IVUS -- Intelligente präzise Vision-Systeme zur Unterstützung von Service-Robotern
Im Rahmen des Forschungsprogramms "Leitinnovation Servicerobotik"
des BMBF sind der Arbeitsbereich TAMS und die
Basler AG mit dem gemeinsamen
Projekt "IVUS" vertreten.
Summary | Ausgangslage | Projektziele | Ergebnistransfer | Links
Summary
Aim of the project IVUS is the development of a 3D-Vision System for the use in service robots. The planned camera possesses an integrated processor with high computing capability. Pictures of the environment are reduced to symbolic values. Crucial is the acquisition of 3D-Information from pictures, without the use of auxiliary sensors. The main processor of the service robot is almost free of orientation tasks. Thus one important requirement for real time navigation of the service robot is realised.Zusammenfassung
Im Projekt IVUS werden 3D-Vision Systeme für Serviceroboter entwickelt. Die zu entwickelnden Kameras besitzen einen integrierten Prozessor für autonome Rechenleistung. Damit werden die Umgebungsbilder bis hin zu symbolischen Aussagen aufbereitet. Ziel ist die Gewinnung dreidimensionaler Informationen ohne zusätzliche Sensorik. Der zentrale Prozessor des Serviceroboters wird durch die Kamera stark entlastet, sodass eine Voraussetzung für die Echtzeitnavigation des Serviceroboters geschaffen wird.Ausgangslage
Mit der Neuentwicklung wird in der Servicerobotik das Problem gelöst, dass der zentrale Prozessor des Roboters meist in erheblichem Umfang durch Bildverarbeitungsaufgaben belastet ist. Die Lösung besteht darin, dass die zu entwickelnde Smart Kamera über einen autonomen Prozessor verfügt, welcher 3D-Informationen aus den Bildern extrahiert.Beispielhafte Anwendungen sind das Erkennen, wo und in welchen Raum sich der Serviceroboter befindet. Ermöglicht wird die Orientierung, die Kollisionsvermeidung und die gezielte Wechselwirkung mit Objekten, wie dem Greifen.
Die Neuentwicklung dieser Smart Kamera ist eine "Enabling Technology", da die Kamera statt Bildern Informationen liefert. Anwendungen liegen im Automobilbau und der Verkehrsüberwachung. In der Wissenschaft und Medizin wird das automatisierte Beobachten unter extremen Bedingung ermöglicht denn eine Kamera unterliegt nicht den physiologischen Beschränkungen des Menschen wie Hitze, Kälte, Druck, Geschwindigkeit, Beschleunigung etc.
Projektziele
Im Rahmen des Projektes IVUS wird als Zielstellung ein visuell basiertes 3D-System für Serviceroboter verfolgt. Die räumlichen Informationen sollen allein durch Smart Kameras gewonnen werden, ohne auf weitere Sensoren zurück greifen zu müssen. Die Smart Kameras verfügen über erhebliche Prozessorkapazität, mittels derer die räumlichen Informationen aus den aufgenommen Bildern extrahiert werden.Das zu entwickelnde System soll innerhalb der Service Robotik die räumliche Orientierung und die Navigation ermöglichen. Die Service Robotik steht als Wirtschaftsfaktor heute an der Schwelle zur einer umfangreichen Kommerzialisierung. Insbesondere Staubsauger-Roboter und Rasenmäher-Roboter haben bereits eine gewisse Marktdurchdringung in Japan und den USA erzielt. In USA sind ca. 500.000 Service Roboter im Einsatz (Wikipedia). Es zeichnet sich ferner ab, dass Service Roboter Überwachungsaufgaben auf Privat- und Firmengeländen übernehmen werden.
Sehr viel breiter gestreut sind die Anwendungen der zu entwickelnden Smart Kamera. Im Vordergrund stehen vorerst industrielle Anwendungen. Kameras die aus Bildern Information extrahieren können, sind vielseitig einsetzbar. Einsatzfelder sind beispielsweise: Das 2D und 3D Messwesen, die Analyse von Oberflächen, die Buchstabenerkennung, die Teile- und Lageerkennung sowie eine bildverarbeitungsgestützte Rückkopplung.
In der industriellen Produktion werden sich in Zukunft Anwendungen von Smart Kameras finden in: Automotive, Container, Nahrungsmittelproduktion, Metallindustrie, Pharmaindustrie, Druckindustrie, Halbleiterindustrie, Glasindustrie, Elektroindustrie etc. Basler seinerseits plant nicht die Herstellung und den Vertrieb von Servicerobotern. Allerdings wird die zu entwickelnde Smart Kamera ein sehr interessantes Produkt für die Hersteller derartiger Roboter sein. Einen zukünftigen Markt bilden alle Abnehmer von Smart Kameras der oben aufgef¨hrten Industrien. Da Basler nicht nur Kameraproduzent ist, sondern auch Hersteller hochwertiger Produkte zur Inspektion von Gütern in der Fließfertigung ist, werden die Basler Smart Kameras selbstverständlich in Basler Produkten Verwendung finden. Basler fertigt Anlagen zur Inspektion von O-Ringen, Flachbildschirmen, CDs, DVDs sowie Blu Media. Für diese und weitere Aufgaben werden in Zukunft verstärkt Smart Kameras eingesetzt werden. Basler produziert ausschließlich in Deutschland. Der Vertrieb der Produkte erfolgt in Deutschland und Europa, sowie in Asien und USA.
Der geplant Lösungsweg lässt sich wie folgt skizzieren: Basler entwickelt in enger Abstimmung mit der Informatik der Universität Hamburg die Smart Kamera. Die Universität übernimmt primär die Aufgabe, die Kamera in den Serviceroboter zu integrieren und die Software zu entwickeln, die eine 3D-Orientierung des Roboters ermöglicht. Basler reagiert flexibel auf die aus der Anwendung erwachsenden Anforderungen und entwickelt dem gemäß Hard- und Software der Smart Kamera.
Ergebnistransfer
Mit Abschluss des Verbundvorhabens in ein öffentliches Statusseminar in Hamburg geplant, zu dem die interessierten Kreise eingeladen werden. Zu diesem Anlass wird ein Demonstrator zur Verfügung gestellt, der der Öffentlichkeit vorgestellt wird. Wissenschaftliche Ergebnisse werden in der Fachliteratur, in Diplomarbeiten und Promotionsarbeiten publiziert. Erfindungen werden zum Patent angemeldet und somit nach 18 Monaten veröffentlicht. Auf die öffentliche Förderung wird angemessen hingewiesen.Links
| Projektpartner | Basler AG |
| Projektträger | VDI/VDE IT |
| Projektinfo | Forschungsprogramm
"Leitinnovation Servicerobotik" BMBF Info |
| BMBF | Bundesministerium für Bildung und Forschung |
