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Die Erfindung betrifft eine Technik zur Kartierung einer Roboterumgebung.
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Mobile Roboterplattformen können sich mithilfe moderner Techniken zur Umgebungserkennung, Lokalisierung und Navigation autonom in Ihrer Umgebung bewegen. Karten spielen in der autonomen Navigation eine wichtige Rolle und können die Qualität der Navigation verbessern. Es ist daher vorteilhaft für den Einsatz eines mobilen Roboters eine Karte der Einsatzumgebung zu erzeugen.
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Eine Karte der Einsatzumgebung eines mobilen Roboters kann vor oder während des Produktiv-Betriebs des Roboters erzeugt werden.
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Mobile Roboterplattformen sind im Wesentlichen fahrerlose Fahrzeuge, die sich selbstständig in Ihrer Umgebung bewegen können. In der Industrie können autonom fahrende Roboterplattformen z.B. für automatisierte Fahrten eines Roboters zwischen mehreren Einsatzorten in einer Produktionshalle oder für Transportaufgaben eingesetzt werden. Bevorzugt können Roboterplattformen mit Roboterarmen, anderen Arbeitsvorrichtungen oder Transportbehältern bestückt werden.
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Eine Karte ist eine virtuelle Repräsentation einer Umgebung. Karten umfassen ortsbezogene Daten der repräsentierten Umgebung. Die enthaltenen Informationen einer Karte können in verschiedener Weise dargestellt und genutzt werden. Häufig dienen Karten zur Lokalisierung, Navigation und/oder Bahnplanung.
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Bei einer Lokalisierung wird die aktuelle Position eines Roboters in Bezug auf ein absolutes, meist weltfestes, Bezugsystem (Koordinatensystem) ermittelt. Hierfür können charakteristische Landmarken aus einer Karte genutzt werden.
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Im Rahmen der Navigation werden mögliche Wege von einem Startort zu einem Zielort ermittelt. Ziel einer Bahnplanung ist es eine vom Roboter zu verfolgende Bahn bzw. Trajektorie in seiner unmittelbaren Umgebung berechnet.
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Sowohl zur Navigation als auch zur Bahnplanung benötigt ein Roboter Informationen über seine Umgebung. Umgebungsinformationen können über Sensoren direkt erfasst und/oder aus einer Karte bezogen werden. Beispielsweise sollen Hindernisse und befahrbare Bereiche in der Umgebung ermittelt werden.
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In der Praxis werden zur Navigation und Bahnplanung häufig Belegungskarten verwendet, in denen hinterlegt ist, ob bestimmte Orte befahrbar oder durch ein Hindernis belegt sind. Alternativ oder zusätzlich können Karten Informationen wie Wegpunkte zur Navigation oder vom Roboter erfassbare Landmarken zur Lokalisierung umfassen.
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Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen ein Roboter mit Umgebungssensoren durch eine Umgebung geführt wird und aus den aufgenommenen Umgebungsdaten eine Karte der Umgebung erzeugt wird.
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Als Umgebungssensoren sind unter anderem Laser-, Ultraschall-, Radar- und Kamerasensoren bekannt. Je nach Messverfahren können unterschiedliche Informationen als Umgebungsdaten erfasst werden. Mit Lasersensoren lassen sind beispielsweise freie Laufstrecken bis zu einem Hindernis in einer bestimmten Raumrichtung messen. Die erfassten Umgebungsdaten können beispielsweise die freie Laufstrecke von einem Punkt in einer bestimmten Raumrichtung bis zu einem Hindernis oder die Position des Hindernisses umfassen. Umgebungsdaten können auch bereits vorverarbeitete Messdaten umfassen, beispielsweise Merkmale erkannter Objekte in der Umgebung.
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Es kann wirtschaftlich und technisch vorteilhaft sein, zur Kartierung der Umgebung die Sensoren des Roboters zu verwenden, mit denen der Roboter seine Umgebung während des Betriebs erfasst. Umgebungssensoren erfassen ihre Umgebung in der Regel jedoch nicht vollständig. Verschiedene Sensortypen haben hierbei Vor- und Nachteile.
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In der Praxis zeigt sich, dass Karten häufig nachbearbeitet werden. Je nach verwendetem Kartierungsverfahren, werden manche Hindernisse nicht oder nicht vollständig in einer Karte erfasst. Unter Umständen sollen weitere Umgebungsinformationen in einer Karte festgehalten werden, die von den verwendeten Umgebungssensoren nicht direkt erfasst wurden.
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Eine Nachbearbeitung zur Optimierung der Karte nach einer Kartierungsfahrt fällt häufig schwer, wenn die Karte ausschließlich auf Umgebungsdaten des Roboters basiert. Beispielsweise kann eine grafische Darstellung einer Belegungskarte für einen Menschen schwer zu verstehen sein.
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Die Auswahl der Umgebungssensoren einer Roboterplattform richtet sich zudem nach deren Wirtschaftlichkeit. Zum Betrieb eines Roboters können Umgebungssensoren ausreichen, die nur einen bestimmten Bereich der Roboterumgebung erfassen. Beispielsweise werden Lasersensoren eingesetzt, die in nur einer horizontalen Ebene ca. 20cm über dem Boden die Umgebung erfassen. Hindernisse, die sich zumindest teilweise über den Erfassungsbereich hinaus erstrecken, können nicht gänzlich erfasst werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Technik zur Kartierung einer Umgebung einer mobilen Roboterplattform bereitzustellen.
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Zur Kartierung einer Umgebung wird eine mobile Roboterplattform durch die Umgebung bewegt, während Umgebungsdaten von einer Umgebungssensoreinheit der mobilen Roboterplattform bezogen werden. Während oder nach der Bewegung der mobilen Roboterplattform durch die zu kartierende Umgebung werden mehrere Schritte durchgeführt. Die Schritte des Verfahrens können in unterschiedlicher Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere können Schritte mehrfach durchgeführt werden. Es können auch einzelne Schritte während der Fahrt durch die zu erfassende Umgebung durchgeführt werden, wohingegen andere Schritte danach durchgeführt werden.
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Anhand eines externen Signals wird eine Roboterposition markiert. Bevorzugt wird die momentane Roboterposition markiert. Als Roboterposition kann auch die Position eines Umgebungssensors der mobilen Roboterplattform markiert werden. Dies ist insbesondere bei mehreren Umgebungssensoren vorteilhaft.
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Das externe Signal kann über eine Schnittstelle bezogen werden. Durch das externe Signal lässt sich ein Ereignis auslösen. Das externe Signal hat den Vorteil, dass sich bestimmte Orte entlang der Bewegung des Roboters von einem Benutzer oder einer anderen Einheit durch ein Signal markieren lassen. Beispielsweise kann das externe Signal durch eine Benutzereingabe oder einen anderen Roboter erzeugt werden. Durch die Markierung einer Roboterposition kann die Position später wieder identifiziert werden. Außerdem können einer Roboterposition mit der Markierung zusätzliche Informationen, beispielsweise eine Beschreibung, eine Kategorie, ein Bild oder ein Label, angehängt werden.
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Mindestens eine markierte Roboterposition wird gespeichert. Die gespeicherten, markierten Roboterpositionen können später zur Optimierung der Karte verwendet werden.
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Die markierten Roboterpositionen werden in ein gemeinsames Bezugssystem transformiert. Das Bezugssystem ist bevorzugt ortsfest zur Umgebung. Vorteilhafterweise werden die markierten Roboterpositionen in das Bezugssystem einer Karte transformiert. Für die Transformation wird der Ort der markierten Roboterposition in Bezug auf die Umgebung ermittelt. Die Transformation kann auf Ergebnissen einer Lokalisierung der mobilen Roboterplattform basieren. Insbesondere kann die Transformation auf den an der markierten Roboterposition bezogenen Umgebungsdaten basieren.
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Aus mindestens zwei markierten Roboterpositionen wird ein Kartenobjekt erzeugt. Ein Kartenobjekt kann z.B. ein Hindernis, eine Gefahrenzone oder eine bevorzugte Bahn repräsentieren. Durch die Erzeugung von Kartenobjekten aus zuvor markierten Roboterpositionen können Karten mit zusätzlichen Informationen angereichert werden. Bevorzugt bestehen Kartenobjekte aus geometrischen Objekten wie z.B. Polygonen, Splines, Linienketten oder anderen geometrischen Formen. Durch das Kartenobjekt wird ein Bezug zwischen den betroffenen, markierten Roboterpositionen erzeugt.
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Das erzeugte Kartenobjekt wird gespeichert. Die gespeicherten Kartenobjekte können in einer eigenen Karte oder einer Kartenebene gespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Kartenobjekte in einer bestehenden Karte eingetragen werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Hilfsvorrichtung zur Kartierung einer Umgebung einer mobilen Roboterplattform. Die Hilfsvorrichtung umfasst eine Datenverarbeitungseinheit sowie eine Datenschnittstelle für den Datenaustausch mit einer mobilen Roboterplattform.
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Die Hilfsvorrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, das beanspruchte Verfahren auszuführen. Bevorzugt umfasst die Hilfsvorrichtung eine Benutzerschnittstelle, insbesondere eine Anzeige und Eingabemittel. Dies ist besonders vorteilhaft, um bereits während der Kartierung markierte Roboterpositionen anzeigen und auswählen zu können.
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Die Hilfsvorrichtung eignet sich besonders zur Nachrüstung an einer mobilen Roboterplattform. Außerdem kann die Hilfsvorrichtung temporär zur Kartierung der Umgebung mit einer mobilen Roboterplattform verbunden werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn mehrere Roboter in derselben Umgebung eingesetzt werden. So ist es möglich nur einen Roboter mit einer Hilfsvorrichtung auszustatten, wobei die Roboter sonst baugleich sein können. Dies bietet wirtschaftliche Vorteile. Außerdem eignet sich eine Hilfsvorrichtung besonders für die Ausstattung mit zusätzlicher Sensorik zur Kartierung, während der Roboter selbst nicht modifiziert werden muss.
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Es können insbesondere Teile des Verfahrens auf der Hilfsvorrichtung ausgeführt werden. Teile des Verfahrens können auch auf einem anderen Computer oder einer Datenverarbeitungseinheit der mobilen Roboterplattform ausgeführt werden.
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Die Erfindung bietet verschiedene Vorteile. Das Verfahren ermöglicht unter anderem eine besonders einfache und schnelle Optimierung oder Nachbearbeitung einer Karte.
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Bereits während der Aufzeichnung der Umgebung können Roboterpositionen an kritischen Stellen markiert werden. Ein Benutzer kann ein externes Signal z.B. über eine Steuerung des Roboters erzeugen. Kritische Roboterpositionen können auch über ein externes Signal einer Vorrichtung in der Umgebung erzeugt werden. Beispielsweise kann ein anderer Roboter oder eine Sendeeinheit an einem schwer erkennbaren Hindernis ein externes Signal erzeugen.
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Auf Basis der markierten Roboterpositionen kann ein Benutzer auf besonders einfache Weise Gefahrenzonen oder Umrisse eines Hindernisses, das in den Umgebungsdaten nicht erkennbar ist, in einer Karte eintragen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Es zeigen:
- 1: Eine mobile Roboterplattform (10) an mehreren Roboterpositionen (P1, P2, P3) entlang einer Bewegung durch die Umgebung;
- 2: eine Darstellung einer Karte (M) mit eingeblendeten, markierten Roboterpositionen (MP1, MP2, usw.) und Katenobjekten (Obj);
- 3: eine Ausführungsform einer mobilen Roboterplattform (10) mit zwei Umgebungssensoreinheiten (11) und eine Hilfsvorrichtung (50);
- 4: eine alternative Hilfsvorrichtung (50) mit einer zusätzlichen Umgebungssensoreinheit (51) und Befestigungsmitteln (53) für eine Aufhängung an einer mobilen Roboterplattform;
- 5: eine weitere Ausführungsform einer Hilfsvorrichtung (50) mit einer zusätzlichen Umgebungssensoreinheit (51) und räumlichem Erfassungsbereich (510).
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1 zeigt einen beispielhaften Ablauf eines Verfahrens zur Kartierung einer Roboterumgebung. Die mobile Roboterplattform (10) umfasst zwei Umgebungssensoreinheiten (11) und bewegt sich durch die Umgebung. Es sind drei Positionen (P1, P2, P3) der Roboterplattform entlang der Bewegung dargestellt.
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Während der Bewegung werden Umgebungsdaten (E1, E2, E3) von den Umgebungssensoreinheiten (11) bezogen. In diesem Ausführungsbeispiel erfassen die Umgebungssensoren die Distanz zu Hindernissen (E1, E2, E3) in einer horizontalen Ebene.
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An einer Roboterposition (P2) wird ein externes Signal (S) über eine Datenschnittstelle (DI) empfangen. Die Datenschnittstelle (DI) kann als kabellose Funkverbindung, ein Bussystem, eine Programmschnittstelle (API) oder kabelgebunden ausgebildet sein. Durch das externe Signal (S) wird die momentane Roboterposition (P2) markiert (MP1). Die markierte Roboterposition (MP1) wird gespeichert und kann später wieder aus einem Speicher abgerufen werden.
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Aus den erfassten Umgebungsdaten (E1, E2, E3) kann eine Karte der erfassten Umgebung erzeugt werden. Dies erfordert jedoch eine Verarbeitung der aufgenommenen Umgebungsdaten. Die Umgebungsdaten (Ei) sind auf die jeweilig momentane Roboterposition (Pi) bezogen, in der sie aufgenommen wurden. Um eine kohärente Karte bilden zu können, müssen die Umgebungsdatensätze in ein gemeinsames Bezugssystem gebracht werden. Hierfür existieren verschiedene Verfahren. Die Karte kann während der Fahrt durch simultane Lokalisierung und Kartierung (SLAM) oder im Anschluss an eine Kartierungsfahrt durch Verarbeitung aggregierter Umgebungsdaten erzeugt werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden die Umgebungsdaten (E2), die an der und/oder um die markierte Roboterposition (MP1, P2) bezogen werden mit der markierten Roboterposition gespeichert. Durch die Analyse der Umgebungsdaten (E2) an einer markierten Position (MP1) kann die markierte Roboterposition innerhalb einer Karte lokalisiert werden.
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1 zeigt außerdem eine Umgebung mit einem besonders kritischen Hindernis (Y) für einen ebenen Erfassungsbereich der Umgebungssensoreinheit (11). Das Hindernis (Y) könnte beispielsweise ein hohes Regal oder ein Tisch sein. Teile des Hindernisses sind außerhalb des ebenen Erfassungsbereichs (110) der Umgebungssensoreinheit (11). In den Umgebungsdaten ist daher nur ein Teil des Hindernisses (Y') erfasst. Es könnte passieren, dass die mobile Roboterplattform (10) oder ein Aufbau (12) der Plattform wie in 3 mit dem Hindernis kollidiert, da Teile des Hindernisses nicht erfasst wurden.
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2 zeigt eine Repräsentation einer Karte (M, M') der Umgebung aus 1. Eine Basis-Karte (M) enthält die erfassten Teile der Umgebung (Y`). Außerdem sind in der erweiterten Karte (M') die gespeicherten, markierten Roboterpositionen (MP1, MP2, MPi) dargestellt. In der Abbildung sind die markierten Roboterpositionen (MP5, MP6, MP7, MP8) zu sehen, aus denen ein Kartenobjekt (Obj) als Hindernis (Obs) erzeugt wurde.
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Das erzeugte Hindernisobjekt (Obs) kann in der Karte gespeichert werden, damit dieses bei der Bahnplanung der Roboterplattform während deren Betriebs berücksichtigt wird. Somit kann auf einfache Weise und mit einfacher Sensorik eine sichere, autonome Navigation der mobilen Roboterplattform ermöglicht werden.
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3 zeigt eine mobile Roboterplattform (10) und eine Ausführungsform einer Hilfsvorrichtung (50). Die Hilfsvorrichtung (50) umfasst eine Benutzerschnittstelle (UI) und eine Datenschnittstelle (54) zum Datenaustausch mit einer mobilen Roboterplattform (10). Die Benutzerschnittstelle (UI) ist bevorzugt als Touchscreen ausgebildet. Mit der Hilfsvorrichtung (50) lässt sich das Verfahren von einem Benutzer steuern. Beispielsweise kann der Benutzer durch Eingabe an der Benutzerschnittstelle (UI) ein externes Signal (S) erzeugen. Dem Benutzer können Karten (M, M'), markierte Roboterpositionen (MPi) oder erzeugte Kartenobjekte (Obj) auf der Benutzerschnittstelle (UI) angezeigt werden.
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Die Roboterplattform (10) kann einen Roboteraufbau (12) umfassen. Der Roboteraufbau (12) kann aus einem oder mehreren Roboterarmen bestehen und über eine eigene oder eine mit der Roboterplattform gemeinsame Steuerung verfügen. Roboterplattformen mit einem Roboteraufbau sind besonders vielseitig einsetzbar.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Hilfsvorrichtung (50) mit einer zusätzlichen Umgebungssensoreinheit (51) und Befestigungsmitteln (53).
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Eine Hilfsvorrichtung mit einer zusätzlichen Umgebungssensoreinheit (51) hat den besonderen Vorteil, dass die Umgebungssensoreinheit (51) der Hilfsvorrichtung auf die Kartierung optimiert werden kann. Gleichzeitig kann die Umgebungssensoreinheit (11) auf den Betrieb des Roboters, insbesondere die dynamische Hinderniserkennung und/oder Lokalisierung, optimiert werden.
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Vorteilhafterweise ist die zusätzliche Umgebungssensoreinheit (51) mit einem visuellen Sensor, insbesondere einer Kamera, ausgestattet. Dies hat den besonderen Vorteil, dass visuelle Eindrücke der Umgebung aufgenommen werden können. Diese können mit einer markierten Roboterposition gespeichert werden. Bei einer Nachbearbeitung, kann sich ein Benutzer anhand der visuellen Umgebungsdaten leichter in einer Karte orientieren.
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Die Hilfsvorrichtung verfügt in dieser Ausführungsform über Befestigungsmittel (53). Die Befestigungsmittel (53) dienen zur Befestigung der Hilfsvorrichtung (50), insbesondere dessen Umgebungssensoreinheit (51), an einer mobilen Roboterplattform (10). Die Befestigungsmittel (53) sind dazu ausgebildet eine starre und/oder einstellbare Lage der Umgebungssensoreinheit (51) an der Roboterplattform (10) zu definieren. Vorteilhafterweise wird die zusätzliche Umgebungssensoreinheit (51) im Wesentlichen auf der Höhe der Umgebungssensoreinheit (11) der mobilen Roboterplattform (10) befestigt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass Umgebungsdaten aus dieser Perspektive in einer Karte später eine gute Lokalisierung mit den Sensoren der Roboterplattform aus einer ähnlichen Perspektive ermöglichen.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Hilfsvorrichtung (50) mit integrierter, zusätzlicher Umgebungssensoreinheit (51). Eine zusätzliche Umgebungssensoreinheit (51) hat den Vorteil, dass diese über einen erweiterten Erfassungsbereich (510) verfügen kann. Insbesondere bei gegebener Umgebungssensoreinheit (11) einer mobilen Roboterplattform (10) kann die Qualität der Umgebungskartierung ohne Veränderung der Roboterplattform mittels einer Hilfsvorrichtung (50) verbessert werden.
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Nachfolgend werden weitere Details und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung beschrieben.
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Zur Aufnahme der Umgebungsdaten im Rahmen des Kartierungsverfahrens wird eine Umgebungssensoreinheit (11, 51) durch die Umgebung geführt. Während der Bewegung des Sensors durch die Umgebung werden Momentaufnahmen der Umgebung aus der Perspektive des Sensors an dessen momentaner Raumposition erfasst. Aus den aufgenommenen Umgebungsdaten kann eine Karte der aufgenommenen Umgebung erzeugt werden. Die aufgenommenen Umgebungsdaten liegen zum Zeitpunkt der Aufnahme in Bezug auf die momentane Raumlage und Position des aufnehmenden Sensors vor.
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Ortsinformationen der Umgebungsdaten (E1, E2, E3) können in mehreren Raum- und Zeitdimensionen vorliegen. Diese Ortsinformationen können zur Erzeugung einer Karte in ein gemeinsames Bezugsystem transformiert und zur Deckung gebracht werden. In einer Karte sind Umgebungsdaten in der Regel auf ein gemeinsames, weltfestes Bezugssystem (Koordinatensystem) bezogen. Für die Umrechnung der Umgebungsdaten aus unterschiedlichen Perspektiven entlang der Sensorbewegung in eine zusammenhängende Karte mit einem gemeinsamen Bezugssystem existieren verschiedene Verfahren.
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Vorteilhafterweise wird eine mobile Roboterplattform (10) von einem Benutzer steuerbar durch die zu kartierende Umgebung gefahren. Die Bewegung des Roboters kann durch Signale und/oder Eingaben an einer Benutzerschnittstelle (UI) oder einer Datenschnittstelle (DI) steuerbar sein.
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Eine markierte Roboterposition (MP1) ist bevorzugt eine identifizierbare Position (P2) der Roboterplattform (10) entlang der Bewegung des Roboters. Alternativ oder zusätzlich kann eine markierte Roboterposition auch um einen definierten Wert von der Eigenposition des Roboters versetzt sein. Bevorzugt wird die genaue Raumlage eines jeden Sensors einer Umgebungssensoreinheit (11, 51) ermittelt, markiert und/oder gespeichert.
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Bevorzugt sind markierte Roboterpositionen (MP1, MP2, MPi) zur Erzeugung eines Kartenobjekts (Obj) auswählbar. Vorteilhafterweise werden markierte Roboterpositionen auf einer Benutzerschnittstelle (UI) angezeigt. Markierte Roboterpositionen können einem Benutzer auf einer Benutzerschnittstelle (UI) während einer Kartierungsfahrt oder während einer Phase zur Nachbearbeitung der Karte angezeigt werden.
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Markierte Roboterpositionen (MP1) umfassen bevorzugt einen zu Umgebungsdaten (E2), die im Wesentlichen an der markierten Roboterposition aufgenommen werden. Ein Bezug kann über einen in einem Datensatz Verweis oder einen Zeitstempel hergestellt werden. Über den Bezug zu den Umgebungsdaten, kann eine markierte Roboterposition innerhalb einer Karte lokalisiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, verschiedene Arten von Kartenobjekten (Obj) aus markierten Roboterpositionen zu erzeugen. Insbesondere können Kartenobjekte Gefahrenzonen oder bevorzugte Bahnen repräsentieren. Damit ein Algorithmus zur Navigation oder Bahnplanung Kartenobjekte optimal interpretieren kann, ist es vorteilhaft Kartenobjekten eine Verwertungsklasse anzufügen. Vorteilhafterweise wird ein Kartenobjekt (Obj) bei der Erzeugung mit einer Verwertungsklasse versehen. Diese Verwertungsklasse ist bevorzugt für die Navigationseinheit der mobilen Roboterplattform (10) interpretierbar.
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Markierten Roboterpositionen (MPi) kann bevorzugt eine zusätzliche Information angefügt werden, die es einem Benutzer erleichtert, die markierte Roboterposition wieder zu erkennen oder deren Zweck zu verstehen. Vorteilhafterweise wird einer markierten Roboterposition eine zusätzliche Information angefügt, die über eine Benutzerschnittstelle bezogen wird. Insbesondere kann eine auswählbare Kategorie oder eine Beschreibung angefügt werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden von einer zusätzlichen Umgebungssensoreinheit (51) zusätzliche Umgebungsdaten bezogen. Die zusätzlichen Umgebungsdaten können zur Erzeugung einer Karte verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können zusätzliche Umgebungsdaten zu markierten Roboterpositionen gespeichert werden. Besonders vorteilhaft ist eine Momentaufnahme der Umgebung an einer markierten Roboterposition. Dies erleichtert einem Benutzer die Wiedererkennung der markierten Roboterposition zu einem späteren Zeitpunkt. Bevorzugt werden visuelle Umgebungsdaten (Ei) einer zusätzlichen Umgebungssensoreinheit (51) bezogen.
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Die Erfindung betrifft in einer vorteilhaften Ausführungsform auch eine Hilfsvorrichtung (50) zur Kartierung einer Umgebung einer mobilen Roboterplattform. Eine Hilfsvorrichtung (50) umfasst eine Datenschnittstelle (54) und eine Datenverarbeitungseinheit. Die Datenschnittstelle (54) ist dazu ausgebildet, Daten mit einer mobilen Roboterplattform (10) auszutauschen. Über diese Datenschnittstelle können Umgebungsdaten (Ei) oder externe Signale (S) ausgetauscht werden. Die Hilfsvorrichtung (50) ist bevorzugt dazu ausgebildet, das erfindungsgemäße Kartierungsverfahren auszuführen.
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Bevorzugt ist die Hilfsvorrichtung (50) tragbar. Dies ist vorteilhaft für eine ergonomische Bedienung. Die Hilfsvorrichtung (50) kann temporär an einer mobilen Roboterplattform (10) befestigt werden. Sie lässt sich insbesondere von einer Roboterplattform (10) lösen. Eine Hilfsvorrichtung (50) kann temporär mit einer beliebigen Roboterplattform (10), insbesondere aus einer Flotte von Roboterplattformen, verbunden werden.
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Vorteilhafterweise umfasst die Hilfsvorrichtung (50) eine zusätzliche Umgebungssensoreinheit (51). Mit dieser Umgebungssensoreinheit (51) können zusätzliche Umgebungsdaten für die Kartierung der Umgebung erfasst werden.
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Abwandlungen der Erfindung sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die zu den jeweiligen Ausführungsbeispielen gezeigten, beschriebenen oder beanspruchten Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder weggelassen werden.
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Bezugszeichenliste
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| 10 |
Roboterplattform |
Robot platform |
| 11 |
Umgebungssensoreinheit |
Environment sensor unit |
| 110 |
Erfassungsbereich |
Detection zone |
| 12 |
Roboteraufbau |
Robot setup |
| 50 |
Hilfsvorrichtung |
Auxiliary device |
| 51 |
Zusätzliche Umgebungssensoreinheit |
Auxiliary environment sensor unit |
| 510 |
Erfassungsbereich |
Detection zone |
| 53 |
Befestigungsmittel |
Mounting means |
| 54 |
Datenschnittstelle |
Data interface |
| Ei,
E1,
E2,
... |
Umgebungsdaten |
Environment data |
| UI |
Benutzerschnittstelle |
User interface |
| DI |
Datenschnittstelle |
Data interface |
| Pi,
P1,
P2,
... |
Roboterposition |
Robot position |
| MPi,
MP1,
MP2,
... |
Markierte Roboterposition |
Marked robot position |
| M |
Karte aus Umgebungsdaten |
Map of environment data |
| M' |
Karte mit Kartenobjekten |
Map with map objects |
| RFm |
Bezugssystem Karte |
Reference frame |
| S |
Externes Signal |
External signal |
| Obj |
Kartenobjekt |
Map object |
| Pat |
Bevorzugte Bahn |
Preferred path |
| Obs |
Hindernisobjekt, Gefahrenzone |
Obstacle object, danger zone |
| Y |
Hindernis in Umgebung |
Obstacle in environment |
| Y' |
Erfasster Teil eines Hindernisses |
Detected part of an obstacle |
