Selbstkalibrierung von mobilen Manipulatoren basierend auf strukturiertem Licht

Publikation: Qualifikations-/StudienabschlussarbeitDissertation

Autoren

  • Christian Sebastian Wieghardt

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Details

OriginalspracheDeutsch
Gradverleihende Hochschule
Betreut von
ErscheinungsortHannover
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2019

Abstract

Mobile Serviceroboter sollten ihre Aufgaben aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Benutzer-freundlichkeit möglichst autonom verrichten. Für einen robusten Einsatz müssen die Roboter die Fähigkeit der Selbstkalibrierung besitzen und somit in der Lage sein, sich ohne externe Messappa-raturen oder Kalibrierobjekte im Einsatzgebiet zu kalibrieren. Bisherige Verfahren zur Selbstkali-brierung verwenden an der Plattform montierte Kameras zur Bewegungserfassung des Endeffektors. Hierfür muss eine direkte Sichtverbindung zum Endeffektor vorliegen, sodass je nach Roboterkine-matik die Kalibrierung möglicherweise nur zum Teil oder gar nicht und nur für limitierte Posen durchgeführt werden kann. Dieses Problem wird erstmalig mit dem in dieser Arbeit vorgestellten Ansatz gelöst, indem die Roboterbewegung indirekt mit einem auf strukturiertem Licht basierendem Messverfahren beobachtet wird. Das in der vorliegenden Arbeit eingeführte strukturierte Licht ist ein pseudozufällig räumlich codiertes Muster, durch dessen Projektion die Transformation zwischen Kamera und Projektor berechnet werden kann. Der Roboterarm besteht aus einer kinematischen Kette von Gelenk-Glieder-Paaren, deren Transformationen durch die zu kalibrierenden kinema-tischen Parameter beschrieben werden. Das Verketten der Transformationen bildet das kinema-tische Modell, welches durch den Abgleich mit den aus dem strukturierten Licht gewonnenen Messposen abschließend identifiziert wird. Zur Bewertung des entwickelten Ansatzes wird dieser simulativ und in realen Innenum-gebungen experimentell untersucht.

Zitieren

Selbstkalibrierung von mobilen Manipulatoren basierend auf strukturiertem Licht. / Wieghardt, Christian Sebastian.
Hannover, 2019. 143 S.

Publikation: Qualifikations-/StudienabschlussarbeitDissertation

Wieghardt, CS 2019, 'Selbstkalibrierung von mobilen Manipulatoren basierend auf strukturiertem Licht', Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Hannover.
Wieghardt, C. S. (2019). Selbstkalibrierung von mobilen Manipulatoren basierend auf strukturiertem Licht. [Dissertation, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover].
Wieghardt, Christian Sebastian. / Selbstkalibrierung von mobilen Manipulatoren basierend auf strukturiertem Licht. Hannover, 2019. 143 S.
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TY - BOOK

T1 - Selbstkalibrierung von mobilen Manipulatoren basierend auf strukturiertem Licht

AU - Wieghardt, Christian Sebastian

N1 - Dissertation

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Mobile Serviceroboter sollten ihre Aufgaben aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Benutzer-freundlichkeit möglichst autonom verrichten. Für einen robusten Einsatz müssen die Roboter die Fähigkeit der Selbstkalibrierung besitzen und somit in der Lage sein, sich ohne externe Messappa-raturen oder Kalibrierobjekte im Einsatzgebiet zu kalibrieren. Bisherige Verfahren zur Selbstkali-brierung verwenden an der Plattform montierte Kameras zur Bewegungserfassung des Endeffektors. Hierfür muss eine direkte Sichtverbindung zum Endeffektor vorliegen, sodass je nach Roboterkine-matik die Kalibrierung möglicherweise nur zum Teil oder gar nicht und nur für limitierte Posen durchgeführt werden kann. Dieses Problem wird erstmalig mit dem in dieser Arbeit vorgestellten Ansatz gelöst, indem die Roboterbewegung indirekt mit einem auf strukturiertem Licht basierendem Messverfahren beobachtet wird. Das in der vorliegenden Arbeit eingeführte strukturierte Licht ist ein pseudozufällig räumlich codiertes Muster, durch dessen Projektion die Transformation zwischen Kamera und Projektor berechnet werden kann. Der Roboterarm besteht aus einer kinematischen Kette von Gelenk-Glieder-Paaren, deren Transformationen durch die zu kalibrierenden kinema-tischen Parameter beschrieben werden. Das Verketten der Transformationen bildet das kinema-tische Modell, welches durch den Abgleich mit den aus dem strukturierten Licht gewonnenen Messposen abschließend identifiziert wird. Zur Bewertung des entwickelten Ansatzes wird dieser simulativ und in realen Innenum-gebungen experimentell untersucht.

AB - Mobile Serviceroboter sollten ihre Aufgaben aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Benutzer-freundlichkeit möglichst autonom verrichten. Für einen robusten Einsatz müssen die Roboter die Fähigkeit der Selbstkalibrierung besitzen und somit in der Lage sein, sich ohne externe Messappa-raturen oder Kalibrierobjekte im Einsatzgebiet zu kalibrieren. Bisherige Verfahren zur Selbstkali-brierung verwenden an der Plattform montierte Kameras zur Bewegungserfassung des Endeffektors. Hierfür muss eine direkte Sichtverbindung zum Endeffektor vorliegen, sodass je nach Roboterkine-matik die Kalibrierung möglicherweise nur zum Teil oder gar nicht und nur für limitierte Posen durchgeführt werden kann. Dieses Problem wird erstmalig mit dem in dieser Arbeit vorgestellten Ansatz gelöst, indem die Roboterbewegung indirekt mit einem auf strukturiertem Licht basierendem Messverfahren beobachtet wird. Das in der vorliegenden Arbeit eingeführte strukturierte Licht ist ein pseudozufällig räumlich codiertes Muster, durch dessen Projektion die Transformation zwischen Kamera und Projektor berechnet werden kann. Der Roboterarm besteht aus einer kinematischen Kette von Gelenk-Glieder-Paaren, deren Transformationen durch die zu kalibrierenden kinema-tischen Parameter beschrieben werden. Das Verketten der Transformationen bildet das kinema-tische Modell, welches durch den Abgleich mit den aus dem strukturierten Licht gewonnenen Messposen abschließend identifiziert wird. Zur Bewertung des entwickelten Ansatzes wird dieser simulativ und in realen Innenum-gebungen experimentell untersucht.

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