Arbeitsbereich Kognitive Robotik
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- Julius Pfaff
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1 Arbeitsbereich Kognitive Robotik Bernd Krieg-Brückner, Thomas Röfer, Axel Lankenau, Rolf Müller Bremer Institut für Sichere Systeme Technologiezentrum Informatik Universität Bremen
2 SPP Raumkognition Themen Raumwahrnehmung Raumrepräsentation Navigation Daten Dauer Universitäten Bremer Institut für Sichere Systeme 2
3 SFB Transregio Spatial Cognition Research Center Schwerpunkte Repräsentation und räumliches Schließen Räumliches Verhalten Präsentation und Kommunikation Beteiligte Arbeitsgruppen Hamburg: Prof. Freksa, Prof. Habel Freiburg: Prof. Nebel, Prof. Burgard Bremen: Prof. Schlieder, Prof. Bateman, Prof. Krieg-Brückner Hamburg Bremen Freiburg Bremer Institut für Sichere Systeme 3
4 Übersicht Steigende Autonomie Fahrassistent Sicherer Rollstuhl Elektro-Rollstuhl Navigationsassistent Grundverhalten Routenverfolgung Routenassistent Routenassistent Light Autonome Navigation Navigationsassistent Light Keine in Routen in Karten Bremer Institut für Sichere Systeme 4
5 Sicherer Rollstuhl Steigende Autonomie Fahrassistent Sicherer Rollstuhl Elektro-Rollstuhl Navigationsassistent Routenverfolgung Routenassistent Routenassistent Light Autonome Navigation Grundverhalten Navigationsassistent Light Keine in Routen in Karten Bremer Institut für Sichere Systeme 5
6 Sicherer Rollstuhl Ausstattung Technische Daten Meyra Modell Genius cm/s Höchstgeschwindigkeit Kommunikation über 2 serielle Schnittstellen Sensorik Interne Sensorik (Geschwindigkeit/Lenkeinschlag) 27 Ultraschallsensoren Rechnerausstattung Industrie-PC (Pentium III/600) QNX (Realzeit-Betriebssystem) Bremer Institut für Sichere Systeme 6
7 Sicherer Rollstuhl Motivation Fahrkommando vom Joystick Ultraschalldaten der Umgebung Sicherheitsmodul Sicheres Fahrkommando Der Benutzer interagiert mit sicherem Rollstuhl Bremer Institut für Sichere Systeme 7
8 Sicherer Rollstuhl Architektur Echtzeitanwendung Asynchrone Anwendung Netzwerk 32 ms Sensorik & Aktorik Modul (SAM) Rollstuhl Bremer Institut für Sichere Systeme 8
9 Sicherer Rollstuhl Module Protokoll Grundverhalten Wegmarken Weg- Assistent Netzwerk 32 ms Sensorik & Aktorik Modul (SAM) Rollstuhl Bremer Institut für Sichere Systeme 9
10 Sicherer Rollstuhl Ultraschallsensorik Vorteile Klein Billig Gute Entfernungsgenauigkeit Nachteile Geringe Winkelauflösung Spiegelreflektionen Cross-Talks Blindheit im Nahbereich Bremer Institut für Sichere Systeme 10
11 Sicherer Rollstuhl Statische Feuersequenz Bremer Institut für Sichere Systeme 11
12 Sicherer Rollstuhl Statische Feuersequenz (bewegt) Bremer Institut für Sichere Systeme 12
13 Sicherer Rollstuhl Hindernisdetektion Alter Alter der der Messung Belegtheit der der Zelle Zelle Noch Noch nie nie gemessen gemessen Frei Frei Hindernis Hindernis vermutet vermutet Hindernis Hindernis bestätigt bestätigt Kollisionsgefahr! Bremer Institut für Sichere Systeme 13
14 Sicherer Rollstuhl - Ergebnisse Bremer Institut für Sichere Systeme 14
15 Fahrassistent Steigende Autonomie Fahrassistent Sicherer Rollstuhl Elektro-Rollstuhl Navigationsassistent Routenverfolgung Routenassistent Routenassistent Light Autonome Navigation Grundverhalten Navigationsassistent Light Keine in Routen in Karten Bremer Institut für Sichere Systeme 15
16 Fahrassistent Ausweichen Bremer Institut für Sichere Systeme 16
17 Fahrassistent Demonstration Bremer Institut für Sichere Systeme 17
18 Grundverhalten Steigende Autonomie Fahrassistent Sicherer Rollstuhl Elektro-Rollstuhl Navigationsassistent Routenverfolgung Routenassistent Routenassistent Light Autonome Navigation Grundverhalten Navigationsassistent Light Keine in Routen in Karten Bremer Institut für Sichere Systeme 18
19 Grundverhalten Methoden Lokale Hinderniskarte Virtuelle Sensoren Grundverhalten Vorwärts und rückwärts Gangverfolgung Wandverfolgung links/rechts Nur vorwärts Einbiegen in linke/rechte Tür Automatisch Wenden Sonstige Stopp Bremer Institut für Sichere Systeme 19
20 in Routen Steigende Autonomie Fahrassistent Elektro-Rollstuhl Navigationsassistent Routenverfolgung Routenassistent Routenassistent Light Autonome Navigation Grundverhalten Navigationsassistent Light Keine in Routen in Karten Bremer Institut für Sichere Systeme 20
21 Routen Generalisierung 224cm, 75, 799cm, -83, 880cm, -87, 260cm Bremer Institut für Sichere Systeme 21
22 Routen Abgleich 224cm, 75, 799cm, -83, 880cm, -87, 260cm Im dritten Segment, 440 cm nach der letzten Ecke......sind die Routen inkompatibel 250cm, 85, 750cm, -91, 440cm Bremer Institut für Sichere Systeme 22
23 Routen Generalisierungsbeispiele Bremer Institut für Sichere Systeme 23
24 Routenassistent Steigende Autonomie Fahrassistent Sicherer Rollstuhl Elektro-Rollstuhl Navigationsassistent Routenverfolgung Routenassistent Routenassistent Light Autonome Navigation Grundverhalten Navigationsassistent Light Keine in Routen in Karten Bremer Institut für Sichere Systeme 24
25 Routenassistent Beispiel Bremer Institut für Sichere Systeme 25
26 Routenassistent Demonstration Bremer Institut für Sichere Systeme 26
27 Routenverfolgung Steigende Autonomie Fahrassistent Elektro-Rollstuhl Navigationsassistent Routenverfolgung Routenassistent Routenassistent Light Autonome Navigation Grundverhalten Navigationsassistent Light Keine in Routen in Karten Bremer Institut für Sichere Systeme 27
28 Routenverfolgung Beispiel Bremer Institut für Sichere Systeme 28
29 in Karten Steigende Autonomie Navigationsassistent Grundverhalten Fahrassistent Sicherer Rollstuhl Elektro-Rollstuhl Routenverfolgung Routenassistent Routenassistent Light Autonome Navigation Navigationsassistent Light Keine in Routen in Karten Bremer Institut für Sichere Systeme 29
30 Karten Routengraphen Motivation Ziel notwendig für Navigation Kartesische zu aufwändig Robuste Navigation mobiler Roboter in großflächigen Gangstrukturen A B C D E J F G H I K L M N O P Q R S T Bremer Institut für Sichere Systeme 30
31 Karten Scan-Überdeckung Ohne Scan-Überdeckung Mit Scan-Überdeckung Bremer Institut für Sichere Systeme 31
32 Karten Fehlerkorrektur Scans Aufgenommen: 9403 Verarbeitet: 4208 Gespeichert: m Bremer Institut für Sichere Systeme 32
33 Karten 3D-Landmarken Motivation Ziel Mehr Navigationssicherheit durch Sensorfusion Videokamera als Sensor in unveränderter Umgebung Erkennen von statischen Strukturen (Raumecken, Türzargen etc.) Ergänzung der Navigationsinformationen nach Kartenbildung Unterstützung bei der Navigation Bremer Institut für Sichere Systeme 33
34 Für weitere Informationen Bremer Institut für Sichere Systeme 34
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