Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Masterarbeit: Bahnplanung für autonome Baumaschinen

Hintergrund

Die Abteilung Mess-, Regelungs- und Diagnosesysteme des Fraunhofer IOSB erforscht Algorithmen für autonome mobile Roboter und automatisierte Baumaschinen. Autonome oder teilautonome Baumaschinen sollen beispielsweise für den Erdaushub bei der Altlastensanierung eingesetzt werden.
Ein automatisierter Bagger kann im Sinne der Robotik als mobiler Manipulator aufgefasst werden, d. h. als mobiler Roboter, der sich sowohl fortbewegen als auch mit dem Baggerarm Manipulationsaufgaben durchführen kann. Für beides werden Bahnplanungsalgorithmen benötigt, um Aufgaben sicher und kollisionsfrei ausführen zu können.
 

 

Abbildung 1: Autonomer Bagger des Fraunhofer IOSB und Planung einer kollisionsfreien Bahn für den Baggerarm

 

Aufgabenstellung

Ausgehend von vorhandenen Standard-Bahnplanungsbibliotheken sollen Erweiterungen konzipiert und implementiert werden, die spezifische Aufgaben und Einsatzgebiete von Baumaschinen adressieren:

  • Berücksichtigung der Bodenbeschaffenheit, der Kippstabilität der Baumaschinen an Steigungen und weiterer Umgebungsbedingungen in einer geeigneten Kostenfunktion
  • Analyse der vom Baggerarm erreichbaren Positionen für eine gegebene Position der Baggerplattform
  • Algorithmische Auswahl einer optimalen Plattformposition im Hinblick auf die Erreichbarkeit von Aushubbereich und Abladestelle, sodass ein möglichst großer Bereich ausgebaggert werden kann, ohne die Position der Baggerplattform wechseln zu müssen
  • Planung der Arbeitsreihenfolge für den Aushub eines größeren Bereichs
 
Die Verfahren sind in C++ zu implementieren, in die vorhandene Software zu integrieren und in der Simulation im Hinblick auf verschiedene Zielgrößen (benötigte Zeit, Energieverbrauch, …) zu evaluieren.
 

Anforderungen

Dieses Angebot richtet sich an Studierende der Informatik, Elektrotechnik oder verwandter Fachrichtungen an Universitäten und Hochschulen. Eine selbstständige Arbeitsweise sowie Programmiererfahrung in C++ werden vorausgesetzt.
 

Wir bieten

... Ihnen die Möglichkeit, unsere umfangreiche Hardware- und Softwareausstattung kennenzulernen, an einer interessanten, abwechslungsreichen und praxisbezogenen Fragestellung zu arbeiten und eigene Ideen praktisch umzusetzen.
Auf Anfrage sind auch Bachelorarbeiten und Praktika in dem Themengebiet möglich.
 

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