Mobile Roboter: Eine Einführung aus Sicht der Informatik

Medientyp: E-Book

Titel: Mobile Roboter : Eine Einführung aus Sicht der Informatik

Enthält: 2.5.2 Ultraschall-Entfernungsmesser2.5.3 Infrarotsensoren; 2.5.4 Laserscanner; 2.5.5 Radar; 2.6 Kameras und Kameramodelle; 2.6.1 Omnidirektionale Kameras; 2.6.2 Stereokameras; 2.6.3 3D-Kameras; 3 Sensordatenverarbeitung; 3.1 Entfernungsdaten; 3.1.1 Messfehler filtern; 3.1.2 Linienerkennung; 3.2 Bildmerkmale; 3.2.1 Faltungen von Bildern; 3.2.2 Kantenerkennung; 3.2.3 Eckenerkennung und der Harris Corner Detektor; 3.2.4 Sift-Merkmale; 3.2.5 Surf-Merkmale; 3.2.6 Haar-Merkmale; 3.3 Stereobildverarbeitung; 3.4 Optischer Fluss und Struktur aus Bewegung; 3.4.1 Optischer Fluss
3.4.2 Struktur aus Bewegung4 Fortbewegung; 4.1 Einleitung; 4.1.1 Radfahrzeuge; 4.1.2 Laufmaschinen; 4.2 Bewegungsschätzung; 4.2.1 Differentialantrieb; 4.2.2 Einachsige Lenkung; 4.2.3 Omnidirektionaler Antrieb; 4.3 Bayes- und Kalman-Filter; 4.3.1 Grundlagen; 4.3.2 Bayes-Filter; 4.3.3 Kalman-Filter; 4.4 Fusion von Odometriedaten; 4.4.1 Gyrodometrie; 4.4.2 Winkelhistogramme; 5 Lokalisierung in Karten; 5.1 Karten; 5.1.1 Karten zur Lokalisierung; 5.1.2 Karten zur Lokalisierung & Pfadplanung: Rasterkarten; 5.1.3 Karten zur Pfadplanung; 5.2 Triangulation; 5.2.1 Der Rückwärtsschnitt
5.2.2 Der Vorwärtsschnitt über Dreieckswinkel5.2.3 Triangulation mit Entfernungswerten: Der Bogenschnitt; 5.3 Lokalisierungs-Algorithmen; 5.3.1 2D-Scanmatching; 5.3.2 Lokalisierung an Linien; 5.3.3 Merkmalsbasierte Lokalisierung; 5.3.4 Kalman-Lokalisierung; 5.3.5 Markow-Lokalisierung; 5.3.6 Monte-Carlo-Lokalisierung; 6 Kartierung; 6.1 Überblick; 6.2 Kartierung bei bekannten Posen; 6.3 Inkrementelles Slam; 6.3.1 Ekf-Slam; 6.3.2 FastSlam; 6.4 Vollständiges Slam; 6.4.1 GraphSlam; 6.4.2 Scanmatching-basiertes GraphSlam; 6.4.3 6D-Slam; 7 Navigation; 7.1 Hintergrund
7.2 Navigation auf Basis von Reflexen: Braitenberg-Vehikel7.3 Reaktive Navigation; 7.3.1 Freiraumnavigation mit Spurfahrt; 7.3.2 Konturverfolgung; 7.3.3 Bug-Algorithmen; 7.4 Pfadplanung; 7.4.1 Sichtbarkeitsgraphen; 7.4.2 Probabilistische Straßenkarten; 7.4.3 Voronoi-Diagramme als Straßenkarten; 7.4.4 Pfadplanung in Raster- und Zellkarten; 7.4.5 Potenzialfelder; 7.4.6 Pfadpläne ausführen; 7.5 Explorationsplanung; 7.5.1 Theorie zur Polygonexploration; 7.5.2 Polygonexploration; 7.5.3 Planen in Rasterkarten; 7.6 Planbasierte Robotersteuerung; 7.6.1 Planungsdomänen und -algorithmen
7.6.2 Warum fällt Robotern das Planen schwer?
Vorwort; Inhaltsverzeichnis; 1 Zum Einstieg: Worum geht es?; 1.1 Was ist ein Roboter?; 1.2 Beispiele für mobile Roboter; 1.2.1 Staubsauger„roboter"; 1.2.2 Marserkundung: Spirit und Opportunity; 1.2.3 Wüstenrallye: Stanley; 1.2.4 Roboterfußball: Tribot; 1.3 Übersicht; 2 Sensorik; 2.1 Allgemeines; 2.2 Bewegungsmessung; 2.2.1 Drehwinkelmessung; 2.2.2 Beschleunigungssensoren; 2.3 Ausrichtungsmessung; 2.3.1 Kompasse; 2.3.2 Inklinometer; 2.4 Globale Positionsbestimmungssysteme; 2.4.1 Gps; 2.4.2 Differentielles Gps; 2.4.3 Glonass, Galileo und Compass; 2.5 Entfernungsmessung; 2.5.1 Messprinzipien

Beteiligte: Hertzberg, Joachim [VerfasserIn]; Lingemann, Kai [Sonstige Person, Familie und Körperschaft]; Nüchter, Andreas [Sonstige Person, Familie und Körperschaft]

Erschienen: Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012

Umfang: Online-Ressource (X, 390S. 189 Abb, digital)

Sprache: Deutsch

DOI: 10.1007/978-3-642-01726-1

ISBN: 9783642017261

Identifikator:

RVK-Notation: ST 308 : Robotics, CAD, CAM, CAE etc.
ZQ 6230 : Mobiler Roboter, Robotersysteme

Schlagwörter: Mobiler Roboter > Sensortechnik > Messwertverarbeitung > Bahnplanung > Lokalisierung > Automatische Kartierung > Navigation > Umweltmodell
Robotik
Autonomer Roboter

Entstehung:

Anmerkungen: Description based upon print version of record

Beschreibung: Wo bin ich? Wo soll ich hin? Wie komme ich dahin? Mobile Roboter in Alltagsumgebungen wie in Büros oder auf Straßen müssen ständig solche Fragen beantworten, sollen sie autonom, also ohne Fernsteuerung operieren. Die Berechnungen im Robotersteuerungsprogramm beruhen wesentlich auf Sensordaten aus der Umgebung, die oft unvollständig oder fehlerhaft sind. Das vorliegende Lehrbuch führt aus der Informatik-Perspektive in die entsprechenden Algorithmen und Repräsentationen ein. Ausgehend von Überblicken zu Sensorik und Sensordatenverarbeitung werden alle zentralen Aspekte der Steuerung autonomer mobiler Roboter behandelt: Bewegungsschätzung, Lokalisierung in Karten, Kartierung, Navigation, Umgebungsdateninterpretation und Software-Architekturen zur Robotersteuerung. Das Buch ist aus Lehrveranstaltungen entstanden und ist nicht nur für die Bachelor-Lehre an allen Hochschularten, sondern auch zum Selbststudium und als Nachschlagewerk geeignet.

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