Roboter – sichere Helfer des Menschen

Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

Visuelle Odometrie

© Fraunhofer IFF, Peter Förster

Präzise Lokalisierung autonomer Roboter in großen Umgebungen wie Fabrikhallen per visueller Odometrie

Die kontinuierliche Lokalisierung mobiler Einheiten wie z.B. von fahrerlosen Transportsystemen oder mobilen Assistenzrobotern ist bereits heute eine Basistechnologie in Automatisierung und Logistik. Gleichzeitig bedeuten bestehende Systeme zur Lokalisierung eine substanzielle Investition in Infrastruktur und/oder mobile Sensorik. Visuelle Selbstlokalisierung auf Basis preiswerter digitaler Kameratechnik bietet im Gegensatz dazu ein deutliches Potential zur Kostenreduktion bei solchen Systemen und könnte helfen, neue Anwender und Anwendungsfelder - insbesondere bei kleinen und mittleren Unternehmen - zu erschließen.

Auf Basis dieser Überlegungen wurde als Teil des Verbundprojekts AVILUS+ ein visuelles Positionsverfolgungssystem speziell für Umgebungen wie Werk- oder Lagerhallen entwickelt:

  • als Teilkomponente zur visuellen Selbstlokalisierung mobiler autonomer Systeme
  • als eigenständiges System zur Erfassung von Wegen und Wegzeiten anderer mobiler Einheiten

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Kamerabasierte Navigation und Lokalisierung eines mobilen Roboters durch Orientierung an vorhandenen Umgebungsmerkmalen in Werkhallen.

Konkrete Entwicklungsschwerpunkte lagen auf den folgenden technologischen Aspekten:

  • hybride Tiefenstruktur der Umgebung (Merkmale liegen sowohl im Nahbereich als auch bei quasi Unendlich vor)
  • Arbeit unter schlechten Lichtverhältnissen
  • Handling von Unschärfe durch Bewegung der Kamera
  • Berücksichtigung von Dynamik in der Umgebung

Die entwickelten Verfahren wurden in Form des Prototyps einer kompakten, integrierten Sensoreinheit zur Montage auf mobilen Systemen implementiert. Das System enthält neben zwei Kameras für markerlose sowie optional markerunterstützte Lokalisierung auch zusätzliche LED-Beleuchtung und Rechentechnik. Zur datentechnischen Einbindung steht Industrial-Ethernet zur Verfügung.

Projektdaten AVILUSplus (Gesamtprojekt)

  • Förderprogramm: IKT 2020/Forschung für Innovation
  • Förderschwerpunkt: Virtuelle und Erweiterte Realität
  • Förderkennzeichen: 01IM08002
  • Fördervolumen: 10,1 Mio. Euro
  • Projektlaufzeit: 2008 - 2011