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Robotersimulation für den Mars
Digitalisierung eines Mond-Mars-Testgeländes
11/06/2024
In dieser Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Robotik und Mechatronik des DLR, der Zoller+Fröhlich GmbH und der Hochschule München, Fakultät für Geoinformation, geht es um die realitätsgenaue Erfassung und Digitalisierung eines Mond-Mars-Testgeländes für den Einsatz in der Robotersimulation.
Planetare Erkundungsaufgaben mit mobilen Robotern in der Raumfahrt werden in den kommenden Jahren immer mehr zunehmen. Das Mond-Mars-Testgelände des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) bietet hierbei ideale Bedingungen, um Roboter für solche Explorationsmissionen zu entwickeln und zu testen.
Mit einem digitalen Modell dieses Testgeländes könnten jetzt Algorithmen zur Robotersteuerung, Umgebungserfassung, Lokalisierung oder Exploration bereits vorab im Simulator getestet und unterschiedliche Szenarien leichter erprobt werden. Dies würde die Entwicklungszeit beschleunigen, standortübergreifende Kooperationen und Testabläufe vereinfachen und letztendlich Kosten reduzieren.
Die Herausforderung hierbei ist, die Testumgebung so detailgenau wie möglich zu digitalisieren (‘modelling the reality‘). Um deren Verarbeitung in der Simulationsumgebung zu gewährleisten, muss jedoch auch die Komplexität der Daten so gering wie möglich gehalten sein.
Die ersten Ergebnisse hinsichtlich Qualität der Datenerfassung und deren Prozessierung zu einem qualitativ hochwertigen, aber in der Komplexität für den Simulator hinreichend reduzierten 3D Modell sind vielversprechend; erste Versuche laufen.
Fortsetzung folgt ...
Mobile Mapping System: Zur Erfassung verwendetes hochauflösendes Mobile Mapping System Z+F FlexScan
Datenerfassung: Zur Datenerfassung wird das Mobile Mapping System wie ein Rucksack auf dem Rücken getragen und das Testfeld flächendeckend abgelaufen. Die Daten werden auf dem System gesammelt und zur Kontrolle schon vorregistriert. Die eigentliche Auswertung erfolgt dann im Büro, in einem größtenteils automatisierten Batchprozess.
Ergebnis Punktewolke: Die resultierende und schon mit Farbdaten der integrierten Kamera fusionierte und bereinigte Punktwolke besteht aus ca. 500 Mio Punkten. Für den Einsatz im Simulator muss hieraus jedoch noch ein Mesh gerechnet werden.
Ergebnis Mesh: Texturiertes 3D Modell des Testfeldes, ca. 220.000 Dreiecke für Anwendung in einem Robotersimulator.