Augmented-Reality-Interaktion zur dreidimensionalen Roboter-Arbeitsbereich-Beschränkung unter Berücksichtigung semantischer In-formationen

Augmented Reality, Mensch-Technik-Interaktion, Robotersteuerung, Ro-boter, semantische Informationen, Roboter-Arbeitsbereichsbeschränkung, 3D-Interaktionsmethoden, Interaktionsmethoden, Drohnensteuerung, Nutzeranforderungen, Nutzerzentriertes Design, User centred design. Semantisches Szenenverständnis, mobile AR

Hochschule Bielefeld
Fachbereich Campus Minden
Artilleriestr. 9
32427 Minden

Laufzeit

01.02.2022 – 31.01.2025

Kurzbeschreibung

Das Projekt befasst sich mit neuen Ansätzen der Augmented-Reality-Interaktion zur dreidimensionalen Beschränkung von Roboterarbeitsbereichen in sich dynamisch ändernden Umgebungen unter Einbeziehung semantischer Informationen. Mobile Roboter arbeiten vermehrt in Innenräumen, wie Industriehallen, Büros oder Wohnungen, wo sie sich den Raum mit Menschen teilen. Normalerweise sind die Arbeitsbereiche von mobilen Robotern – die Bereiche, in denen sich der Roboter bewegt – nur durch physische Hindernisse eingeschränkt, wie Wände und Möbel. Allerdings ist es in manchen Fällen notwendig, diesen Bereich weiter einzugrenzen. Da solche Eingrenzungen oft keine klaren visuellen Merkmale besitzen, können sie jedoch nicht ohne weiteres über die Sensorik des Roboters erkannt werden. Zu diesem Zweck ist eine Interaktion zwischen Roboter und Menschen notwendig, die es erlaubt, komplexe räumliche Informationen über die Grenzen eines Arbeitsbereichs zu definieren.

Das Projekt beschäftigt sich genau mit dieser interaktiven Begrenzung des dreidimensionalen Arbeitsbereichs für mobile Roboter, wobei auch die Dynamik berücksichtigt wird. Unter realen Bedingungen ändert sich der Arbeitsbereich ständig, z. B. durch Einwirkungen von Menschen oder Robotern, was Auswirkungen auf die interaktiv definierten Grenzen haben kann. Das Ziel ist, unter Berücksichtigung bestehender Augmented-Reality-Interaktionen, neue dreidimensionale Interaktionsmethoden zu entwickeln, die sich semantischer Informationen über die Umgebung bedienen. Die resultierende Interaktion soll von Laien ohne tiefgehendes technisches Wissen verwendbar sein. Der Ansatz des Projekts ist stark nutzerzentriert, indem er die Anforderungen und Rückmeldungen der Benutzer berücksichtigt. Es greift auf aktuelle Techniken aus den Bereichen mobile Augmented-Reality, semantisches Szenenverständnis und Roboterarbeitsbereichsbegrenzung zurück, um innovative dreidimensionale Interaktionsmethoden zu entwickeln, die auch auf andere Bereiche der dreidimensionalen Interaktion übertragbar sind.

The project deals with new approaches to augmented reality interaction for the three-dimensional delimitation of robot workspaces in dynamically changing environments using semantic information. Mobile robots are increasingly working indoors, such as industrial halls, offices or homes, where they share space with humans. Normally, the working areas of mobile robots - the areas in which the robot moves - are only restricted by physical obstacles, such as walls and furniture. However, in some cases it is necessary to further delimit this area. Such boundaries often have no clear visual features and cannot be easily recognized by the robot's sensors. For this purpose, interaction between robots and humans is necessary, which allows complex spatial information about the boundaries of a work area to be defined.

The project deals precisely with this interactive limitation of the three-dimensional workspace for mobile robots, whereby the dynamics are also taken into account. Under real conditions, the workspace is constantly changing, e.g. due to human or robot interaction, which can have an impact on the interactively defined boundaries. The aim is to develop new three-dimensional interaction methods that utilize semantic information about the environment, taking existing augmented reality interactions into account. The resulting interaction should be usable by non-experts without in-depth technical knowledge. The project's approach is strongly user-centered, considering the requirements and feedback of users. It draws on current techniques from the fields of mobile augmented reality, semantic scene understanding and robot workspace delimitation to develop innovative three-dimensional interaction methods that are also transferable to other areas of three-dimensional interaction.