4.7 Inverse Transformationen [Seite 211]
5.7.1 - 4.7.1 Lösbarkeit der inversen Kinematik [Seite 212]
5.7.2 - 4.7.2 Mehrdeutigkeiten [Seite 218]
5.7.3 - 4.7.3 Planarer Zwei-Gelenk-Roboter [Seite 220]
5.7.4 - 4.7.4 Inverse Koordinatentransformation eines 6-Achs-Roboters [Seite 225]
5.7.5 - 4.7.5 Inverse Transformation mit Näherungsverfahren [Seite 233]
5.8 - 4.8 Robotersteuerung [Seite 240]
5.8.1 - 4.8.1 Messsysteme für die Gelenkwinkel [Seite 241]
5.8.2 - 4.8.2 Regelung der Roboterachsen [Seite 243]
5.8.3 - 4.8.3 Steuerungsarten [Seite 252]
5.8.4 - 4.8.4 Programmierverfahren [Seite 261]
5.8.5 - 4.8.5 Basiskoordinatensysteme [Seite 263]
5.8.6 - 4.8.6 Roboter-Programmiersprache: Beispiel V+ [Seite 268]
5.8.7 - 4.8.7 Virtuelle Planungssysteme: Beispiel FAMOS Robotic [Seite 277]
5.9 - 4.9 Robotersteuerung mit Hilfe von Sensoren [Seite 282]
5.9.1 - 4.9.1 Robot-Vision-Systeme [Seite 283]
5.9.2 - 4.9.2 Beispiel: Teileerkennung vom Band [Seite 289]
5.9.3 - 4.9.3 Beispiel: Kameraunterstützte Demontage [Seite 290]
5.9.4 - 4.9.4 Fügehilfen und Kraft-Momenten-Regelungen [Seite 294]
5.10 - 4.10 Mobilität von Robotern [Seite 296]
5.10.1 - 4.10.1 Freiheitsgrade mobiler Systeme [Seite 296]
5.10.2 - 4.10.2 Positionsermittlung mobiler Systeme [Seite 297]
5.10.3 - 4.10.3 Omni-Wheel und Mecanum-Rad [Seite 302]
5.10.4 - 4.10.4 Simulationsmodell einer Roboterplattform [Seite 305]
5.10.5 - 4.10.5 Simulation der Fahrzeugbewegung [Seite 308]
5.10.6 - 4.10.6 Navigation ortsflexibler Roboter [Seite 312]
5.10.7 - 4.10.7 Laufende Roboter [Seite 317]
6 - 5 Computer-Vision-Systeme [Seite 327]
6.1 - 5.1 Kameras für die Bildverarbeitung [Seite 328]
6.2 - 5.2 Bildauflösung [Seite 331]
6.3 - 5.3 Abbildungen über ein Lochkamera-Modell [Seite 334]
6.4 - 5.4 Histogramme, Binärbilder, Blobs [Seite 338]
6.5 - 5.5 Kantendetektion [Seite 340]
6.6 - 5.6 Dreidimensionale Objekterkennung [Seite 344]
6.6.1 - 5.6.1 Triangulation [Seite 345]
6.6.2 - 5.6.2 Laserscanner [Seite 348]
6.6.3 - 5.6.3 3D-Triangulation bei Standard-Stereogeometrie [Seite 349]
6.6.4 - 5.6.4 Epipolargeometrie [Seite 351]
6.6.5 - 5.6.5 3D-Mesung mit Punktematrix [Seite 352]
6.6.6 - 5.6.6 Homogene Koordinaten [Seite 353]
6.6.7 - 5.6.7 Transformationsmatrizen [Seite 356]
6.6.8 - 5.6.8 Transformation von Punkten in Weltkoordinaten [Seite 357]
6.6.9 - 5.6.9 Transformation von Punkten in Kamerakoordinaten [Seite 360]
7 - 6 Lösung der Kontrollaufgaben [Seite 363]
8 - Literaturverzeichnis [Seite 373]
9 - Stichwortverzeichnis [Seite 379]