Bewegungsplanung für virtuelle Geräte
Ursprünglich für Studien zur Robotik eingesetzt, hat sich die automatisierte Bewegungsplanung in jüngster Zeit bei Anwendungen in Computerspielen sowie bei der Wartungsplanung und bei Sicherheitsschulungen für industrielle CAD-Systeme bewährt. Bei solchen Anwendungen mit einer Vielzahl von Geräten in virtuellen Umgebungen ist es unerlässlich, dass die gleichzeitige Bewegung kohärenter Gruppen sich bewegender Geräte anstelle der einzelnen Geräte in Echtzeit berechnet wird. Hierfür haben Forscher im Rahmen des europäischen MOVIE-Projektes einen innovativen Ansatz für die Bewegungsplanung von Gruppen virtueller Geräte entwickelt, der mithilfe eines verformbaren Umrisses modelliert ist. Um übermäßige Rechenzeit für die Bewegung zu vermeiden, werden einzelne Geräte mithilfe einer neuartigen Technik mit der Bezeichnung "Group Potential Fields" innerhalb des verformbaren Umrisses gehalten. Die Kombination der globalen Bewegung des Gruppenumrisses mit der internen Bewegung könnte zu der gewünschten kohärenten Gruppenbewegung führen. Für die Ausarbeitung einer Roadmap aller möglichen Bewegungen des verformbaren Umrisses wurde eine Erweiterung der verbreiteten PRM-Planungsmethode (Probabilistic Roadmap) verwendet. Die Roadmap deckt den gesamten Konfigurationsraum möglicher Platzierungen der kohärenten Gruppe virtueller Geräte ab und könnte für die Ermittlung des gewünschten Pfades abgefragt werden. Zudem ist für das Problem der Bewegungsplanung in seiner einfachsten Form die Berechnung eines kollisionsfreien Pfades zwischen Start- und Zielposition erforderlich. Der Einbezug alternativer Routen sowie bekannter Hindernisse und Objekte (z.B. Wände und Türen) bei Erstellung der Roadmap ermöglichte die Anpassung an dynamische Veränderungen der komplexen virtuellen Umgebung. Experimente haben ergeben, dass diese Techniken und Algorithmen mit nur geringer Vorbereitung eine effiziente numerische Lösung für die Abfrage der Gruppenbewegung fast in Echtzeit bieten.
