TU Chemnitz - MoLeiRo:

 

 

An der Professur für Prozessautomatisierung steht ein mobiler Off-Road Roboter zur Verfügung, der als Versuchsträger für das angestrebte Projekt gewinnbringend genutzt werden kann. Die Grundplattform ist ein robuCAR TT von der Firma robosoft (siehe Abbildung rechts) und wurde bereits für Experimente verwendet und entsprechend mit Ultraschallsensoren, Laserscannern, Kamera und entsprechender Rechentechnik ausgestattet. Mit Hilfe eines zusätzlichen Greifarms kann diese Plattform für verschiedene Szenarien eingesetzt werden, wobei im Vordergrund der Einsatz in Rettungsszenarien steht. In für Menschen gefährliches Gebiet kann dieser Roboter eindringen, ohne die Rettungskräfte in Gefahr zu bringen. Vorstellbar ist ein solcher Einsatz bspw. bei Chemieunglücken, doch auch wenn es darum geht schwere Gegenstände in einem Katastrophengebiet zu bereinigen kann dieser Roboter eingesetzt werden um autonom Schutt via Roboterarm aufzusammeln und abzutransportieren. Dabei steht auf dem Roboter eine Transportkapazität von ca. 150kg zur Verfügung, die bei Verwendung eines leichten Roboterarms voll nutzbar wären.

Im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe sollen im Bereich der autonomen mobilen Roboter entsprechende Algorithmen implementiert werden um eine autonome bzw. teilautonome Fortbewegung der mobilen Plattform zu realisieren. Hierzu gehört eine umfassende Wahrnehmung der Umgebung des Gerätes mit Hilfe multipler Sensoren. Die Sensorauswahl muss bezüglich des Grundaufbaus erweitert und die genaue Lage geprüft werden, damit eine Lokalisierung innerhalb des Einsatzgebietes möglichst genau ohne vorhandene Karte und unabhängig von GPS-Empfang durchgeführt werden kann.

 

Neben der bereits erwähnten Sensorik an der mobilen Plattform steht ein fliegender Sensorträger zur Verfügung, um weitere Daten zu sammeln. Der Vorteil dabei liegt auf der Hand: In Bodennähe ist es sehr wahrscheinlich, dass das Sichtfeld der Sensoren durch herumstehende Gegenstände eingeschränkt ist. Diese Einschränkung gilt nicht für einen fliegenden Sensorträger. Somit ergänzen sich beide Plattformen und bieten durch den kombinierten Einsatz viele Vorteile. Als fliegender Sensorträger kommt ein Miniaturhelikopter mit 4 Rotoren, ein sog. Quadrocopter zum Einsatz (Abbildung links). Über den aktuellen Stand der Entwicklung informiert die Seite "SkeyeCopter".

Die Problematik der Lokalisierung wird in der mobilen Robotik allgemein als SLAM-Problem („simultaneous localization and mapping“) bezeichnet, wobei man dieses Problem im Innenbereich weitgehend als gelöst ansieht, stellen die unstrukturierten Umgebungen im Außenbereich immer noch große Herausforderungen für die momentan vorhandenen Algorithmen dar. Ein zusätzliches Problem sind die durch nebenstehende Gebäude oder andere Fehlerquellen verunreinigten Messdaten des GPS, weshalb die Lokalisierung davon unabhängig durchgeführt werden muss. Weiterführende Informationen zum Thema SLAM können auf der Professur Webseite nachgelesen werden.

Für die Verwirklichung der vorgestellten Projektidee gilt es mehrere Herausforderungen zu meistern. Eine nicht zu unterschätzende Tatsache ist das Handling eines mobilen Roboters in der hier vorliegenden Größe. Die ständig notwendigen Testphasen für neu entwickelte Algorithmen können nicht ohne großen Zeitaufwand auf der realen Hardware durchgeführt werden. Aus diesem Grund wird eine geeignete Simulationsumgebung für effektives Arbeiten benötigt. Als Werkzeug für den Entwurf und die Verifikation von Algorithmen nutzen wir die Robotersimulation USARSim.

 

 

Für die Navigation im Außenbereich soll das o.g. Problem in mehreren Teilschritten gelöst werden:

Ansprechpartner:

 

Professur Prozessautomatisierung
Prof. Dr.-Ing. Peter Protzel