Forschungsthemen
[] Konzept und Implementierung einer Multi-Roboter Architektur für mobile Fahrplattformen
Das simultane Lokalisieren und Kartographieren (SLAM) ist in der heutigen Zeit der Automatisierung und mit zunehmender Anzahl von Service-, Industrie- und Transportrobotern, sowie autonomen Fahrzeugen ein immer wichtigerer Teil der Forschung und Entwicklung von Robotersystemen. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Robotersysteme, die für die Kartographierung und Lokalisierung in Gebäuden eingesetzt werden können. Diese verwenden hauptsächlich visuelle Sensoren (Laserscanner, Tiefenbildkameras, RGB-Kameras, …) oder Funksysteme (BeSpoon) zur Lokalisierung im Raum. Diese Systeme sind meist sehr groß, unhandlich oder aufwendig zu installieren. Weiterhin haben sie einen hohen Energieverbrauch, da komplexe Sensorinformationen ausgewertet werden müssen. Als Alternative gibt es eine Vielzahl verschiedener Roboterplattformen mit sehr kleinem Formfaktor und einer kargen Sensorausstattung wie z.B. Infrarot oder Ultraschall Entfernungssensoren. Da es sich größtenteils um preiswerte Hardwarekomponenten handelt, sind die Plattformen zur Kartographierung und Lokalisierung eine preiswerte Möglichkeit. Als Beispielplattform steht ein 4 Rad Roboter der Firma DFRobots mit einzeln ansteuerbaren Rändern, Abstandssensoren und Lagesensoren zur Verfügung. Es ist vorstellbar, dass eine Vielzahl dieser Fahrroboter in einer unbekannten Umgebung zur Erstellung einer Karte eingesetzt werden. In diesem Fall müssen die Roboter sinnvoll koordiniert und gesteuert werden. Das Ziel dieser Arbeit ist es ein Konzept und prototypische Implementierung für eine Master-Slave Architektur zu entwickeln, die für die mobile Roboterplattform mit multiplen sich ändernden Sensorinformationen eingesetzt werden kann. Eine Beispielumsetzung soll basierend auf der mobilen Roboterplattform von DFRobots umgesetzt werden. Die Roboterplattform muss hierbei dementsprechend angepasst werden, dass benötigte Sensoren installiert werden. Die Informationen sollen im Anschluss ausgelesen, interpretiert, ausgewertet und dem Master System zugesendet werden. Abschließend muss das System in Hinblick auf deren Einsatzfähigkeit zur Kartographierung und Lokalisierung auf die Genauigkeit der Hardware der DFRobot Plattform untersucht werden. Dabei sind folgende Teilaufgaben zu erledigen: - Analyse aktueller Ansätze und Implementierung für Robotik Master-Slave Architekturen - Analyse der benötigten minimal notwendigen Roboter Sensorik für die Kartographierung - Umsetzung der Sensorinformationen Integration, Auswertung und Transport zum Master - Umsetzung einer Prototypischen Implementierung einer Master-Slave Architektur - Evaluation der Hardwarezuverlässigkeit und Kartographierungsgenauigkeit
Betreuer: Jan Falkenberg