Semantische Kartierung und Navigation für mobile Roboter (ePub)

Autonome, mobile Serviceroboter dringen in immer mehr Anwendungsgebiete vor. In klassischen Anwendungen übernehmen Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) seit Jahrzehnten Transportaufgaben in der Intralogistik von Betrieben. In den letzten Jahren wurden weitere Anwendungen, z.B. in der Gebäudereinigung, der Geländeüberwachung oder in der Landwirtschaft kommerziell erschlossen. Darüber hinaus wird ein breites Spektrum an Servicerobotikanwendungen erforscht. Diese reichen von autonomen, mobilen Manipulatoren für Fertigungsaufgaben in der Produktion und Kommissionieraufgaben in der Logistik über Assistenzroboter für die Alten- und Krankenpflege bis hin zu universellen Haushaltshilfen. Bei allen diesen Anwendungen ist die Fähigkeit zur Navigation eine Grundvoraussetzung für die Autonomie der mobilen Systeme.

In dieser Dissertation wird ein Navigationssystem für mobile Roboter entworfen, das semantische Information im Umweltmodell vorhält, die Bewegungsmuster des Roboters in Abhängigkeit der semantischen Eigenschaften der lokalen Umgebung flexibel steuern kann und Navigationspläne erstellt, die an die Art und Weise angelehnt sind, wie Menschen einen Weg durch eine Umgebung beschreiben. Dabei wird ein semantisches Umweltmodell entworfen, aus dem mittels eines semantischen Modells von symbolischen Roboteraktionen ein Graph von sog. "semantischen Positionen", die ausschließlich über semantische Eigenschaften definiert sind, für die Navigationsplanung abgeleitet werden kann.