Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ImRoNet

05.06.2008
Internetbasierte multimediale/multimodale Nutzerschnittstellen zur Teleoperation von Robotern

Ziel des Forschungsvorhabens ImRoNet ist es, internetbasierte multimediale/multimodale Nutzerschnittstellen zur Teleoperation von Robotern zu erforschen und neue Verfahren und Komponenten zur Gestaltung der intuitiven Bedienung von Robotern in typischen Einsatz­umgebungen zu konzipieren und experimentell zu validieren.

Damit die Teleoperation intuitiv und effektiv durchgeführt werden kann, sollen die Daten unterschiedlichster Sensorsysteme des Roboters multimedial so aufbereitet werden, dass der Bediener sie intuitiv interpretieren und darauf reagieren kann. Die Anwendungen für solche teleoperativen Systeme sind die Überwachung und Steuerung von technischen Anlagen, Bauwerken, Gebäuden und Umgebungen.

Im Rahmen von ImRoNet werden am Fraunhofer IPA neue Verfahren für die Datenübertragung, insbesondere die Anbindung der Industriestandards ADS und OPC/UA zur Steuerung mobiler Roboter, zur Umgebungsmodellierung und zur teilautonomen, multimodalen Steuerung teleoperierter Roboter, entwickelt. Diese Schlüsselkomponenten werden nachfolgend im Detail beschrieben:

... mehr zu:
»Kollision »Roboter »Teleoperation

ADS-Anbindung der Roboterhardware

Für die zeitnahe Übertragung multimedialer und multi­modaler Inhalte sowie für die Ansteuerung und das Auslesen von Aktoren und Sensoren ist eine effiziente Anbindung der Roboterhardware an den entsprechenden Steuerrechner notwendig. Das ADS-Protokoll ist ein industriell erprobtes Produkt, das auf Durchsatz und Determinismus optimiert ist und somit minimale Zyklus- und Reaktionszeiten des Roboters ermöglicht. Für ImRoNet wurde deshalb eine Robotersteuerung auf Basis von ADS umgesetzt.

Steuerung mobiler Roboter über OPC

OPC/UA ist ein herstellerunabhängiger Standard zum Austausch von Daten zwischen unterschiedlichen Softwarekomponenten. OPC/UA bietet eine Basis für eine effiziente Datenübertragung, welche nicht echtzeitfähig oder deterministisch vorliegen müssen. Insbesondere werden Mechanismen für den sicheren Datenaustausch über das Internet bereitgestellt. Durch die Erweite­rung der Robotersteuerung um eine OPC/UA-Schnittstelle wurde die Anbin­dung der Steuerung an die industrielle Automatisierungstechnik ermöglicht.

Umgebungsmodellierung

Sollen mobile Roboter Manipulationsaufgaben übernehmen, ist eine exakte Kenntnis der jeweiligen Umgebung Voraussetzung. Nur so können potentielle Kollision­en des Roboters mit Objekten oder Personen frühzeitig erkannt und vermieden werden. Im Rahmen von ImRoNet beschäftigt sich das Fraunhofer IPA mit der automatischen Generierung solcher Umgebungskarten. Im Vordergrund steht dabei nicht das Erlernen großflächiger Gebiete, welches komplexe Algorithmen benötigt und immense Anforderungen an die Rechenleistung der verwendeten Systeme stellt, sondern die Detaillierung und Ausgestaltung bereits teilweise bekannter Regionen. Unter Ausnutzung der Synergien bestehender Verfahren zur Navigation und neuartiger 3-D-Sensoren können effizient dynamische Modelle der näheren Umgebung erstellt werden. Diese exakten, dynamischen Modelle bieten die Grundlage für die sichere Bewältigung von Manipulationsaufgaben.

Benutzerschnittstelle mit Augmented Reality und haptischem Feedback

Zur Unterstützung des Benutzers während der tele­operierten Manipulation wird in ImRoNet eine multimodale Benutzerschnittstelle realisiert. Diese beinhaltet sowohl die vom Roboter übertragenen Kamerabilder als auch eine überlagerte Visualisierung relevanter Objekte und Hindernisse in der Umgebung des Roboters. Mittels haptischem Feedback, z. B. über einen Force-Feedback-Joystick werden Kollisionen vermieden sowie Manipulationsvorgänge vereinfacht, z. B. indem vor der Durchführung des eigentlichen Manipulationsvorgangs in einer Simulationsumgebung der Endeffektor des Roboters automatisch an das zu manipulierende Objekt herangeführt und dadurch der Zielpunkt für den nachfolgenden Greifvorgang definiert wird.

Kollisionsfreie Manipulation

Nach der Vorgabe einer Greifposition muss der Manipulator die entsprechende Konfiguration einnehmen. Da sich in der Umgebung des Roboters Personen aufhalten können, sind neben einer exakten Kinematik und Gelenkwinkelregelung eine dynamische Kollisionsvermeidung und eine damit verbundene Echtzeit-Überwachung des Arbeitsraums erforderlich. Die Kollisionsüber­wachung schließt sowohl Eigenkollisionen des Roboters als auch Kollisionen mit der Umgebung aus. Der Kollisionserkennungsalgorithmus ist mit einem Bahnplanungsverfahren gekoppelt, das ausgehend von der aktuellen Roboterkonfiguration einen kollisionsfreien Pfad zur Zielkonfiguration errechnet und verfolgt.

Weitere Informationen zu ImRoNet finden Sie auf dem Serviceroboterstand der Automatica in Halle B3 Stand 339.

Das Projekt ImRoNet wird mit Mitteln des Bundesminis­teriums für Wirtschaft und Technologie unter dem Förderkennzeichen 01MR06002 gefördert.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dr.-Ing. Dipl.-Inf. Birgit Graf
Telefon: +49(0)711/970-1910, E-Mail: birgit.graf@ipa.fraunhofer.de

Hubert Grosser | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de/
http://www.imronet.de

Weitere Berichte zu: Kollision Roboter Teleoperation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Fraunhofer HHI mit neuesten VR-Technologien auf der NAB in Las Vegas
24.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI

nachricht Fraunhofer IDMT auf der Prolight + Sound 2017: Objektbasierte Tonmischung wird noch einfacher!
03.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1. Essener Gefahrguttage am 19.-20. September 2017 mit fachbegleitender Ausstellung

24.04.2017 | Seminare Workshops

Laserstrukturierung verbessert Haftung auf Metall und schont die Umwelt

24.04.2017 | Maschinenbau

Forscherteam der Universität Bremen untersucht Korallenbleiche

24.04.2017 | Biowissenschaften Chemie