Radarsensoren Mobile Roboter sehen mit Radar

Damit mobile Roboter eine bessere Orientierung haben, forschen Wissenschaftler der TU Braunschweig mit Industriepartnern an einer bessere Lokalisierung mit Hilfe von Radarsensoren.

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Eine große Herausforderung bei mobilen Robotern und Fahrzeugen ist die Orientierung und Ortsbestimmung. Aktuell kommen in Fahrzeugen optische Sensoren oder satellitengestützte Technologien zum Einsatz, doch in manchen Szenarien weisen diese Schwächen in der Genauigkeit auf. Ein Sensor aber, der eine Lokalisierung basierend auf den Eigenschaften des Bodens ermöglicht, bietet dagegen eine zuverlässigere Lösung.

Daran forschen derzeit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Braunschweig gemeinsam mit Industriepartnern. Die radarbasierten Sensoren kartieren den Boden und ermöglichen so eine genaue Ort- und Richtungsbeschreibung des mobilen Objekts. Im Forschungsprojekt „LoBaBo“ untersuchen die Wissenschaftler radarbasierte Sensoren und Verfahren zur ein- bzw. zweidimensionalen Erfassung der Struktur des Fahrbahnuntergrundes. Damit soll eine Kartierung mit ausreichender Auflösung ermöglicht werden. Basierend auf den gewonnenen Daten soll über geeignete Mapping- und Matching-Verfahren eine eindeutige Ermittlung der Pose (Ort und Orientierung) durchgeführt werden. Dadurch sollen zukünftig mobile Roboter im Außenbereich ohne zusätzliche Installationen zuverlässig navigieren.

Orientierung in Echtzeit

Mappingverfahren dienen der Erstellung von Karten aus den georeferenzierten Bodendaten. Mit den sogenannten Matchingverfahren können Kartendaten und aktuell gemessene Radardaten verarbeitet werden. Mit dem Matching werden Ort und Orientierung eines Fahrzeugs in Echtzeit mit ausreichender Auflösung und Genauigkeit ermittelt.

Die TU Braunschweig entwickelt Lokalisierungsalgorithmen für eine Lokalisierung entlang einer Bahn (1D-Lokalisierung) und auf einer Fläche (2D-Lokalisierung). Dabei wird untersucht, wie die Radardaten vorprozessiert werden müssen und welche Lokalisierungsalgorithmen am besten geeignet sind. Die Radar-Messungen werden mit Kartendaten und der Bestimmung der Transformation verglichen, also der Änderung der Richtung. Zusätzlich wird ein kontinuierliches und ein diskretes Positionsupdate über die Radartechnik bestimmt. Abschließend soll die Ortsbestimmung mit einem Versuchsträger für Indoor- und Outdoor-Fälle verifiziert werden.

Das Projekt ist auf drei Jahre ausgelegt. Partner des Projektes sind:

• Götting KG in Lehrte (LoBaBo-Koordination)

• SF Microwave GmbH, eine Ausgründung aus dem Institut für Hochfrequenztechnik der TU Braunschweig (Abteilung Mikrowellentechnik)

• Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge der TU Braunschweig (Leiter Professor Ludger Frerichs) mit der Arbeitsgruppe Automatisierungs- und Robotersysteme (Arbeitsgruppenleitung Jan Schattenberg).

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