Robotik und Industrielle Bildverarbeitung

Industrieroboter sind heute überall in der industriellen Fertigung verbreitet – Tendenz stark steigend. Studierende einer ingenieurwissenschaftlich geprägten Fachhochschule interessieren sich für viele Teilaspekte der Thematik Robotik.

Wie funktioniert ein Roboter? Wie mache ich einen Roboter intelligent? Wie kann ich den Bewegungsablauf einer Roboterhand im dreidimensionalen Raum programmieren? Wie binde ich einen Roboter in einen komplexen Arbeitszyklus ein? Das sind nur einige Fragen, die sie zu beantworten lernen.

Roboter und Industrielle Bildverarbeitung

Um den Handlungsspielraum eines Roboters flexibler zu machen, stattet man ihn über Kameras mit einem begrenzten Sehvermögen aus. Auf diese Weise kann er Veränderungen seiner Umwelt wahrnehmen und dadurch zum Teil selbstständig agieren. Dazu nutzt die Industrielle Bildverarbeitung als Teildisziplin der Angewandten Informatik mathematische Verfahren. Diese bereiten visuelle Informationen (z.B. von einer Kamera aufgezeichnete Bilder) auf, interpretiert sie und gewinnt daraus die wesentlichen Daten für weitergehende Verarbeitungsschritte.

Das Labor für Robotik und Industrielle Bildverarbeitung der FH Wedel befindet sich im 1. Obergeschoss des EDV-Gebäudes.

Ausstattung

Die informationstechnische Infrastruktur besteht aus mehreren PC-Arbeitsplätzen sowie Leit- und Steuerungsrechnern für die Programmierung der verschiedenen Roboter. Zu der dauerhaften Ausstattung des Labors gehören darüber hinaus folgende Geräte:

  • Kuka Agilus KR-6 R900 sixx ist ein moderner 6-Achsen-Industrieroboter
  • manutec R3 und manutec R15 ist ein 6-Achsen-Industrieroboter mit rcs1-Robotersteuerung
  • Wedly heißt der autonom fahrende Roboter auf Basis der Eddie-Plattform

Für die Bildverarbeitung stehen verschiedene Kameras und optische Spezialsensoren zur Verfügung. Mehrere Microsoft Kinects liefern außerdem je nach Anwendungsbereich Bilder mit Tiefeninformationen. Die Softwareumgebung haben wir entsprechend der genutzten Komponenten ausgewählt:

  • Das Robot Operating System (ROS) bildet die Basis zur Programmierung des autonom fahrenden Wedly Roboters
  • Die vielfach eingesetzte Bibliothek OpenCV wird für die Aufgaben des maschinellen Sehens eingesetzt
  • Mit OpenKinect wird die Bibliothek libfreenect zum Ansprechen der Kinects verwendet

Die Softwareentwicklung findet häufig unter Linux mit Python und dem GCC für C++ statt. Aus Gründen der Kompatibilität mit bestehenden Komponenten nutzen wir aber auch Microsoft Visual C++ unter Windows.

Einbindung in Lehre und Forschung

Diesen Laborbereich nutzen Studierende der Fachbereiche Technische Informatik, Informatik, IT Engineering und Wirtschaftsingenieurwesen.

Im Mittelpunkt ihrer Praktika stehen Handhabungs- und Bildverarbeitungsaufgaben sowie deren Kombination für Aufgaben im Bereich autonomes Fahren oder Hand-Auge-Koordination. Indem die Studierenden Geräte sowohl aus dem industriellen Umfeld als auch dem Endverbraucherangebot verwenden, üben sie die Arbeit in professionellem Kontext ein. Gleichzeitig unterstützen wir stets die Fortbildung in Eigeninitiative im heimischen Umfeld.

Zum Ende der Bachelor-Ausbildung ist die Studienleistung Laborprojekt vorgesehen. Hier widmen sich die Studierenden der Weiterentwicklung der Laborinfrastruktur. Ihre Projektarbeiten kommen auch anderen Studierenden zugute, da sie zu einer stetigen Verbesserung der Qualität der Laborbereiche führen. So entstanden beispielsweise Teilsysteme, mit denen wir unsere Industrieroboter ansteuern, oder 3D-Subsysteme, die Roboterpositionen in einer Simulationsumgebung darstellen können. Auch unser Billard spielender Roboter basiert auf diversen Laborprojekten und Examensarbeiten.

Betreuung