Implementierung von Navigationsmechanismen der Wüstenameise
Zum Lösen typischer Robotikprobleme können hilfreiche Inspirationen von biologischen Vorbildern gewonnen werden. Beispielsweise verfügen viele Insekten über beachtliche Navigationsfähigkeiten die mit vergleichsweise einfachen neuronalen Strukturen umgesetzt werden. R. Möller beschreibt in [1] eine Theorie zur Navigation der Wüstenameise. In [2] und [3] wird eine einfache algorithmische Umsetzung zur Anwendung auf einem Staubsaugerroboter beschrieben.
Grundprinzip ist das Ausnutzen von Panormabildern um die Orientierung relativ zu bekannten Positionen in der Welt zu bestimmen. Damit ist bereits die Rückkehr zu bekannten Orten in der Welt und das Abfahren bekannter Pfade möglich. Mit Hilfe von einfachen Radencodern und Abstandssensoren können auch komplexe Explorationsmuster abgefahren werden. Dieses Video zeigt einen schönen Überblick und Einstieg in die Thematik.
Ziel der Arbeit ist eine algorithmische Implementierung auf einem Raspberry Pi (oder ähnlicher Hardware) für unsere Praktikumsroboter.
Referenzen:- [1] "A model of ant navigation based on visual prediction", R. Möller, Journal of Theoretical Biology, 305, 2012, pp. 118-130
- [2] "Cleaning robot navigation using panoramic views and particle clouds as landmarks", R. Möller, M. Krzykawski, L. Gerstmayr-Hillen, M. Horst, D. Fleer, & J. de Jong Robotics and Autonomous Systems, 61 (12), 2013, pp. 1415 - 1439
- [3] "Dense topological maps and partial pose estimation for visual control of an autonomous cleaning robot", L. Gerstmayr-Hillen, F. Röben, M. Krzykawski, S. Kreft, D. Venjakob, & R. Möller, Robotics and Autonomous Systems, 61 (5), 2013, pp. 497-516
Voraussetzungen / Vorkenntnisse:
- Grundkenntnisse Bildverarbeitung
- Programmierkentnisse
- Verständnis wissenschaftlicher Arbeiten in englischer Sprache
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