2D-SLAM mit LiDAR - Versionsgeschichte

Ulrich Schneider am 27. Juni 2022 um 17:18 Uhr

2022-06-27T17:18:58Z

← Nächstältere Version		Version vom 27. Juni 2022, 19:18 Uhr
Zeile 2:		Zeile 2:
	'''Betreuer:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider\| Prof. Schneider]]<br/>		'''Betreuer:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider\| Prof. Schneider]]<br/>
	'''Art:''' Projektarbeit<br>		'''Art:''' Projektarbeit<br>
	'''Projektlaufzeit:''' ~~TBD~~		'''Projektlaufzeit:''' 18.06.2021 - 18.10.2021
	[[Datei:ScanMatchingExample 02.png\|mini\|400px\|Abb. 1: 2D-Scan-Matching]]		[[Datei:ScanMatchingExample 02.png\|mini\|400px\|Abb. 1: 2D-Scan-Matching]]

Ulrich Schneider am 23. Februar 2021 um 10:44 Uhr

2021-02-23T10:44:32Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. Februar 2021, 12:44 Uhr
Zeile 9:		Zeile 9:
	Mobile Roboter, wie beispielsweise Saugroboter, müssen wissen, wo sie sich befinden, um effizient zu reinigen. Hierzu müssen sie ihre Umgebung kartografieren und sich in dieser entstehenden Karte selbst lokalisieren.		Mobile Roboter, wie beispielsweise Saugroboter, müssen wissen, wo sie sich befinden, um effizient zu reinigen. Hierzu müssen sie ihre Umgebung kartografieren und sich in dieser entstehenden Karte selbst lokalisieren.

	Recherchestart für SW und Hardwareplattformen: [https://www.ros.org/ ROS.org]		[[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]] Recherchestart für SW und Hardwareplattformen: [https://www.ros.org/ ROS.org]

	== Aufgabe (DRAFT) ==		== Aufgabe (DRAFT) ==

Ulrich Schneider: /* Motivation */

2021-02-23T10:43:43Z

Motivation

← Nächstältere Version		Version vom 23. Februar 2021, 12:43 Uhr
Zeile 8:		Zeile 8:
	== Motivation ==		== Motivation ==
	Mobile Roboter, wie beispielsweise Saugroboter, müssen wissen, wo sie sich befinden, um effizient zu reinigen. Hierzu müssen sie ihre Umgebung kartografieren und sich in dieser entstehenden Karte selbst lokalisieren.		Mobile Roboter, wie beispielsweise Saugroboter, müssen wissen, wo sie sich befinden, um effizient zu reinigen. Hierzu müssen sie ihre Umgebung kartografieren und sich in dieser entstehenden Karte selbst lokalisieren.

			Recherchestart für SW und Hardwareplattformen: [https://www.ros.org/ ROS.org]

	== Aufgabe (DRAFT) ==		== Aufgabe (DRAFT) ==

Ulrich Schneider: /* Aufgabe (DRAFT) */

2021-02-22T10:42:52Z

Aufgabe (DRAFT)

← Nächstältere Version		Version vom 22. Februar 2021, 12:42 Uhr
Zeile 14:		Zeile 14:
	Zur besseren Projektübersicht und Planung teile ich das Vorhaben, wie folgt, in mehrere Abschnitte auf:		Zur besseren Projektübersicht und Planung teile ich das Vorhaben, wie folgt, in mehrere Abschnitte auf:

	# Auswahl einer geeigneten Roboterplattform (z.B. [[Autonomes_Fahren_im_Ma%C3%9Fstab_1:10\|4-Rad-System]] oder ein [[Turtle_Bot_WS_20/21\|TurtleBot]]).		# Vergleich und Auswahl einer geeigneten Roboterplattform (z.B. [[Autonomes_Fahren_im_Ma%C3%9Fstab_1:10\|4-Rad-System]] oder ein [[Turtle_Bot_WS_20/21\|TurtleBot]]).
	# Auswahl eines geeigneten LiDAR (verfügbar sind Hokuyo UBG-04LX-F01, URG-04LX-UG01, URG-04LX, UTM-30LX, XV11-LiDAR)		# Vergleich und Auswahl eines geeigneten LiDAR (verfügbar sind Hokuyo UBG-04LX-F01, URG-04LX-UG01, URG-04LX, UTM-30LX, XV11-LiDAR)
			# Nutzung ggf. Beschaffung der Hardware
	# Errichtung einer Cross-Compiler-Toolchain ggf. mit MATLAB und ROS 2		# Errichtung einer Cross-Compiler-Toolchain ggf. mit MATLAB und ROS 2
	# Inbetriebnahme des Systems		# Inbetriebnahme des Systems

Ulrich Schneider am 22. Februar 2021 um 10:41 Uhr

2021-02-22T10:41:45Z

← Nächstältere Version		Version vom 22. Februar 2021, 12:41 Uhr
Zeile 14:		Zeile 14:
	Zur besseren Projektübersicht und Planung teile ich das Vorhaben, wie folgt, in mehrere Abschnitte auf:		Zur besseren Projektübersicht und Planung teile ich das Vorhaben, wie folgt, in mehrere Abschnitte auf:

	# Auswahl einer geeigneten Roboterplattform (z.B.		# Auswahl einer geeigneten Roboterplattform (z.B. [[Autonomes_Fahren_im_Ma%C3%9Fstab_1:10\|4-Rad-System]] oder ein [[Turtle_Bot_WS_20/21\|TurtleBot]]).
	# ~~Montage des Sensors durch eine in SolidWorks entworfene Montageplattform~~ (3D-~~Druck~~) ~~incl. Verkabelung~~		# Auswahl eines geeigneten LiDAR (verfügbar sind Hokuyo UBG-04LX-F01, URG-04LX-UG01, URG-04LX, UTM-30LX, XV11-LiDAR)
	# Errichtung einer Cross-Compiler-Toolchain		# Errichtung einer Cross-Compiler-Toolchain ggf. mit MATLAB und ROS 2
	# Inbetriebnahme des ~~Sensors und Programmierung~~		# Inbetriebnahme des Systems
	~~# Darstellung der Umgebung in Unity©~~
	# Realisieren Sie einen SLAM-Algorithmus mit LiDAR-Sensorik.		# Realisieren Sie einen SLAM-Algorithmus mit LiDAR-Sensorik.

	== Erwartungen an die Projektlösung ==		== Erwartungen an die Projektlösung ==
	*Inbetriebnahme des LiDAR		*Inbetriebnahme des LiDAR
	*Schnittstelle LiDAR ~~zu EV3~~ z.B. mit ~~Matlab~~/Simulink		*Schnittstelle LiDAR zum AMR z.B. mit MALTAB/Simulink
	*Messdatenauswertung ~~auf dem EV3~~		*Ansteuerung des AMR
			*Umsetzung eines SLAM Algorithmus
			*Messdatenauswertung
	*Bewertung der Ergebnisse		*Bewertung der Ergebnisse
	*Softwareentwicklung nach HSHL Standard in SVN		*Softwareentwicklung nach HSHL Standard in SVN

Ulrich Schneider am 22. Februar 2021 um 10:31 Uhr

2021-02-22T10:31:34Z

← Nächstältere Version		Version vom 22. Februar 2021, 12:31 Uhr
Zeile 9:		Zeile 9:
	Mobile Roboter, wie beispielsweise Saugroboter, müssen wissen, wo sie sich befinden, um effizient zu reinigen. Hierzu müssen sie ihre Umgebung kartografieren und sich in dieser entstehenden Karte selbst lokalisieren.		Mobile Roboter, wie beispielsweise Saugroboter, müssen wissen, wo sie sich befinden, um effizient zu reinigen. Hierzu müssen sie ihre Umgebung kartografieren und sich in dieser entstehenden Karte selbst lokalisieren.

	== Aufgabe ==		== Aufgabe (DRAFT) ==
	~~Die Aufgabe dieser Arbeit ist es, mithilfe eines LEGO EV3 kombiniert mit dem XV11~~-~~LiDAR(Light Detection and Ranging) die Umgebung zu erkennen und auszuwerten. Im nachfolgenden Schritt, sollen die Daten dazu genutzt~~ werden ~~eine Umgebungskarte zu erstellen um eine Karte in der Unity-Engine zeichnen zu können~~.		Für die Erprobung von SLAM-Algorithmen soll eine Roboterplattform entwickelt werden.

	Zur besseren Projektübersicht und Planung teile ich das Vorhaben, wie folgt, in mehrere Abschnitte auf:		Zur besseren Projektübersicht und Planung teile ich das Vorhaben, wie folgt, in mehrere Abschnitte auf:

	# ~~Entwurf und Bau des LEGO© EV3- Roboters~~		# Auswahl einer geeigneten Roboterplattform (z.B.
	# Montage des Sensors durch eine in SolidWorks entworfene Montageplattform (3D-Druck) incl. Verkabelung		# Montage des Sensors durch eine in SolidWorks entworfene Montageplattform (3D-Druck) incl. Verkabelung
	# Errichtung einer Cross-Compiler-Toolchain		# Errichtung einer Cross-Compiler-Toolchain

Ulrich Schneider: Die Seite wurde neu angelegt: „'''Autoren:''' Arndt, S.
'''Betreuer:''' Prof. Schneider
'''Art:''' Projektarbeit
'''Pr…“

2021-02-22T10:29:16Z

Die Seite wurde neu angelegt: „'''Autoren:''' Arndt, S. '''Betreuer:''' Prof. Schneider '''Art:''' Projektarbeit '''Pr…“

Neue Seite

'''Autoren:''' [[Benutzer:Stefan_Arndt|Arndt, S.]] 
'''Betreuer:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Schneider]] 
'''Art:''' Projektarbeit 
'''Projektlaufzeit:''' TBD
[[Datei:ScanMatchingExample 02.png|mini|400px|Abb. 1: 2D-Scan-Matching]]

== Motivation ==
Mobile Roboter, wie beispielsweise Saugroboter, müssen wissen, wo sie sich befinden, um effizient zu reinigen. Hierzu müssen sie ihre Umgebung kartografieren und sich in dieser entstehenden Karte selbst lokalisieren.

== Aufgabe ==
Die Aufgabe dieser Arbeit ist es, mithilfe eines LEGO EV3 kombiniert mit dem XV11-LiDAR(Light Detection and Ranging) die Umgebung zu erkennen und auszuwerten. Im nachfolgenden Schritt, sollen die Daten dazu genutzt werden eine Umgebungskarte zu erstellen um eine Karte in der Unity-Engine zeichnen zu können.

Zur besseren Projektübersicht und Planung teile ich das Vorhaben, wie folgt, in mehrere Abschnitte auf:

# Entwurf und Bau des LEGO© EV3- Roboters
# Montage des Sensors durch eine in SolidWorks entworfene Montageplattform (3D-Druck) incl. Verkabelung
# Errichtung einer Cross-Compiler-Toolchain
# Inbetriebnahme des Sensors und Programmierung
# Darstellung der Umgebung in Unity©
# Realisieren Sie einen SLAM-Algorithmus mit LiDAR-Sensorik.

== Erwartungen an die Projektlösung ==
*Inbetriebnahme des LiDAR
*Schnittstelle LiDAR zu EV3 z.B. mit Matlab/Simulink
*Messdatenauswertung auf dem EV3
*Bewertung der Ergebnisse
*Softwareentwicklung nach HSHL Standard in SVN
*Machen Sie spektakuläre Videos, welche die Funktion visualisieren.
*Test und wiss. Dokumentation
*Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

== Anforderungen ==
# Recherchieren Sie nach Methoden zum LiDAR SLAM und wählen Sie ein effizientes Verfahren aus (z.B. [[SLAM_mit_Scan-Matching_mit_LiDAR|Scan-Matching]]).
# Zeichnen Sie als Eingangsdaten Roboterfahrten (LiDAR und Odometrie) auf (z.B. [[Low-Cost-LiDAR_mit_EV3|LiDAR am EV3]]).
# Verarbeiten Sie diese Eingangsdaten mit MATLAB oder Simulink.
# Nutzen Sie einen existierenden Parkours (z.B. [[Projekt_70a:Bau_eines_Labyrinths_f%C3%BCr_EV3-Roboter| hier]])
# Stellen Sie Ihre Ergebnisse in MATLAB/Simulink dar.
# Stellen Sie die Objekte im Sichtfeld in der Draufsich metrisch dar.
# Schätzen Sie die Genauigkeit Ihres Algorithmus ab.
# Wissenschaftliche Dokumentation als HSHL-Wiki Artikel
# Softwareentwicklung nach HSHL Standard in SVN
# Funktionsnachweis als YouTube-Video

== Video ==
Verlinken Sie hier ein YouTube-Video zu Ihrem fertigen Projekt. Tipps zum Video finden Sie [[Erwartungen_an_Präsentation_und_Dokumentation#YouTube_Clip|hier]].

== Weblinks ==
* [https://www.youtube.com/watch?v=nvFcN2-NqRc SLAM Course - 12 - Scan-Matching in 5 Min - Cyrill Stachniss]
* [https://www.youtube.com/watch?v=C8M7weK_Dhs Simultaneous Localization And Mapping (SLAM) with Scan Matching]
* [https://youtu.be/VoAdXGMzirU Iterative Closest Point algorithm for point clouds in Matlab]
* [https://www.mathworks.com/help/nav/ug/implement-simultaneous-localization-and-mapping-with-lidar-scans.html]
* [https://essay.utwente.nl/71535/1/Folmer_MA_EEMCS.pdf]
* [[Projekt_70c:_Labyrinth_SLAM_mit_EV3]]
*[https://www.ev3dev.org/docs/tutorials/using-xv11-lidar/]
*[https://www.youtube.com/watch?v=G6uVg34VzHw]

== Literatur ==

== Siehe auch ==
#[[Studentische_Arbeiten_bei_Prof._Schneider|Studentische Arbeiten bei Prof. Schneider]]
#[[Anforderungen_an_eine_wissenschaftlich_Arbeit| Anforderungen an eine wissenschaftlich Arbeit]]
#[[Wiki-Artikel_schreiben|Wiki-Artikel schreiben]]

== [[BSD-Lizenzbedingung BSD-Lizenz]] ==
Copyright (c) 2018, Hochschule Hamm-Lippstadt, Dep. Lip. 1, [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Schneider]] 
Hochschule Hamm-Lippstadt. Alle Rechte vorbehalten.


'''Autoren:''' [[Benutzer:Alexander_Schirrmeister|Schirrmeister, A.]]
 
'''Betreuer:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Schneider]] 

→ zurück zur Übersicht: [[Studentische_Arbeiten|Studentische Arbeiten]]