Entwicklung eines objektorientierten Frameworks für simultane Lokalisierung und Kartierung

Abstract

Das Projekt Assistenz für sensorisch Behinderte an der Universität Stuttgart (ASBUS) entwickelt ein Assistenzsystem, um Studierende mit Sehbehinderungen bei der Navigation im Universitätsgelände zu unterstützen. In diesem Navigationssystem wird ein Näherungsverfahren verwendet, um die Geschwindigkeit der Benutzer durch die Messwerte der Beschleunigungssensoren und durch die zwei Walking-Parameter zu berechnen. Wegen den unterschiedlichen Laufgewohnheiten und Körperlängen sind diese Parameter für jede Person sehr verschieden. Um genaue Walking-Parameter zu erhalten, müssen zahlreiche, wiederholte experimentelle Untersuchungen im Voraus durchgeführt werden. Wenn dieser Algorithmus zur Erfassung der Bewegungsinformation des Benutzers durch Sensorfusionsverfahren ersetzt wird, erhöhen sich sowohl die Benutzerfreundlichkeit als auch die Genauigkeit des Navigationssystems erheblich. Daher ist ein Umstieg auf Sensorfusionsverfahren notwendig. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit bestand darin, ein universelles C++ Software- Framework als Basis für die Entwicklung von SLAM-Applikationen (Simultaneous Localization and Mapping) zu entwickeln. Das Framework beschränkt sich nicht auf spezifische Probleme, sondern versucht, ein SLAM-System zu modularisieren und stellt einige gängige Sensorfusions-Verfahren zur Verfügung, um die spätere Entwicklung einer SLAM-Applikation zu erleichtern. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Einbeziehung und Erstellung von Karten in das Software-Framework.