Universität Bonn: Autonomous Intelligent Systems Group   Computer Science Institute VI: Autonomous Intelligent Systems

Aufbau Deutsches Rettungsrobotik-Zentrum (A-DRZ)

Teilprojekt: Autonome Assistenzfunktionen für Flugroboter

Flugroboter mit 3D-Laserscanner Gebäude mit 3D-Lasermessungen Semantische Oberflächenkategorisierung

Im BMBF-geförderten Verbundprojekt Kompetenzzentrum: Aufbau des Deutschen Rettungsrobotik-Zentrums (A-DRZ) bearbeitet die Arbeitsgruppe Autonome Intelligente Systeme der Universität Bonn das Teilprojekt "Autonome Assistenzfunktionen für Flugroboter".
Ziel ist die Entwicklung von teilautonomen Flugrobotern für die schnelle Lageerkundung in Bereichen, die für Menschen unzugänglich oder gefährlich sind, wie beispielsweise nach einem Brand in einem einsturzgefährdeten Gebäude. Flugroboterplattformen sollen mit leistungsfähiger multimodaler Sensorik zur 3D-Umgebungserfassung und starken Bordrechnern zur Sensordatenverarbeitung und Navigationsplanung ausgestattet werden. Es sollen Methoden zur Registrierung und Aggregation der Messungen von 3D-Laserscannern weiter entwickelt und effizient implementiert werden. Auf der Grundlage der so erzeugten egozentrischen und allozentrischen 3D-Umgebungsrepräsentationen sollen Methoden zur lokalen Navigationsplanung und zur 3D-Trajektorienplanung in der Einsatzumgebung weiter entwickelt und implementiert werden. Die erzeugten Repräsentationen sollen bewegliche Objekte getrennt von der statischen Umgebung modellieren. Durch Kategorisierung von Oberflächen und Detektion anwendungsrelevanter Objekte sollen die 3D-Modelle mit semantischen Aspekten angereichert werden. Die entwickelten Methoden sollen auf mehreren Flugrobotern eines Herstellers in zwei verschiedenen Größen integriert und mit übergeordneten Softwarekomponenten verbunden werden, die einem oder mehreren Operatoren die Missionskonfiguration, -überwachung und -kontrolle von einem Leitstand aus erlauben. Das entwickelte Lageerkundungssystem soll in praxisnahen Szenarien erprobt werden. 

Projektpartner: 

Publikationen

Nicola Krombach, David Droeschel, Sebastian Houben, and Sven Behnke:
Feature-based Visual Odometry Prior for Real-time Semi-dense Stereo SLAM
Robotics and Autonomous Systems (RAS), Elsevier, available online 2018.

Marius Beul, David Droeschel, Matthias Nieuwenhuisen, Jan Quenzel, Sebastian Houben, and Sven Behnke:
Fast Autonomous Flight in Warehouses for Inventory Applications
IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L), 2018.
[Video]

Jan Quenzel, Matthias Nieuwenhuisen, David Droeschel, Marius Beul, Sebastian Houben, and Sven Behnke:
Autonomous MAV-based Indoor Chimney Inspection with 3D Laser Localization and Textured Surface Reconstruction
Journal of Intelligent & Robotic Systems (JINT), Springer, available online May 2018.
[Video]

David Droeschel and Sven Behnke:
Efficient Continuous-time SLAM for 3D Lidar-based Online Mapping
In Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Brisbane, Australia, May 2018.
[Video]

Jan Quenzel, Radu Alexandru Rosu, Sebastian Houben, and Sven Behnke:
Online Depth Calibration for RGB-D Cameras using Visual SLAM
In Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Vancouver, Canada, September 2017.
[Video]

Marius Beul, Sebastian Houben, Matthias Nieuwenhuisen, and Sven Behnke:
Fast Autonomous Landing on a Moving Target at MBZIRC
In Proceedings of European Conference on Mobile Robotics (ECMR), Paris, France, September 2017.
[Video]

Matthias Nieuwenhuisen, Marius Beul, Radu Alexandru Rosu, Jan Quenzel, Dmytro Pavlichenko, Sebastian Houben, and Sven Behnke:
Collaborative Object Picking and Delivery with a Team of Micro Aerial Vehicles at MBZIRC
In Proceedings of European Conference on Mobile Robotics (ECMR), Paris, France, September 2017.
[Video]

Matthias Nieuwenhuisen, Jan Quenzel, Marius Beul, David Droeschel, Sebastian Houben, and Sven Behnke:
ChimneySpector: Autonomous MAV-based Indoor Chimney Inspection Employing 3D Laser Localization and Textured Surface Reconstruction
In Proceedings of International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), Miami, FL, USA, June 2017.
[Video]

Marius Beul and Sven Behnke:
Fast Full State Trajectory Generation for Multirotors
In Proceedings of International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), Miami, FL, USA, June 2017.
[Video]

Marius Beul, Nicola Krombach, Matthias Nieuwenhuisen, David Droeschel, and Sven Behnke:
Autonomous Navigation in a Warehouse with a Cognitive Micro Aerial Vehicle
In Robot Operating System (ROS), The Complete Reference (Volume 2), pp. 487-524, Springer 2017.

Sebastian Houben, Jan Quenzel, Nicola Krombach, and Sven Behnke:
Efficient Multi-camera Visual-Inertial SLAM for Micro Aerial Vehicles
In Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Deajeon, Korea, October 2016.
[Video] [YouTube]

Matthias Nieuwenhuisen and Sven Behnke:
Local Multiresolution Trajectory Optimization for Micro Aerial Vehicles Employing Continuous Curvature Transitions
In Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Deajeon, Korea, October 2016.
[Video] [YouTube]

Sebastian Houben, David Droeschel, and Sven Behnke:
Joint 3D Laser and Visual Fiducial based SLAM for a Micro Aerial Vehicle
In Proceedings of IEEE International Conference on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems (MFI), Baden-Baden, Germany, September 2016.

Nicola Krombach, David Droeschel, and Sven Behnke:
Combining Feature-based and Direct Methods for Semi-dense Real-time Stereo Visual Odometry
In Proceedings of 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS), Shanghai, China, July 2016.
Best Paper Award. [KITTY video] [EuRoC video]

Marius Beul and Sven Behnke:
Analytical Time-optimal Trajectory Generation and Control for Multirotors
In Proceedings of International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), Arlington, VA, USA, June 2016.
[Video]

David Droeschel, Matthias Nieuwenhuisen, Marius Beul, Dirk Holz, Jörg Stückler, and Sven Behnke:
Multi-Layered Mapping and Navigation for Autonomous Micro Aerial Vehicles
Journal of Field Robotics, 33(4):451-475, Wiley, 2016.

Dirk Holz, Alexandru-Eugen Ichim, Federico Tombari, Radu B. Rusu, and Sven Behnke:
Registration with the Point Cloud Library - A Modular Framework for Aligning in 3-D
IEEE Robotics and Automation Magazine, 22(4):110-124, December 2015.

Matthias Nieuwenhuisen, David Droeschel, Marius Beul, and Sven Behnke:
Autonomous Navigation for Micro Aerial Vehicles in Complex GNSS-denied Environments
Journal of Intelligent and Robotic Systems, Springer, available online, 2015.


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