imported>Georg Hügler am 19. September 2023 um 10:08 Uhr

2023-09-19T10:08:13Z

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'''{{lang|en|Dynamic Window Approach}}''' (kurz '''DWA'''; englisch für „Dynamik-Fenster-Methode“) ist eine Strategie zur [[Kollisionsvermeidung]] bei [[Roboter]]n, die 1997 von [[Dieter Fox]], [[Wolfram Burgard]] und [[Sebastian Thrun]] veröffentlicht wurde.<ref name="fox97">{{Literatur |Autor=Dieter Fox, Wolfram Burgard, Sebastian Thrun |Titel=The dynamic window approach to collision avoidance |Sammelwerk=IEEE Robotics & Automation Magazine |Datum=1997 |Seiten=23-33 |Online=http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=580977 |Abruf=2009-02-03}}</ref> Die Strategie nimmt dabei anders als generelle Verfahren Rücksicht auf die [[Systemeigenschaften#Dynamik|Dynamik]] des Roboters, insbesondere auf limitierte Geschwindigkeit und Beschleunigung. Sie geht dafür von allen möglichen [[Regelung (Natur und Technik)|Regelungen]] aus und versucht in dieser Menge die [[Optimale Regelung|optimalen Regelung]] zu finden. Ziel ist die Bewegungsplanung für Roboter mit Reaktion auf eine dynamische Umgebungen und unvorhergesehene Ereignisse zur [[Laufzeit (Technik)|Laufzeit]].

Mit DWA wird die Bewegung des Roboters nur für kleine Zeitintervalle vorausgeplant. Dabei wird die Kinematik und Dynamik des Roboters berücksichtigt, insbesondere seine Grenzen bei Geschwindigkeit und Beschleunigung. Der Suchraum für mögliche Regelungen des Roboters wird dazu auf diejenigen beschränkt, die abhängig von diesen Begrenzungen jederzeit ein sicheres Stoppen des Roboters erlauben. Zusätzlich wird der Suchraum auf Geschwindigkeiten begrenzt, die im vorausgeplanten Zeitintervall erreicht werden können. Geschwindigkeiten, die diesen Einschränkungen entsprechen, bilden das namensgebende ''{{lang|en|dynamic window}}'', das Dynamik-Fenster.

Über die möglichen [[Translation (Physik)|translatorischen]] und [[Rotation (Physik)|rotatorischen]] Geschwindigkeiten des Dynamik-Fensters wird ein Gütefunktional maximiert. Das Gütefunktional in der ursprünglichen [[Wissenschaftliche Publikation|Publikation]] enthält als gewichtete Anteile
* Annäherung an den Zielpunkt
* Vorwärtsgeschwindigkeit
* Distanz der [[Trajektorie (Physik)|Trajektorie]] zum nächsten Hindernis
Die damit ermittelte Regelung sorgt also unter Vermeidung von Zusammenstößen mit Hindernissen für eine schnelle Annäherung an den Zielpunkt. In der Publikation werden Ergebnisse auf verschiedenen Roboter-Plattformen in verschiedenen Umgebungen vorgestellt, die eine robuste Hindernisvermeidung bei Geschwindigkeiten bis zu <math>1 \tfrac{m}{s}</math> ermöglichen.<ref name="fox97" />

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=Dieter Fox, Wolfram Burgard, Sebastian Thrun
|Hrsg=
|Titel=The dynamic window approach to collision avoidance
|Sammelwerk=IEEE Robotics & Automation Magazine
|Band=
|Nummer=
|Auflage=
|Verlag=
|Ort=
|Datum=1997
|ISBN=
|Seiten=23-33
|Online=https://ieeexplore.ieee.org/document/580977
|Abruf=2020-08-31}}

== Weblinks ==
* {{Literatur
|Autor=Petter Ögren, Naomi Ehrich Leonard
|Titel=A Convergent Dynamic Window Approach to Obstacle Avoidance
|Sammelwerk=IEEE Transactions on Robotics and Automation
|Datum=2005
|Seiten=188-195
|Online=http://www.princeton.edu/~naomi/OgrLeoTRA05.pdf
|Abruf=2009-02-03}}
* {{Literatur
|Autor=Oliver Brock
|Titel=High-Speed Navigation Using the Global Dynamic Window Approach
|Sammelwerk=IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation
|Datum=1999
|Online=http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.30.1676&rep=rep1&type=pdf
|Abruf=2009-02-03}}
* Video der Stanford University: [http://robotics.stanford.edu/~oli/MOVIES/global-dynamic-window.avi Global Dynamic Window Approach] ([[Audio Video Interleave|AVI]]; 30,5 MB)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Dwa}}
[[Kategorie:Robotik]]

Dynamic window approach - Versionsgeschichte

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