Herzlich Willkommen

Willkommen auf den Seiten des Team AGAS, einem von zehn Teilnehmer-Teams des DLR SpaceBot Cup Camp 2015.
Im Folgenden finden Sie weitere Informationen zu dem Wettbewerb und zu unserem Team. Aktuelle Informationen finden Sie in unserem Blog.

Vorstellung unseres Teams

Der Wettbewerb

Visual_SpaceBotCup_2015

Bildquelle: DLR

 

Das DLR SpaceBot Camp ist ein vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) veranstalteter, nationaler Robotik-Wettbewerb bei dem Teams aus ganz Deutschland mit ihren robotischen Systemen gegeneinander antreten. Im Rahmen des Wettbewerbs sollen die Roboter möglichst autonom innerhalb maximal einer Stunde eine Aufgabe aus dem Gebiet der planetaren Exploration lösen. Angelehnt an reale Raumfahrtmissionen wie z.B. die Erkundung des Mars durch die NASA-Roboter Spirit bzw. Opportunity werden die Roboter in einer der Oberfläche eines fremden Himmelskörpers nachempfundenen Umgebung ausgesetzt. Die Roboter müssen dort in der Lage sein, sich in dem unbekannten und schwierigen Terrain zurecht zu finden und die Umgebung zu erkunden. Ziel des Roboters ist das Auffinden von Objekten bzw. die Entnahme von Bodenproben, welche beide zu einer Basisstation transportiert bzw. auch an dieser montiert werden müssen. Während der Mission gibt es eine durch Verzögerungen und Funkabbrüche sehr eingeschränkte Kontaktmöglichkeit zu einer mit Menschen besetzten Bodenstation, die insbesondere der Überwachung des Roboters dient. Bewertet werden die einzelnen Robotersysteme durch eine Jury, welche ermittelt, wie gut die gestellten Aufgaben erfüllt wurden, und welcher Grad von Autonomie von dem Roboter erreicht werden konnte. Eine genaue Beschreibung des DLR SpaceBot Cups sowie Details zur die Aufgabenstellung sind auf den Seiten des DLR zu finden. Stattfinden soll der Wettbewerb im September 2015.


Unsere Expertise

Seit nunmehr 14 Jahren beschäftigt sich die Arbeitsgruppe Aktives Sehen (kurz: AGAS) unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dietrich Paulus intensiv mit Robotern und Algorithmen zur Wahrnehmung und autonomen Navigation. Unsere Systeme sind bereits jetzt in der Lage, während der autonomen Fahrt hochaufgelöste 3D Karten strukturierter und unstrukturierter Umgebung zu erstellen und diese über die Zeit zu pflegen. Unsere Fähigkeiten bei der Objektlokalisation und -identifikation konnten wir in zahlreichen Wettbewerben der letzten Jahre erfolgreich demonstrieren und weiterentwickeln. Bereits zwei Mal konnten wir den Weltmeistertitel der RoboCup Weltmeisterschaft in der Kategorie „Autonome Rettungsroboter“ gewinnen und wurden in der @Home Liga der RoboCup mit dem „Innovation Award“ und dem „Technical Challenge Award“ ausgezeichnet. Erst kürzlich konnten wir beim RoCKIn-Wettbewerb in Toulouse den ersten Platz belegen.


Unser System

Forbot der AGAS

Forbot der AGAS

Unser System setzt auf der besonders geländegängigen und robusten Roboterplattform Forbot 1.0 der Firma Roboterwerk auf. Ergänzt wurde diese durch eine selbst-konzipierte Aluminium-Konstruktion auf der Montagepunkte für einen Laptop sowie eine Vielzahl von Sensoren geschaffen wurden. Von besonderer Wichtigkeit sind für uns Kameras sowie Laserentfernungsmesser (auch Laserscanner genannt). Einer unserer Laserscanner ist der HDL-32e der Firma Velodyne. Obwohl er nur in etwa die Größe einer Cola-Dose hat, ist er in der Lage, mit einer Frequenz von 15 Hz, etwa 50000 Messpunkte der Umgebung zu machen. So erhält man quasi in Echtzeit ein 3D-Bild der Umgebung, welches wertvolle Informationen für die Navigation enthält. Zusätzlich zu diesem Laserscanner, setzen wir noch einen weiteren 2D-Laserscanner ein, der auf einer beweglichen Schwenk-/Neigeeinheit montiert ist. Mit diesem ist es möglich im Stand sehr viel hochauflösendere 3D-Scans anzufertigen, welche dann für eine qualitativ hochwertige Kartierung der Umgebung eingesetzt werden können.

Laserscanner liefern Abstandsinformationen sowie Reflektanzen im IR-Spektrum. Um die Umgebung auch im sichtbaren Bereich wahrnehmen zu können setzen wir aktuell eine omnidirektionale Farbkamera ein. Diese soll insbesondere zur Bewegungsschätzung, sowie der Lokalisierung der aufzufindenden Objekte eingesetzt werden. Um gefundene Objekte auch aufnehmen zu können, war es uns im Rahmen des DLR SpaceBot Cups weiterhin möglich einen Roboterarm in unser bestehendes System zu integrieren. Die Wahl fiel hierbei auf den Leichtbauroboter MICO der Firma Kinova Robotics.


Unser Lösungsansatz

Unser Roboter wird in einem Explorationsmodus starten und sich auf die Suche nach den zwei Objekten und der Basisstation begeben. Während dieser Exploration wird bereits eine Karte erstellt und für die Auswahl der nächsten Zielposition verwendet. Als besonders herausfordernd vermuten wir hierbei die präzise Lokalisierung des Roboters. Unsere Pfadplanung wird auf Basis der selbst erstellten Karte sowie einer Terrainklassifikation des Geländes arbeiten. Das Auffinden und Identifizieren der Objekte erfolgt mittels der auf dem Roboter installierten Sensorik. Wird ein interessantes Objekt ausgemacht, so stoppt die Exploration und es wird als nächstes das neue Objekt angefahren und näher untersucht. Gefundene Objekte werden in der Karte eingetragen und sobald alle drei Objekte identifiziert sind startet der Zusammenbau an der Basisstation.