Forschungsthemen
[GB] Konzeption eines Schwarm basierten Kartiografierungs- und Ortungsverfahrens für mobile Roboter
Robotersysteme werden vor allem an Orten eingesetzt, an die der Menschen nicht oder nur unter großen Risiken gelangen kann. In Katastrophensituationen können Roboter manuell, als verlängerter Arm, oder als autonome Agenten kundschaften, Überlebende suchen oder sogar bergen. Die Softwaresysteme müssen dafür in der Lage sein, in unbekanntem Terrain zu navigieren, da vorgefertigte Karten nach Katastrophen meist nicht mehr zu verwenden sind. Dabei sind zwei Dinge notwendig: Ad-hoc Kartografierung und Positionsbestimmung. Für diese Anwendungsfälle wurden zahlreiche Verfahren entwickelt, die auf Basis verfügbarer Sensorik (Kameras, Laserscanner etc.) die Kartografierung ermöglichen. Simultaneous Localization And Mapping (SLAM) ist eines dieser Verfahren. Aus Zeit- und Effizienzgründen ist es nach Katastrophenfällen oftmals sinnvoll, mehrere Roboter gleichzeitig einzusetzen, wobei deren Kartografierungsinformationen synchronisiert werden müssen. Desweiteren kann man davon ausgehen, dass die Kommunikationsinfrastruktur ebenfalls ausgefallen ist, sodass nur eine Peer-to-Peer Kommunikation (Roboter-zu-Roboter) möglich ist. Im Rahmen der Belegarbeit soll in Kooperation mit der Firma H&S Robots aus Ilmenau (http://www.hs-robots.de) ein Überblick über aktuelle Verfahren zur schwarmbasierten Kartografierung und Lokalisierung von autonomen Robotern in unbekanntem Terrain gegeben werden. Auf dieser Basis soll mit Hilfe des Smart Application Grids (SMAG) Ansatzes eine kompontenbasierte prototypische Implementierung eines kollaborativen, adaptiven SLAM Ansatzes umgesetzt werden. Die Lösung muss dabei in der Lage sein mehrere autonome Roboter zu unterstützen, die ein unbekanntes Terrain möglichst schnell und effizient erkunden. Darüber hinaus ist die permantente Aufrechterhaltung einer Kommunikationsverbindung zu einem externen Punkt (z.B. Rettungstzentrum) notwendig, wobei zur Kommunikation zwischen den Robotern lediglich eine Peer-to-Peer Kommunikation eingesetzt werden soll. Es kann dabei davon ausgegangen werden, dass die SLAM-Implementierung für jeden Roboter bereits vorhanden und nicht Teil der Aufgabenstellung ist.
Betreuer: Christian Piechnick