eines Dumpers durch den „unbemannten“ Volvo-Mobilbagger in Konz. Bei der anschlie- ßenden Phase zwei von THOR, die in diesem Jahr beendet sein wird, steht neben dem akti- ven eigenständigen Erkennen von Objekten im Raum, wie etwa der Lokalisierung der Maschi- ne auf der Baustelle und der Position des zu beladenden Lkw, auch die Ansteuerung von Funktionen des Unterwagens des Baggers im Fokus. Um die implementierten Algorithmen auch fernab der realen Maschine testen zu können, hat das Forschungsteam eine realisti- sche Simulations- und Testumgebung erstellt, die ein naturgetreues Modell des Baggers selbst und seiner möglichen Umgebung bein- haltet. Mittels einer Physiksimulation werden das Verhalten der Maschine selbst und ihre Interaktion mit dynamischen Objekten in der Umwelt adäquat berechnet.
Oberflächenveränderungen erkennen Beim autonomen Mobilbagger geht es beson- ders darum, einerseits mit den Umwelterfas- sungssensoren wie Laser-Scanner und 3D- Kameras Oberflächenveränderungen zu erkennen und zum anderen auf Auswirkungen des Erdreichs auf die Maschine zu reagieren. Um das simulierte Testen zu ermöglichen, wur- de daher eine Bodensimulation erstellt. Diese nutzt die gleiche Schnittstelle wie der Bagger, wodurch die Simulationserkenntnisse direkt auf die Steuerung der realen Maschine por- tierbar sind.
In der Steuerung des autonomen Systems nutzten die Entwickler einen verhaltensbasier- ten Ansatz. Dafür werden die globalen Aufga- ben des Baggers in verschiedene, kleine Ver- haltensmodule untergliedert, wie etwa das Justieren der Löffeltiefe oder das Ziehen oder Drehen des Löffels. Je nach sensorischem
Um die implementierten Algorithmen auch fernab der realen Maschine testen zu können, hat das Forschungsteam eine realistische Simulations- und Testumgebung erstellt.
Input wird eins der Verhaltensmodule priori- siert. Damit kann THOR auf unbekannte Situa- tionen wie etwa Steine im Erdreich schneller reagieren.
Waren zunächst noch das Agieren auf eher einfach strukturierten Flächen und das bloße Schaufeln von Material in einen nahe stehen- den Laster möglich, sind die Aufgaben mit der Zeit zunehmend komplexer geworden. Dazu zählt etwa das eigenständige Entwickeln von Grabstrategien. Falls der Bagger bei Gra- bungsmaßnahmen im Erdreich auf Unregelmä- ßigkeiten wie größere Steine treffen sollte, kann die Maschine ihre Strategie anpassen, um auf das „Hindernis“ entsprechend zu rea- gieren. Durch einen intensiven Umgebungs- scan lässt sich mittlerweile die Position des Baggers exakt mit der Position des zu bela- denden Fahrzeugs in Relation setzen und so- gar die Mitte von dessen Mulde bestimmen. Auch die Nivellierung und Stabilisierung des
robotisierten EW180B auf unebenen Unter- grund macht große Fortschritte.
„Das gemeinsame Projekt mit der AG Robo- tersysteme an der TU Kaiserslautern ist von unschätzbarem Wert für Volvo CE. Da sind allein in Form von Doktor- und Diplomarbeiten unzählige Stunden an Grundlagenforschung geleistet worden“, berichtet Forschungsinge- nieur Martin Frank, der in permanentem Aus- tausch mit der von Prof. Dr. Karsten Berns geleiteten Arbeitsgruppe steht. Der 29-Jährige blickt optimistisch in die Zukunft: „Ich bin sehr zuversichtlich, dass wir schon bald mit den ersten konkreten Grundlagen in puncto Assis- tenzsysteme für den Volvo-Bagger dazu kom- men, die Früchte der intensiven Forschungs- arbeit zu ernten.“ Und damit würde Volvo CE einmal mehr eines seiner Versprechen einlö- sen und den Fahrern von Baumaschinen Mar- ke Volvo das Arbeiten so angenehm wie mög- lich gestalten. n
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