Selbstkalibrierung von mobilen Manipulatoren basierend auf strukturiertem Licht

Mobile Serviceroboter sollten ihre Aufgaben aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Benutzerfreundlichkeit möglichst autonom verrichten. Für einen robusten Einsatz müssen die Roboter die Fähigkeit der Selbstkalibrierung besitzen und somit in der Lage sein, sich ohne externe Messapparaturen oder Kalibrierobjekte im Einsatzgebiet zu kalibrieren.

Bisherige Verfahren zur Selbstkalibrierung verwenden an der Plattform montierte Kameras zur Bewegungserfassung des Endeffektors. Hierfür muss eine direkte Sichtverbindung zum Endeffektor vorliegen, sodass je nach Roboterkinematik 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 kinematischen Parameter beschrieben werden. Das Verketten der Transformationen bildet das kinematische 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 Innenumgebungen experimentell untersucht.