Kooperative Bewegungsstrategien für Roboter in unbekannten ...

Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 9
2 Einsatz von Roboter-Teams in unbekannten Umgebungen 13
2.1 Kartenerstellung und Lokalisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Gemeinsame Bewegung und kooperative Lokalisierung . . . . . . . . . . 22
2.3 Abgrenzung des im vorliegenden Kontext relevanten Problembereichs . . 29
3 Relative Lokalisierung von Robotern aus Kamerabildern 33
3.1 Grundlagen der Abbildungsoptik digitaler Kameras . . . . . . . . . . . . 33
3.2 Berechnung der relativen Position eines Roboters aus seiner Projektion . 39
3.3 Fehler in der Entfernungsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4 Exemplarische Fallstudien zum Berechnungsverfahren . . . . . . . . . . . 52
3.5 Ermittlung eines günstigen Bereichs zur Lokalisierung von Robotern . . 58
4 Explizite Verwendung kooperativer Bewegungsstrategien 69
4.1 Ziele und Probleme bei der Fortbewegung in Teams . . . . . . . . . . . . 69
4.2 Kooperative Posenschätzung innerhalb eines globalen Koordinatensystems 75
4.3 Fehlerakkumulation bei der kooperativen Lokalisierung . . . . . . . . . . 83
4.4 Ansatz 1: Kontinuierlicher Aufenthalt innerhalb eines günstigen Bereichs 87
4.5 Ansatz 2: Effizientes Voranschreiten bei dauerhafter Beobachtung . . . . 95
4.6 Ansatz 3: Erschließung von Raum unter Verlust der stetigen Kontrolle . 100
4.7 Szenarien für den Einsatz der Bewegungsstrategien . . . . . . . . . . . . 107
4.8 Diskussion der vorgestellten Ansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5 Einbettung in bestehende Konzepte 121
6 Zusammenfassung, Fazit und Ausblick 127
Literaturverzeichnis 131
A Software auf der beigefügten CD 137
B Eidesstattliche Erklärung 141