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E-Book

Eine interaktive räumliche Benutzerschnittstelle für die Programmierung von Industrierobotern

Forschungsberichte IWB, Band 228

AutorWolfgang Vogl
VerlagHerbert Utz Verlag
Erscheinungsjahr2009
Seitenanzahl249 Seiten
ISBN9783831608690
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis34,99 EUR
Im Jahr 2006 befanden sich weltweit rund eine Million Industrieroboter im Einsatz. Bis zum Ende des Jahrzehnts wird ein Anstieg auf 1,2 Millionen Stück erwartet. Die Motivationen für den Einsatz von Robotersystemen in der Produktion werden auch in den kommenden Jahren darin liegen, Kosten zu sparen, die Produktivität zu steigern und die Qualität zu verbessern, um im globalen Wettbewerb konkurrenzfähig zu bleiben.

Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu leisten, die Potenziale der Augmented- Reality-Technologie für die Industrierobotik zu erschließen. Das vorrangige Ziel ist es hierbei, die Programmierung und Bedienung des Produktionsmittels Roboter zu vereinfachen und den damit verbundenen Aufwand maßgeblich zu reduzieren. Auf Basis der AR-Technologie sollen neuartige, effiziente Formen der Benutzerinteraktion erarbeitet und für einen industriellen Einsatz qualifiziert werden.

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Inhaltsverzeichnis
Geleitwort der Herausgeber8
Vorwort10
Inhaltsverzeichnis12
Abbildungsverzeichnis19
Tabellenverzeichnis22
Abkürzungsverzeichnis23
Notation und physikalische Größen25
1 Einleitung28
1.1 Ausgangssituation28
1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise30
2 Robotereinsatz und -programmierung34
2.1 Robotertypen34
2.2 Applikationen und Randbedingungen36
2.3 Programmierung von Industrierobotern39
2.4 Situationsanalyse und Fazit53
3 Stand der Forschung und Technik56
3.1 Augmented Reality56
3.2 Visualisierungsverfahren59
3.3 Positionserfassung70
3.4 Interaktionstechniken72
3.5 AR-Anwendungen in der Mensch-Roboter-Interaktion74
3.6 Fazit und Handlungsbedarf86
4 Anforderungsanalyse88
4.1 Zieldimensionen88
4.2 Anforderungsstruktur88
4.3 Konzeptionelle Anforderungen90
4.4 Technische Anforderungen91
4.5 Benutzerorientierte Anforderungen95
5 Konzeption und Systementwurf98
5.1 Überblick98
5.2 AR-basierte Roboterprogrammierung und Simulation98
5.3 Konzeption der Visualisierung109
5.4 Projektionsgestützte AR-Visualisierung112
5.5 Automatisierte Geometrieerfassung125
5.6 Räumliche Eingabe und Interaktion128
5.7 Zusammenfassung des Konzepts und der Teilverfahren140
6 Umsetzung und Erprobung144
6.1 Übersicht144
6.2 Systemgestaltung und Implementierung144
6.3 Systemkonfigurationen und realisierter Aufbau164
6.4 Erprobung und Anwendung des Systems166
7 Technische und wirtschaftliche Bewertung174
7.1 Technische Bewertung174
7.2 Wirtschaftliche Bewertung176
8 Zusammenfassung und Ausblick180
9 Literaturverzeichnis184
10 Anhang224
10.1 Entwicklung der AR-Forschung224
10.2 Head-Mounted Displays (HMD)225
10.3 Verfahren der Positionserfassung231

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