"GeoPaw" - Forschung zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten eines vierbeinigen Roboters

Das Geodätische Institut forscht im Rahmen des DFG-Graduiertenkollegs i.c.sens an autonomen Navigationsverfahren für mobile Roboter. Hierfür wurde aus zentralen Mitteln der Leibniz Universität Hannover im Januar 2024 ein Vierbeinroboter für Forschungszwecke angeschafft und auf den Namen GeoPaw getauft. GeoPaw ist ein Unitree B1 Vierbeinroboter und zeichnet sich durch hohe Manövrierfähigkeit, Agilität und die Fähigkeit aus, unebenes Gelände zu überwinden. Diese Eigenschaften machen ihn für verschiedenste Anwendungen interessant, wie beispielsweise die Qualitätssicherung von Infrastrukturen.

Der Roboter ist mit fünf Kameras, einer Inertialmesseinheit (IMU) und Schnittstellen zur Ausstattung mit verschiedenen Sensoren wie LiDARs ausgerüstet. Aktuell ist ein omnidirektionales LiDAR an GeoPaw angebracht, das eine umfassende Umgebungswahrnehmung in Form von 3D-Punktwolken ermöglicht. Zusätzlich verfügt der Roboter derzeit über eine weitere hochpräzise Microstrain-IMU sowie eine GNSS-Einheit, die weitere Daten zur Positionsbestimmung liefern.

Der aktuelle Forschungsschwerpunkt innerhalb des i.c.sens-Rahmens liegt darauf, GeoPaw zu befähigen, seine Umgebung autonom zu erkunden und zu navigieren. Dabei nutzt der Roboter erfasste Umgebungsinformationen, um seine dreidimensionale Position und Orientierung im Raum zu bestimmen. Auf Basis dieser Informationen kann die Kartierung der Umgebung fortlaufend verbessert werden, sodass langfristig nicht nur eine präzise Eigenlokalisierung, sondern auch eine detaillierte und zuverlässige Umgebungskarte entsteht. Während die Fokussierung derzeit auf der autonomen Navigation liegt, wird die dynamische Aktualisierung der Kartendaten als ein zukünftiges Forschungsthema betrachtet.