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Entwicklung eines autonomiefokussierten hochmobilen Bodenrobotersystems für den Katastrophenschutz

Schnaubelt, Marius ; Ullrich, Tobias ; Torchalla, Moritz ; Diegelmann, Jonas ; Hoffmann, Matthias ; Stryk, Oskar von
Bertram, Torsten ; Corves, Burkhard ; Janschek, Klaus ; Rinderknecht, Stephan (eds.) (2021):
Entwicklung eines autonomiefokussierten hochmobilen Bodenrobotersystems für den Katastrophenschutz.
In: Digital-Fachtagung VDI-MECHATRONIK 2021, pp. 20-25,
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, Fachtagung Mechatronik 2021, virtual Conference, 24.-25.03.2021, [Conference or Workshop Item]

Abstract

Mobile Rettungsroboter ermöglichen den menschlichen Bedienern die Bearbeitung von Aufgaben aus sicherer Entfernung in risikoreichen Umgebungen. Durch die unstrukturierte Umgebung der komplexen und vorab unbekannten Einsatzszenarien, verursacht die aktuell übliche Teleoperation der Robotersysteme eine hohe kognitive Belastung für den Roboteroperator, was schnell zur Ermüdung führt. Durch intelligente autonome Assistenzfunktionen können die Operatoren entlastet werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Bedienfehlern reduziert und die Effizienz des Robotereinsatzes erhöht werden kann. Diese innovativen Assistenzfunktionen benötigen jedoch ein mechatronisches Design, dessen Anforderungen an Hard- und Software für ein effektives Gesamtsystem eng aufeinander abgestimmt und umgesetzt werden müssen. Die Entwicklung eines hochmobilen autonomiefokussierten Bodenroboters mit modularen Sensornutzlasten ermöglicht dem Operator ein umfassendes Situationsbewusstsein sowie Unterstützung bei Navigation und Manipulation. Die Evaluation des Gesamtsystems und von Einzelkomponenten analysiert die Erfüllung des Anforderungskatalogs und demonstriert so die Eignung für (semi-)autonome Rettungsrobotikeinsätze.

Item Type: Conference or Workshop Item
Erschienen: 2021
Editors: Bertram, Torsten ; Corves, Burkhard ; Janschek, Klaus ; Rinderknecht, Stephan
Creators: Schnaubelt, Marius ; Ullrich, Tobias ; Torchalla, Moritz ; Diegelmann, Jonas ; Hoffmann, Matthias ; Stryk, Oskar von
Title: Entwicklung eines autonomiefokussierten hochmobilen Bodenrobotersystems für den Katastrophenschutz
Language: German
Abstract:

Mobile Rettungsroboter ermöglichen den menschlichen Bedienern die Bearbeitung von Aufgaben aus sicherer Entfernung in risikoreichen Umgebungen. Durch die unstrukturierte Umgebung der komplexen und vorab unbekannten Einsatzszenarien, verursacht die aktuell übliche Teleoperation der Robotersysteme eine hohe kognitive Belastung für den Roboteroperator, was schnell zur Ermüdung führt. Durch intelligente autonome Assistenzfunktionen können die Operatoren entlastet werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Bedienfehlern reduziert und die Effizienz des Robotereinsatzes erhöht werden kann. Diese innovativen Assistenzfunktionen benötigen jedoch ein mechatronisches Design, dessen Anforderungen an Hard- und Software für ein effektives Gesamtsystem eng aufeinander abgestimmt und umgesetzt werden müssen. Die Entwicklung eines hochmobilen autonomiefokussierten Bodenroboters mit modularen Sensornutzlasten ermöglicht dem Operator ein umfassendes Situationsbewusstsein sowie Unterstützung bei Navigation und Manipulation. Die Evaluation des Gesamtsystems und von Einzelkomponenten analysiert die Erfüllung des Anforderungskatalogs und demonstriert so die Eignung für (semi-)autonome Rettungsrobotikeinsätze.

Title of Book: Digital-Fachtagung VDI-MECHATRONIK 2021
Publisher: Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Uncontrolled Keywords: emergenCITY_CPS
Divisions: 20 Department of Computer Science
20 Department of Computer Science > Simulation, Systems Optimization and Robotics Group
LOEWE
LOEWE > LOEWE-Zentren
LOEWE > LOEWE-Zentren > emergenCITY
TU-Projects: Bund/BMBF|13N14861|A-DRZ
HMWK|III L6-519/03/05.001-(0016)|emergenCity TP Bock
Event Title: Fachtagung Mechatronik 2021
Event Location: virtual Conference
Event Dates: 24.-25.03.2021
Date Deposited: 26 Mar 2021 08:11
Official URL: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/17626
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Alternative Abstract:
Alternative abstract Language

Mobile rescue robots enable human operators to process tasks from a safe distance in hostile environments. Due to the unstructured environment of the mostly complex and a priori unknown mission scenarios, the currently common teleoperation of robotic systems causes a high cognitive load for the robot operator, which quickly leads to fatigue. Intelligent autonomous assistance functions can relieve the operators and increase reliability and efficiency. However, autonomous assistance functions require a mechatronic system design whose hardware and software requirements are considered and implemented in close connection. The development of a highly mobile autonomy-focused ground robot with modular sensor payloads provides comprehensive situational awareness to the operator and assistance in navigation and manipula tion. The evaluation of the overall system and individual components analyzes the fulfillment of the requirements catalog and thus demonstrates the suitability for (semi-)autonomous rescue robotics missions.

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