E-Book, Deutsch, 334 Seiten, eBook
Reihe: Informatik aktuell
19. Fachgespräch Stuttgart, 8./9. Dezember 2005
E-Book, Deutsch, 334 Seiten, eBook
Reihe: Informatik aktuell
ISBN: 978-3-540-30292-6
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Zielgruppe
Research
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
Kooperative Systeme.- Architektur und Komponenten für ein heterogenes Team kooperierender, autonomer humanoider Roboter.- Dynamic Task Assignment in a Team of Agents.- Verbesserte Effizienz der Monte-Carlo-Lokalisierung im RoboCup.- Swarm Embodiment — A New Way for Deriving Emergent Behavior in Artificial Swarms.- Kooperative Multi-Roboter-Wegplanung durch heuristische Prioritätenanpassung.- A Unified Architecture for the Control Software of a Robot Swarm: Design and Investigation Results.- Bildverarbeitung.- Kalman Filter based Detection of Obstacles and Lane Boundary in Monocular Image Sequences.- Komponentenbasierte Bildanalyse zur Identifikation von Objektkategorien.- Gesichtsanalyse für die intuitive Mensch-Roboter-Interaktion.- Klassifizierungsaspekte bei der 3D-Szenenexploration mit einer neuen 2D/3D-Multichip-Kamera.- Segmentation of Independently Moving Objects Using a Maximum-Likelihood Principle.- Region-based Depth Feature Map for Visual Attention in Autonomous Mobile Systems.- Lokalisierung und Kartographierung.- Bearing-Only SLAM with an Omnicam.- Automatic Generation of Indoor VR-Models by a Mobile Robot with a Laser Range Finder and a Color Camera.- Elastic View Graphs: A new Framework for Sequential 3D-SLAM.- Selbstständige Erstellung einer abstrakten topologiebasierten Karte für die autonome Exploration.- Integration of a Sound Source Detection into a Probabilistic-based Multimodal Approach for Person Detection and Tracking.- Using Descriptive Image Features for Global Localization of Mobile Robots.- Outdoor-Systeme.- Extension Approach for the Behaviour-Based Control System of the Outdoor Robot RAVON.- Visual Odometry Using Sparse Bundle Adjustment on an Autonomous Outdoor Vehicle.- Verbesserte GPS-Positionsschätzung mit IP-transportiertenKorrekturdaten für autonome Systeme im Outdoor-Bereich.- Fahrerassistenzsysteme.- Videobasierte Fahrspurerkennung zur Umfelderfassung bei Straßenfahrzeugen.- of a Full Redundant Architecture into a Vehicle by Integration of a Virtual Driver.- Systemplattform für videobasierte Fahrerassistenzsysteme.- Kognitive Sensordatenverarbeitung.- Sequential Parameter Estimation for Fault Diagnosis in Mobile Robots Using Particle Filters.- Ermittlung von Linienkorrespondenzen mittels Graph-Matching.- Information Integration in a Multi-Stage Object Classifier.- Finding Rooms on Probabilistic Quadtrees.- Active Autonomous Object Modeling for Recognition and Manipulation.- Architekturen und Anwendungen.- Die Softwarearchitektur eines Laufroboters für RoboCup Rescue AIMEE.- Flexible Combination of Vision, Control and Drive in Autonomous Mobile Robots.- Zentrale Aufgabenverteilung in einem fahrerlosen Transportsystem.- Autonom navigierende Fahrerlose Transportsysteme in der Produktion.- Sensorgestützte Bewegungssynchronisation von Operationsinstrumenten am schlagenden Herzen.- Steuerung und Navigation.- Robot Guidance Navigation with Stereo-Vision and a Limited Field of View.- Einfaches Steuerungskonzept für mobile Roboter in dynamischen unstrukturierten Umgebungen.- Graphbasierte Bewegungsanalyse dynamischer Hindernisse zur Steuerung mobiler Roboter.- Mobile Robot Motion using Neural Networks: An Overview.- Combining Learning and Programming for High-Performance Robot Controllers.- Automatic Neural Robot Controller Design using Evolutionary Acquisition of Neural Topologies.- KAWA-I krabbelt! Entwurf, Aufbau und Steuerungsarchitektur des Colani-Babys.
Architektur und Komponenten für ein heterogenes Team kooperierender, autonomer humanoider Roboter (S. 3-4)
Jutta Kiener, Sebastian Petters, Dirk Thomas, Martin Friedmann, Oskar von Stryk
Fachgebiet Simulation und Systemoptimierung, Fachbereich Informatik, Technische Universität Darmstadt,
D-64289 Darmstadt,
E-mail: {kiener,petters,dthomas,friedmann,stryk}@sim.tu-darmstadt.de
Zusammenfassung.
Für ein kooperierendes Team autonomer, humanoider Roboter, das derzeit aus insgesamt vier unterschiedlichen, ca. 37-68 cm großen Robotertypen besteht, werden eine plattformübergreifende, modulare Softwarearchitektur sowie plattformübergreifende und individuelle Module zur Sensordatenverarbeitung, Planung und BewegungsSteuerung entwickelt.Das entwickelte funktionale Framework ermöglicht die Kommunikation der Softwaremodule, d.h. Algorithmen für die unterschiedlichen Aufgaben innerhalb der Architektur untereinander, sowie die Kommunikation per WLAN zwischen verschiedenen Rechnern und Robotern. Als Anwendungsszenario für die Teamkooperation in einer dynamischen und strukturierten Umgebung wird Roboterfußball untersucht. Die entwickelten Methoden wurden im Juli 2005 von den Darmstadt Dribblers beim RoboCup in Osaka bei der Premiere von Teamspielen in der Humanoid Robot League eingesetzt. Daneben werden KooperationsSzenarien von heterogenen Robotersystemen bestehend aus vierbeinigen und humanoiden Robotern untersucht.
1 Einleitung
Motivation und Zielsetzung.
Kooperierende, autonome Mehrrobotersysteme werden derzeit für unterschiedliche Anwendungen, z.B. den kooperativen Transport einer Last durch mehrere fahrende oder fliegende Roboter, die Überwachung und Aufklärung eines Katastrophengebiets oder beim Roboterfußball in einer besonders dynamischen Umgebung untersucht.
Zur effektiven, flexiblen und robusten Entwicklung eines heterogenen Mehrroboterteams werden neben Modulen zur Lösung der grundlegenden Fragen der Sensordatenverarbeitung, Planung und Bewegungssteuerung Softwarearchitekturen sowie ein effizientes Framework benötigt. Anforderungen sind dabei Modularität für die Integration plattformunterschiedlicher oder konkurrierender Module zur Sensor-, insbesondere Kameradatenverarbeitung, Lokalisierung, Bewegungssteuerung, Verhaltenssteuerung sowie Flexibilität zur Anpassung an wechselnde Hardware wie unterschiedliche Prozessoren, Kamerasysteme oder Bewegungsapparate.
Ebenso unterstützt werden muss die Kommunikation zwischen einzelnen Modulen und verschiedenen Robotern und Rechnern in unterschiedlichen Phasen von Entwicklung und der Betrieb der Mehrrobotersysteme unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen laufender, zwei- und vierbeiniger Roboter, die u.a. in der besonderen Schwierigkeit und Vielfalt der Bewegungsmöglichkeiten sowie der Auge-Bein Koordination liegen.
Stand der Forschung.
In den letzten Jahren wurden wesentliche Fortschritte bei humanoiden Robotern erzielt. Dennoch enthält die robuste und schnelle Fortbewegung beim zweibeinigen Laufen sowie die autonome Navigation mit Auge-Bein-Koordination noch viele ungelöste Fragen. Die Herausforderungen beim Fußballspielen mit autonomen humanoiden Robotern liegen unter anderem in der Ausführung möglichst schneller, zielorientierter und situationsabhängiger Bewegungen unter Berücksichtigung von Bewegungsstabilität und Echtzeitanforderungen. Bisherige Ansätze für Roboterarchitekturen für zielorientiert kooperierende Mehrrobotersysteme erfüllen die vorstehend ausgeführten Anforderungen für die hier betrachteten Humanoid-Roboter nur bedingt.
Beispielsweise ist das für rollende Mehrrobotersysteme entwickelte auf CORBA basierende Miro für leistungsfähige Mehrprozessorsysteme optimiert. Auf stromsparenden, leistungsschwächeren Einoder Mehr-prozessorsystemen wie auf den hier betrachteten Humanoid-Robotern bringt die Verwendung von CORBA jedoch einen Effizienzverlust mit sich, da nur wenige Vorteile dieser Middleware ausgenutzt werden können.
