Experimentierplattform für aktive Kamerasysteme

Vier Studierende des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften und Mathematik (IuM) hatten jetzt die Gelegenheit, die Ergebnisse ihres Semesterprojekts auf der Maker Faires in Hannover einer breiten Öffentlichkeit zu präsentieren.

Die Maker Faires bezeichnen sich als Wissenschaftsmessen, die gleichzeitig ein familienfreundliches Festival für Inspiration, Kreativität und Innovation seien sollen. Fachleute und an Technik Interessierte treffen sich, um über neue Technologien und vor allem deren Anwendung für kreative Projekte zu reden. „Genau damit bieten sie auch die geeignete Präsentationsfläche für unsere Studierenden. Darüber hinaus ist die Maker Faire für mich als Robotiker und Wissenschaftler immer wieder eine inspirierende Quelle für neue Ideen“, so Projektleiter Prof. Dr. Martin Hülse, Lehrender des Fachbereichs IuM.

In Hannover präsentierten vom 14. und 16. September die Studierenden Thiemo Breitenfeldt, Azad Jindo, Leon Paus und Philipp Roder das Projekt „Active Vision Sensor Network“ (AVSN), das im vierten Semester des Bachelorstudiengangs Mechatronik im Themenbereich Robotik entwickelt wurde. „Die Messe war an allen Tagen sehr gut besucht und immer wieder gab es auch reges Interesse an den Studiengängen unseres Fachbereichs“, erzählt Student Paus. „Insbesondere nach dem Vortrag von Professor Hülse zum Lernverfahren für autonome Roboter war unser Stand richtig gut besucht. Es kamen Jugendliche, ehemalige FH-Studenten und Firmenvertreter“, so Student Jindo. „Alle wollten mehr zum technischen Hintergrund und Details zum Lernverfahren, zur Programmierung und dem verwendeten Algorithmus erfahren“, fügt Kommilitone Breitenfeldt hinzu.

Ziel des Projekts ist die Konstruktion und Inbetriebnahme einer Experimentierplattform für aktive Kamerasysteme. Mittels dieser Plattform sollen Lernalgorithmen entwickelt und getestet werden. Das vorgestellte System besitzt zwei aktive Kamerasysteme und einen aktiven Laser. Der Laser dient dazu, einen visuellen Stimulus auf der Projektionsfläche zu erzeugen. Die Kamerasysteme müssen selbstständig lernen, diesen Stimulus zu fokussieren und ihm zu folgen. Ist diese Aufgabe gelernt, können die Kamerasysteme wiederum lernen, sich untereinander zu koordinieren. Auf diese Weise sind die Systeme in der Lage, sich ohne Zeitverlust gegenseitig mitzuteilen, welchen Stimulus sie gerade fixieren. Falls eine Kamera den Stimulus verliert, weil dieser zum Beispiel aus dem Sichtbereich der Kamera verschwindet, kann die andere diesen Stimulus direkt fixieren und weiterverfolgen. All diese Fähigkeiten sind wichtige Voraussetzungen für die visuelle Orientierung und Wahrnehmung humanoider Roboter. Die Experimentierplattform schafft somit eine Grundlage, Konzepte und Steuerungen zu entwickeln, die direkt auf andere Kamerasysteme, zum Beispiel humanoide Roboter, transferiert werden können.

Bei dem Semesterprojekt sollte bewusst keine kostspielige Hardware verwendet werden. Darüber hinaus wurde versucht, ausschließlich Open-source-Systeme für die Konstruktion zu verwenden. Beispielsweise wurden Arduino-Systeme zur Ansteuerung der Motoren genutzt und die gesamte Software wurde unter Linux entwickelt. Alle Arbeitsschritte sowie die verwendete Hard- und Software wurden und werden auf einer öffentlichen Website unter www.av-sn.de publiziert.

„Die Experimentierplattform ist ein wichtiger Meilenstein für das Labor Robotik im Fachbereich IuM der FH Bielefeld. Sie ist eine wichtige Grundlage für spannende Forschungsvorhaben im Bereich autonome Systeme und Robotik“, resümiert Professor Hülse.

Text: Tanja Hage