Aufbau eines 3D-Laserscanners für autonome mobile Roboter

Diese Ausarbeitung stellt das Konzept und die Realisierung eines 3D-Laserscanners vor. Ziel der Realisierung war es, das Dreieck aus Kosten, Geschwindigkeit und Qualität so zu optimieren, daß der 3D-Scanner auf autonomen mobilen Robotern sinnvoll zur Exploration und Navigation eingesetzt werden kann. Ein auf autonomen mobile Fahrzeugen häufig verwendeter 2D-Laserscanner wurde dazu mittels einer selbst konstruierten Aufhängung und eines Servomotors aufgerüstet. Mittels des auf einem Standardrechner laufenden Echtzeitbetriebssystem RT-Linux steuert der Servomotor den 3D Laserscanner direkt an. Unterschiedliche Online-Algorithmen zur Linienerkennung und Flächendetektion bilden die Software-Basis des 3D Scanners. Offline-Algorithmen zur Objektsegmentierung und Erkennung sowie ein 3D-Visualisierungsprogramm runden das Softwarepaket ab.

This report presents the concept and implementation of a 3D laser range finder. The objective of the implementation was to optimize the triangle between costs, speed and quality in such a way that the 3D laser range finder can be used for the exploration and navigation for autonomous mobile robots. A 2D laser range finder usually used by autonomous mobile robots was extended by a self designed suspension and a servo motor. The servo of the new 3D laser range finder is controlled from a computer running the real-time operating system RT-Linux. Different online algorithms for line and surface detection are the software base of the new 3d laser range finder. Offline algorithms for the object segmenting and recognition as well as a 3D viewer and a graphical user interface are extending the software package.