Mechatronische Funktionsentwicklung für ein autonomes Transportfahrzeug mit omnidirektionalem Antrieb

Wie lässt sich ein Fahrzeug entwickeln, das sich frei in jede Richtung bewegt, ohne dabei kippanfällig zu sein? Diese Dissertation stellt die mechatronische Funktionsentwicklung eines autonomen Transport- und Robotersystems mit sphärischem Antrieb vor - kurz aTRS bzw. S-Mobile. Anders als klassische Fahrwerke balanciert das System aktiv auf einer einzelnen Kugel und vereint dadurch omnidirektionale Beweglichkeit mit einem kompakten Footprint, wie er etwa in beengten Lager- und Produktionsumgebungen gebraucht wird. Die Arbeit führt konsequent durch den gesamten mechatronischen Entwicklungsprozess: von der kinematischen und dynamischen Modellbildung über die experimentelle Parameter- und Reibwertidentifikation bis zur echtzeitfähigen Umsetzung einer hierarchischen, modellprädiktiven Regelung samt Navigations- und Umfeldwahrnehmungsmodul. Funktionsnachweise am realen Prüfstand und am Gesamtsystem belegen die Praxistauglichkeit des Konzepts. Das Buch richtet sich an Ingenieurinnen und Ingenieure sowie Forschende aus Regelungstechnik, Fahrzeugmechatronik und mobiler Robotik, die an neuartigen Antriebskonzepten und modellbasierten Entwicklungsmethoden interessiert sind.