Automatische Kartierung in 3D

By Jörg Viola / 1. Dezember 2009
3D Lidar scan fly through of Stevens Lower Campus, youtube

Roboter ROAMS arbeitet günstig und effektiv

Nicht nur für militärische Zwecke, auch in der Architektur ist eine dreidimensionale Kartierung sinnvoll. Doch bisher kostete so ein konventionelles 3D-Lidar-System, das aus mehreren Lasern besteht, die in verschiedenen Richtungen messen, über 100.000 Dollar. Nun haben Forscher aus New Jersey den Roboter ROAMS entwickelt, der adäquate Bilder für Architekturzwecke oder die Kartierung im militärischen Bereich liefert – und nur rund 15.000 Dollar kostet.


ROAMS steht für “Remotely Operated Autonomous Mapping System” (ferngesteuertes autonomes Kartierungssystem). Der fahrbare Automat nutzt verschiedene kommerziell erhältliche Techniken, um dreidimensionale Karten der Umgebung zu erstellen. Entwickelt wurde der Roboter vom Stevens Institute of Technology in Hoboken im US-Bundesstaat New Jersey im Auftrag der US-Armee.

In der Hauptsache setzt das System auf eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung. Lidar nutzt einen Laser, der von einem schnell rotierenden Spiegel abgelenkt wird und das Licht misst, das von den umgebenden Oberflächen und Objekten reflektiert wird. Lidar wird schon seit längerem von autonomen Fluggeräten verwandt, die in der Raumfahrt eingesetzt werden.

Statt des teuren 3D-Lidar-Systems, das mit mehreren Lasern in verschiedene Richtungen misst und über 100.000 Dollar kostet, verwenden die Stevens-Forscher das wesentlich günstigere 2D-Lidar-System für etwa 6.000 Dollar. Das 2D-Lidar-System wurde auf einem schwenkbaren, rotierenden Gerüst angebracht. Zwar ist die Auflösung der Bilder geringer, doch für die meisten Zwecke völlig ausreichend.


In etwa 30 Sekunden scannt das System einen 160 Meter breiten Bereich. Eine Kamera, die ebenfalls auf dem Gerüst angebracht wurde, ergänzt die 3D-Karte mit noch fehlenden Farbinformationen. Den Forschern ist es gelungen, die Auflösung der Objekte stets adäquat zu halten, unabhängig von der Entfernung. Dem Roboter folgt in einem Abstand von maximal 1,5 Kilometern ein menschlicher Bediener in einem zweiten Fahrzeug, um ROAMS zu steuern.

Endziel des Projekts ist es nach Angaben von Kishore Pochiraju, Professor und Direktor des “Design and Manufacturing Institute” der Hochschule, dass die Roboter völlig autonom arbeiten kann. Die Automaten werden dann im Zielgebiet abgesetzt und erstellen selbständig eine vollständige Karte in 3D. Die nächste Herausforderung bei der autonomen Kartierung besteht darin, Hindernisse zu erkennen und Daten zwischen mehreren Robotern zu erkennen und auszutauschen.

Quelle Heise: http://www.heise.de/newsticker/meldung/Fahrbarer-Kartierungsautomat-869279.html

ROAMS-Beispiel-Video: http://www.youtube.com/watch?v=I1i-IMv7UXQ

Musikvideo auf YouTube in “ROAMS-Technik”: http://www.youtube.com/watch?v=CxhaMxwotbs

 

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