Forschungsthemen
[GB] Konzeption und Implementierung eines adaptiven Kartiografierungs- und Lokalisierungsverfahrens
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. Im Laufe der Zeit wurden unzählige SLAM-Varianten entwickelt, die für verschiedene Rahmenbedingungen optimiert wurden. Dabei unterscheiden sich die Varianten der SLAM-Komponenten stark in ihren nicht-funktionalen Eigenschaften (Ressourcenverbrauch, Genauigkeit etc.). Gleichwohl SLAM-Verfahren konzeptionell komponentenbasiert aufgebaut sind, werden die Komponenten bei der Implementierung in starre Algorithmen verwoben. Aus diesem Grund wird die Wiederverwendung einzelner Bestandteile verhindert und eine Rekonfiguration zur Laufzeit unmöglich. 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 Kartografierung und Lokalisierung von autonomen Robotern in unbekanntem Terrain gegeben werden, wobei vor allem SLAM-Verfahren hinsichtlich ihrer komponentenbasierte Struktur untersucht werden sollen. Für die gefundenen Komponenten sollen Varianten in den aktuell verfügbaren Implementierung identifiziert und hinsichtlich ihrer nicht-funktionalen Eigenschaften bewertet werden. Auf dieser Basis soll mit Hilfe des Smart Application Grids (SMAG) Ansatzes eine kompontenbasierte prototypische Implementierung eines adaptiven SLAM Ansatzes entwickelt werden, bei der die Komponenten je nach Situation ausgetauscht oder angepasst werden können.
Betreuer: Christian Piechnick