Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lernfähige Objekterkennung und Umgebungserfassung für Serviceroboter

26.10.2012
VISION
25. Internationale Fachmesse für Bildverarbeitung
6. bis 8. November 2012
Landesmesse Stuttgart
Halle 1 | Stand G 42
Vision 2012 in Stuttgart: Fraunhofer IPA präsentiert innovative Lösungen für die 3D-Bildverarbeitung

Ein Lager- oder Handlingroboter ordnet verschiedenartige, chaotisch angelieferte Teile, ohne dass diese vorher aufwändig einprogrammiert werden müssen. Ein Assistenzroboter für alleinstehende Senioren hält selbsttätig Haushaltsgegenstände und Wohnungsräume auseinander und kann intuitiv neue Objekte erlernen.
Ein Reinigungsroboter im Großbüro erkennt eigenständig stärker genutzte und verschmutzte Flächen und reinigt sie gezielt: Mit neuartigen Systemen für die dreidimensionale Objekterkennung und Umgebungserfassung, die am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA entwickelt wurden, können Roboter auch solche komplexen Aufgaben meistern. Die Stuttgarter Servicerobotik-Spezialisten präsentieren ihre Lösungen mit praktischen Demonstrationen auf der Vision 2012 und zeigen weitere Anwendungsmöglichkeiten – zum Beispiel für die Personenerkennung und -identifizierung oder für die kostengünstige Lokalisierung von mobilen Robotern auf
Basis einfacher Farbkameras.

Präzision und Schnelligkeit bei gleichzeitig größtmöglicher Flexibilität und einfacher Benutzbarkeit für den Endanwender sind entscheidende Kriterien für die Praxistauglichkeit von 3D-Bildverarbeitungslösungen. Ein wesentliches Merkmal der am Fraunhofer IPA entwickelten Algorithmen ist daher die gezielte Filterung und Reduktion der Sensordaten, um markante Punkte vorrangig zu identifizieren und Objekte platzsparend und kompakt darzustellen. »Der Roboter scannt seine Umgebung in 3D mit einer Kombination aus Farb- und Tiefenkamera, die eine farbige Punktewolke mit exakt zugeordneten Abstandswerten erzeugt«, erläutert Projektleiter Georg Arbeiter. Aus der Punktewolke wird eine Geometriekarte gewonnen, in der signifikante Merkmale und geometrische Basisformen genutzt werden, um Objekte von Interesse schnell und sicher zu identifizieren und sich in der Umgebung zu orientieren. Das funktioniert praktisch in Echtzeit und ermöglicht sowohl kollisionsfreie Navigation als auch sinnvolle Fernsteuerung durch einen menschlichen Bediener, der die übermittelten Daten schneller verstehen kann.

Auch die Erkennung und Klassifizierung von Objekten läuft schnell und sicher über die gezielte Suche nach markanten Punkten wie Linienschnitten oder Ecken, die zu einem Modell zusammengesetzt und gespeichert werden. »Auf diese Weise können Objekte auch bei wechselnden Lichtverhältnissen und sogar bei partieller Verdeckung oder Deformation noch sicher erkannt werden«, hebt der für die Objektklassifizierung zuständige wissenschaftliche Mitarbeiter, Richard Bormann, hervor. Um Objekte wiederzufinden, sucht der Roboter markante Punkte und schließt aus ihrer Anordnung im Raum auf die Lage des Objekts.

Das 3D-Objekterkennungssystem für Serviceroboter kann aber noch mehr – es vermag aus der Kombination geometrischer Basisformen auch auf die Klasse oder Kategorie des Objekts zu schließen. Der Roboter »weiß«, dass beispielsweise ein Tisch aus einer horizontalen Platte auf vier senkrechten Zylindern, den Tischbeinen, besteht, dass die Flasche darauf ein langer Zylinder, die Milchtüte ein Hochkantquader und die Schüssel eine Halbkugel ist. Dank dieser Kombination aus Objekterkennung und Klassifikation kann der Roboter eigenständig neue Objekte »erlernen« oder intuitiv auf sie trainiert werden, und er kann diese Objekte auch in veränderlichen Umgebungen wiedererkennen – und das in Zeiten von weniger als einer Sekunde. »Die lernfähige Objekterkennung und Umgebungserfassung in 3D kann als Schlüsseltechnologie für die Entwicklung fortschrittlicher Assistenzroboter nicht nur alleinlebenden älteren Menschen eine höhere Lebensqualität ermöglichen«, betont Georg Arbeiter.

Weitere Einsatzmöglichkeiten für ihr System sehen die Fraunhofer-Ingenieure bei Fahrerassistenzsystemen, die z. B. in der Bewegung andere Fahrzeuge oder Straßenrand bebauung erkennen müssen oder auch in der industriellen Verwendung für autonome fahrerlose Transportsysteme oder Handhabungs-, Lager- und Sortieraufgaben. »Das Einlernen neuer Objekte dauert nur wenige Minuten und ist auch für Laien problemlos durchführbar«, so Richard Bormann. Damit eröffnet sich beispielsweise eine völlig neue Dimension der Flexibilität in der automatisierten Kleinserienfertigung.

Weitere Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Georg Arbeiter
Telefon +49 711 970-1299 | georg.arbeiter@ipa.fraunhofer.de

Richard Bormann M. Sc.
Telefon +49 711 970-1062 | richard.bormann@ipa.fraunhofer.de

Jörg Walz | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Neue Prozesstechnik für effizientes Bohren und Schneiden auf der LASER CHINA
22.02.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Mehr Sicherheit für Flugzeuge
22.02.2017 | FernUniversität in Hagen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie