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 Safety first – höchstmöglicher IT-Schutz
06.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Schaltschrank-Standards zum Anfassen
06.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise