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Planetare Exploration / Katastrophenszenarien

Flugsystem Ardea
 
Lightweight Rover Unit (LRU)
 
DLR Krabbler  in Search-and-Rescue-Szenario
DLR Krabbler
 


Die Erforschung anderer Planeten ist ein wichtiges Anwendungsfeld für mobile robotische Systeme. Auf der Erde können mobile Roboter bei Katastrophen unterstützen, indem sie Bilder und Karten erstellen und so helfen Situationen einzuschätzen, ohne dadurch Menschen in Gefahr zu bringen. In beiden Szenarien müssen robotische Systeme in unbekannten, rauen Umgebungen bewegen und navigieren können, ohne eine externe Infrastruktur vorauszusetzen. Bei der Weltraumforschung ist eine lokale Autonomie notwendig, um trotz langer Kommunikationszeiten effizient arbeiten zu können. In Katastrophenszenarien hilft eine lokale Autonomie zur Entlastung der Rettungskräfte bei der Steuerung der Systeme. Darüber hinaus steigern mehrere kooperierende Systeme die Effizienz der Arbeit.

Für diese Szenarien arbeiten wir an Multikoptern, Rovern und Krabblern. Alle Systeme nutzen Stereobildverarbeitung und Inertialmesssysteme (IMUs) als Sensoren, um 2,5D- oder 3D-Karten zu erstellen, eine On-board-Pfadplanung durchzuführen und zu navigieren. Dadurch können sowohl unsere fliegenden als auch unsere bodengebundenen Systeme autonom ohne GPS durch unbekanntes, raues Gelände zu benutzerdefinierten Zielpunkten navigieren.

Aktuelle Arbeiten beinhalten die Kooperation von mehreren Robotern. Ziele sind das Ergänzen von Fähigkeiten in einem Team verschiedener Roboter (z.B. fahrend und fliegend) sowie das Erhöhen der Robustheit und die Verringerung der Missionszeit durch mehrere gleichartige Roboter. In jedem Fall muss jedes System die Aufgabe auch alleine erfüllen können ohne eine Abhängigkeit zu anderen Systemen, einer Zentralstation, Kommunikationsverbindungen, etc.

Ausgewählte Veröffentlichungen

  • Martin J. Schuster, Korbinian Schmid, Christoph Brand, and Michael Beetz, "Distributed stereo vision-based 6D localization and mapping for multi-robot teams", Journal of Field Robotics (JFR), 2018, DOI: 10.1002/rob.21812
  • Marcus G. Müller, Florian Steidle, Martin J. Schuster, Philipp Lutz, Moritz Maier, Samantha Stoneman, Teodor Tomic, Wolfgang Stürzl: "Robust Visual-Inertial State Estimation with Multiple Odometries and Efficient Mapping on an MAV with Ultra-Wide FOV Stereo Vision" in Proc. of the IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Madrid, Spain, 1–5 October 2018. IROS2018 Best Paper Award
  • Sebastian Georg Brunner, Peter Lehner, Martin J. Schuster, Sebastian Danilo Riedel, Rico Belder, Daniel Leidner, Armin Wedler, Michael Beetz, and Freek Stulp, "Design, Execution and Post-Mortem Analysis of Prolonged Autonomous Robot Operations", IEEE Robotics and Automation Letters (RAL), 2018, DOI: 10.1109/LRA.2018.2794580
  • Martin J. Schuster, Sebastian G. Brunner, Kristin Bussmann, Stefan Büttner, Andreas Dömel, Matthias Hellerer, Hannah Lehner, Peter Lehner, Oliver Porges, Josef Reill, Sebastian Riedel, Mallikarjuna Vayugundla, Bernhard Vodermayer, Tim Bodenmüller, Christoph Brand, Werner Friedl, Iris Grixa, Heiko Hirschmüller, Michael Kaßecker, Zoltán-Csaba Márton, Christian Nissler, Felix Ruess, Michael Suppa, and Armin Wedler, "Towards Autonomous Planetary Exploration: The Lightweight Rover Unit (LRU), its Success in the SpaceBotCamp Challenge, and Beyond", Journal of Intelligent & Robotic Systems (JINT), 2017, DOI: 10.1007/s10846-017-0680-9, [elib]
Kontakt
Dr.-Ing. Armin Wedler
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Robotik und Mechatronik
, Mechatronische Systeme
Oberpfaffenhofen-Weßling

Tel.: +49 8153 28-1849

Fax: +49 8153 28-1134

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