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Zentimetergenaue Lokalisierung und Echtzeitkartenerstellung

Mit Visual Simultaneous Localization and Mapping (vSLAM) eröffnet sich eine aussichtsreiche Möglichkeit, intelligente Umgebungswahrnehmung kostengünstig und skalierbar in Serienprodukte zu bringen. Sie kann zudem Lidar-Systeme hochautomatisierter Fahrzeuge ergänzen oder sogar ersetzen. Dafür hat IAV einen eigenen Algorithmus entwickelt, mit Fokus auf Anwendungen im Mobilitätssektor.

Die vSLAM-Technologie hat sich bereits in zahlreichen Anwendungen bewährt. So wird sie zum Beispiel für die Navigation von autonomen Drohnen verwendet oder für Saugroboter eingesetzt, damit sich diese in der Wohnung besser orientieren. Anders als bei Lidar-basierten Systemen, mit denen die Roboter mittels Laserstrahlen die Entfernung zu Wänden und Gegenständen erfassen, baut vSLAM zu diesem Zweck auf Informationen aus einer am Roboter verbauten Kamera – ähnlich zur räumlichen Umgebungswahrnehmung durch das menschliche Auge. Mit Hilfe dieser Informationen konstruiert eine Software eine stets aktuelle dreidimensionale Karte des Raums, innerhalb derer ein Roboter seine exakte Position bestimmen und auf veränderte Bedingungen reagieren kann.

vSLAM bietet für die intelligente Umgebungswahrnehmung viele weitere aussichtsreiche Anwendungsmöglichkeiten: „Eine hochpräzise Lokalisierung ist ein Grundpfeiler der intelligenten Umgebungswahrnehmung“, sagt Lorenz Hruby, Experte für Bildverarbeitung und Lokalisierung bei IAV. „Bilderkennungstechnologien und KI-Algorithmen können oft nur dann ihre volle Stärke ausspielen, wenn sie wissen, wo sich ein Objekt in Bezug auf ein Fahrzeug oder einen Roboter befindet. Mit vSLAM können Anwendungen wie trainiertes Parken oder AR-Navigation einer breiten Masse zugänglich gemacht werden.“

Die vSLAM-Technologie hat sich bereits in zahlreichen Anwendungen bewährt. So wird sie zum Beispiel für die Navigation von autonomen Drohnen verwendet oder für Saugroboter eingesetzt, damit sich diese in der Wohnung besser orientieren. Anders als bei Lidar-basierten Systemen, mit denen die Roboter mittels Laserstrahlen die Entfernung zu Wänden und Gegenständen erfassen, baut vSLAM zu diesem Zweck auf Informationen aus einer am Roboter verbauten Kamera – ähnlich zur räumlichen Umgebungswahrnehmung durch das menschliche Auge. Mit Hilfe dieser Informationen konstruiert eine Software eine stets aktuelle dreidimensionale Karte des Raums, innerhalb derer ein Roboter seine exakte Position bestimmen und auf veränderte Bedingungen reagieren kann.

vSLAM bietet für die intelligente Umgebungswahrnehmung viele weitere aussichtsreiche Anwendungsmöglichkeiten: „Eine hochpräzise Lokalisierung ist ein Grundpfeiler der intelligenten Umgebungswahrnehmung“, sagt Lorenz Hruby, Experte für Bildverarbeitung und Lokalisierung bei IAV. „Bilderkennungstechnologien und KI-Algorithmen können oft nur dann ihre volle Stärke ausspielen, wenn sie wissen, wo sich ein Objekt in Bezug auf ein Fahrzeug oder einen Roboter befindet. Mit vSLAM können Anwendungen wie trainiertes Parken oder AR-Navigation einer breiten Masse zugänglich gemacht werden.“

«Eine hochpräzise Lokalisierung ist ein Grundpfeiler der intelligenten Umgebungswahrnehmung.»

Lorenz Hruby — Experte für Bildverarbeitung und Lokalisierung

Die notwendige Kamerahardware ist schon heute in den meisten Serienfahrzeugen verbaut. vSLAM ist somit eine reine Softwarelösung und kann eine kostengünstige und zugleich äußerst wirksame Ergänzung oder Alternative zu Lidar-, Radar- oder Ultraschallsensoren darstellen. Das Potential ist also hoch, denn: Für die Anwendungen beim automatisierten oder autonomen Fahren brauchen die Fahrzeuge perfekte Orts- und Orientierungskenntnisse, damit sie zuverlässig funktionieren und sich in ihrer eingesetzten Umgebung exakt zurechtfinden.

Der von IAV entwickelte vSLAM-Algorithmus nutzt dazu die Live-Bilder der Kamera. Durch das wiederholte Wiederfinden von Merkmalspunkten entsteht in Echtzeit eine dreidimensionale Karte der Umgebung. Gleichzeitig kann das Fahrzeug innerhalb dieser Umgebung seine eigene Position bestimmen. Gängige Lokalisierungslösungen stützen sich auf GPS-Daten. Fehlt das Signal – zum Beispiel in Parkhäusern oder in weniger erschlossenen Gebieten – schwankt die Genauigkeit der Positionierung, schlimmstenfalls kommt das System zum Erliegen. Doch genau dazu wird es dank der vSLAM-Lösung von IAV nicht kommen, und gerade im Zusammenspiel von vSLAM mit bereits bestehenden Sensoren entsteht eine robuste Lokalisierungslösung mit breiten Anwendungsfeldern.

IAV bietet die Softwarelösung Fahrzeugherstellern bei der Serien- und Vorentwicklung an. Von der Technologie profitieren aber auch viele andere Felder. Hersteller von Navigationssystemen beispielsweise verfügen über hochauflösende 3D-Karten, welche im Zusammenspiel mit vSLAM hochpräzise Navigation über weite Distanzen ermöglichen. Autonome Drohnen können mit vSLAM durch unbemanntes Terrain navigieren und sicher zu ihrem Startplatz zurückkehren. Sie möchten mehr zu der Technologie und den Einsatzmöglichkeiten erfahren? Sprechen Sie uns an!

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