Diploma Thesis DIP-1410

BibliographyKalbacher, Martin: Ultraschallgestuetzte Navigation und Wegplanung in bekannter Umgebung.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Diploma Thesis No. 1410 (1996).
90 pages, german.
CR-SchemaE.1 (Data Structures)
F.2.1 (Numerical Algorithms and Problems)
I.2.9 (Robotics)
I.2.10 (Vision and Scene Understanding)
I.4.1 (Image Processing Digitization)
KeywordsRoboter; Wegplanung
Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Programmsystem implementiert, durch welches es ermoeglicht wurde, dass sich mobile Roboter autonom in einer bekannten Umgebung bewegen koennen und in der Lage sind, kleinere Aufgaben selbsttaetig zu loesen. Als Beispiels-Aufgabe war vorgesehen, dass der Roboter innerhalb einer Bueroumgebung eine Konferenz arrangiert. Das bedeutet, der Roboter soll selbstaendig einen leeren Konferenzraum suchen und eine bestimmte Gruppe von vorher festgelegten Personen dazu einladen. Die Einladung soll natuerlichsprachlich geschehen. Dabei sollte auf eine optimale Wegplanung geachtet werden. Ebenso galt es, auftretenden Hindernissen durch entsprechende Strategien auszuweichen. Als Hindernisse koennen normale Gegenstaende, wie sie in einem Buero vorkommen (Papierkoerbe, Moebelstuecke, usw.), auftreten. Weiterhin koennen sich jederzeit Personen frei im Gebaeude bewegen. Diese Personen muessen erkannt werden und bei Kollisionsgefahr muss der Roboter anhalten. Die Abteilung Bildverstehen am IPVR Stuttgart besitzt drei mobile Roboter der Firma Robosoft, die als Grundlage fuer das Programmsystem dienen. Saemtliche vorhandene Roboter sind mit Ultraschall-Sensoren ausgeruestet und es sind prinzipiell alle Roboter zur Loesung der Aufgabe geeignet. Normalerweise erfolgt die Kommunikation der Roboter mit den externen Steuerrechnern ueber mehrere Funkstrecken. Um sich aber wirklich autonom innerhalb eines beliebigen Gebaeudes bewegen zu koennen und um die Sprachausgabe des Roboters aktiv zu unterstuetzen, wurde das Fahrzeug "Porthos" mit einem eigenen Steuerrechner (Laptop) versehen, welcher direkt mit der seriellen Schnittstelle des Roboters verbunden werden kann. Zusaetzlich wurden zwei aktive Lautsprecherboxen installiert. Zum Erkunden der potentiellen Konferenzraeume wurde zusaetzlich eine digitale Grauwertbild-Kamera installiert. Durch bestimmte Filterverfahren, die auf das Eingangsbild angewendet werden und es nach Bewegungen detektieren, kann festgestellt werden, ob sich Personen in einem Raum aufhalten. Die komplette Navigation innerhalb der Umgebung, sowie die Personenerkennung, stuetzen sich hauptsaechlich auf die Information der vorhandenen Ultraschall-Sensoren. Als globale Informationsquelle ueber die komplette Umgebung existiert eine topologische Karte mit Ent- fernungsangaben und Relativbeziehungen der verschiedenen Zimmer zueinander. Zur optimalen Pfadgenerierung ist eine solche Informationsquelle unabdingbar. Das komplette Programmsystem wurde in der Programmiersprache C++ geschrieben. Zur initialen Anpassung der Helligkeitswerte der Kamera, zum Programmstart und zur Programm- ueberwachung wurde eine grafische Bedienungsoberflaeche geschaffen.

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Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed High-Performance Systems, Image Understanding
Entry dateOctober 17, 1996
   Publ. Computer Science