People-Tracking-Verfahren zur autonomen Identifikation und Begleitung von Personen durch mobile Roboter

Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht die Verfolgung, d.h. die kontinuierliche Schätzung der Position von sich bewegenden Objekten, insbesondere von Personen, in der Umgebung eines mobilen Roboters durch diesen selbst mit Hilfe von Laser-Scannern, die an dem Roboter befestigt sind. Insbesondere der Fall mehrerer in Gruppen sich bewegender Personen wird ausgiebig diskutiert. In diesem Fall neigen bisher bekannte Verfahren oft dazu, Personen zu verlieren. In dieser Arbeit werden Verfahren vorgestellt und anhand von realen Experimenten erfolgreich getestet, bei denen dies gerade nicht der Fall ist. Außerdem werden zwei Methoden untersucht, wie unterschiedlichen Personen zuverlässig ihre Identitäten zugeordnet werden können. Eines der beiden Verfahren hierzu, das völlig neuartig ist, benutzt dabei die Intensität der von den Hosen der Personen reflektierten Laserstrahlen.<br /> Mit Hilfe dieser Verfahren wird ein mobiler Roboter dazu befähigt, einer bestimmten, vorher festgelegten Person aus einer Gruppe von Menschen hinterherzufahren. Dieses Problem, das als eines der Schlüsselprobleme im Bereich der mobilen Robotik angesehen wird, wurde im Rahmen dieser Arbeit zum ersten Mal gelöst. Anhand von realen Experimenten wird dies schließlich auch nachgewiesen.

<strong>People-Tracking Techniques for the autonomous Identification and Companionship of Persons by mobile Robots</strong><br /> The present doctoral thesis investigates the tracking, that is to say the continuous estimation of the position of moving objects, especially of persons, in the neighbourhood of a mobile robot by the mobile robot on its own terms with the aid of laser-scanners mounted on it. Particularly the event of several in groups moving humans is discussed in detail. In this case until now known tracking algorithms often tend to lose targets. In this work procedures are introduced and successfully tested by the employment of real experiments, which just do not fail under these circumstances. Furthermore two methods are examined, how the identities of different people can be assigned to them reliable. One of these two procedures therefor, which is completely novel, in doing so just uses the intensities of the laser beams reflected by the trousers of the persons.<br /> By means of these processes a mobile robot is enabled to follow a certain, in advance determined person from a group of people. This problem, which is considered to be one of the key problems in mobile robotics, has been solved for the first time within the scope of the work under consideration. Finally, on the basis of real experiments, this claim is proven as well.