Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Die Institute der Fakultät und ihre Forschungsvorhaben
ven Regelung (SNMPC) zeichnen sich insbesondere durch die systematische Einbeziehung
von Unsicherheiten und Nichtlinearitäten aus, wobei hierfür die am Lehrstuhl entwickelten
Techniken zur Dichteapproximation zum Einsatz kommen. Neben klassischen
Bewertungsfunktionen für eine Stellgrößensequenz, wie z. B. der quadratischen
Abweichung des Zustands, ermöglicht die Berücksichtigung stochastischer Größen zudem
deutlich ausdrucksstärkere und anwendungsspezifischere Gütefunktionen. Diese können
beispielsweise auf Gauß- oder Dirac-Mischfunktionen basieren.
Die Effektivität der entwickelten Verfahren wird anhand von Simulationen und
Experimenten mit einem Team von miniaturisierten Laufrobotern gezeigt.
Tracking ausgedehnter Objekte
(M. Baum)
Viele technische Systeme müssen sich ein Bild von der Umwelt, in der sie agieren, machen.
Dazu gehört oftmals auch das Lokalisieren und Verfolgen von räumlich ausgedehnten
Objekten. Ein Beispiel hierfür ist ein mobiler Service-Roboter, der mit einem hochauflösenden
Laser-Scanner Personen in seiner Umgebung verfolgt. Im Unterschied zu dem klassischen
Tracking-Problem erhält man Messungen von verschiedenen unbekannten Punkten
auf dem Zielobjekt. Es ist daher nötig, die Ausdehnung des Objektes zusätzlich zu seiner
Position mitzuschätzen.
Am ISAS wurden verschiedene neue Ansätze zum Tracking von ausgedehnten Objekten
entwickelt. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass die Unwissenheit über die gemessenen
Punkte auf dem Zielobjekt mit mengenbasierten als auch stochastischen Unsicherheiten
modelliert werden. Hierdurch wird eine hohe Robustheit gegenüber Fehlern in der
Objektmodellierung erreicht. Wird die Objektausdehnung mit einer Ellipse beschrieben,
können sogar geschlossene Formeln für das Schätzproblem hergeleitet werden.
Weiträumige Telepräsenz
(A. Pérez Arias)
Die weiträumige Telepräsenz vermittelt einem
Benutzer den Eindruck, sich in einer entfernten
realen oder virtuellen Zielumgebung zu befinden.
Dort wird er von einem mobilen Roboter, dem
Teleoperator, bzw. einem Avatar vertreten. Dieser
nimmt visuelle und akustische Sinneseindrücke
aus der Zielumgebung auf und überträgt diese in
Echtzeit an den Benutzer. Die Bewegungen des
Benutzers werden mit einem akustischen
Ortungssystem erfasst, an den Teleoperator übertragen
und von diesem imitiert. Damit kann der
Benutzer die Zielumgebung durch natürliches
Umhergehen erkunden. Durch den Einsatz der ISAS Telepräsenzsystem
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