Patrick gibt Einblicke in seine Masterarbeit beim IWT

Patrick zusammen mit dem Roboter LD-90 von Omron

Patrick Leber hat am IWT seine Masterarbeit geschrieben und erklärt im folgenden Interview, was er gemacht hat, mit welchen Herausforderungen er konfrontiert war und zu welchen Erkenntnissen er gekommen ist.

IWT: Patrick, du hast deine Masterarbeit am IWT zu dem Thema „Integration eines mobilen Roboters und Umsetzung einer markerbasierten Lokalisierung in ROS“ (ROS = Robot Operating System) geschrieben. Kannst du kurz erklären, was man sich hierunter vorstellen kann?

Patrick: In meiner Masterarbeit habe ich mich mit einem autonomen Transportroboter sowie der Lokalisierung seiner Transportobjekte befasst. Bisher müssen in den meisten Anwendungen mit mobilen Robotern die Position der Transportobjekte fest vorgeben sein. Ziel dieser Masterarbeit war es, diese Restriktion mit visuellen AR-Markierungen und in der Umgebung montierten Kameras aufzuheben. Visuelle AR-Markierungen sind ähnlich aufgebaut wie QR-Codes, sollen jedoch keine Texte speichern, sondern von der erfassenden Kamera lokalisiert werden, wobei nur eine Zahl zur Identifikation hinterlegt ist. In der Endanwendung soll ein Objekt durch Kameras lokalisiert und dieses dann durch den Roboter angefahren werden.

IWT: Mit welchen Herausforderungen warst du konfrontiert?

Patrick: Als autonomer Transportroboter stand ein LD-90 von Omron zur Verfügung, dieser musste zunächst in ROS integriert werden, um eine gemeinsame Schnittstelle zwischen Roboter und Kameras herzustellen. Es gibt verschiedene Arten von visuellen AR-Markierungen, ich musste die hierfür richtige Art auswählen. Wichtig waren dabei Erkennungsreichweite und Genauigkeit. Am Objekte selbst wurden dabei immer mehrere Markierungen befestigt, dabei reichte die Erkennung eines Markers aus, um das Objekt zu lokalisieren.

IWT: Welche Erkenntnisse konntest du bei deiner Forschung und dem Schreiben deiner Masterthesis gewinnen?

Patrick: In ersten Tests hat die Zielfindung bereits sehr gut funktioniert, jedoch gibt es noch großes Optimierungspotential. Die Genauigkeit der Lokalisierung nimmt dabei mit der Distanz zur Kamera erwartungsgemäß ab. Im näheren Bereich der Kamera ist diese ausreichend, um das Zielobjekt exakt genug anzufahren. In weiteren entfernten Bereichen reicht die Genauigkeit dafür jedoch nicht mehr aus, weshalb das Verfahren mit einem weiteren Lokalisierungsverfahren für eine exakte Positionierung kombiniert werden muss (z. B. mit Hilfe einer am Roboter befestigten 3D-Kamera). Bisher wurde die Anwendung nur in einem kleineren Umfeld getestet.

Das folgende Video zeigt wie der Roboter LD-90 von Omron mit Patricks Hilfe Objekte (Würfel mit AR-Markierungen) lokalisiert und diese anfährt:

Dynamische Zielfindung mit dem Roboter LD-90 von Omron

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