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Vernetzungstechnologien zur kooperativen Trajektorienoptimierung mobiler Roboter in industriellen Applikationen - Studien-/Abschlussarbeit

Mobile Roboter übernehmen zunehmend Transport- und Mobilitätsaufgaben in industriellen und gewerblichen Anwendungen. Beispiele sind autonome Transportfahrzeuge in der Intralogistik für Produktionsanlagen oder auch autonome Reinigungsroboter. Beim Einsatz in Flotten und Multi-Robot-Applikationen gewinnen zudem Vernetzungs- und Kooperationsansätze an Bedeutung. Dezentrale Architekturen mit direkter Kommunikation der Roboter untereinander haben dabei den Vorteil, dass sie auch ohne zusätzliche Infrastruktur auskommen und keine Verbindung zu zentralen Steuerungsinstanzen benötigen.

Die lokale Pfad- und Trajektorienplanung dient bei der autonomen Navigation zur Optimierung des vorgegebenen globalen Pfads sowie Kollisionsvermeidung mit unvorhergesehenen Hindernissen. Der Vorteil eines kooperativen Ansatzes im Falle der Interaktion von zwei oder mehr Robotern ist im folgenden Video dargestellt: https://www.youtube.com/watch?v=zaIW76A7ips&;t=2s
Der im Video dargestellte Prototyp nutzt dabei eine Cloud-Anbindung, um die Kommunikation der Trajektorien zwischen den Robotern herzustellen.

Ausschreibung für die Fachrichtungen:

  • Automatisierungstechnik; Elektrotechnik; Informatik; Kybernetik; Luft- und Raumfahrttechnik; Mechatronik; Physik; technische Informatik

Was Sie mitbringen

  • Motivation, Kreativität und selbstständiges Arbeiten
  • Gute Programmierkenntnisse in C/C++ oder Python
  • Verhandlungssicher in Deutsch oder Englisch
  • Erfahrungen und Kenntnisse im Bereich von Netzwerk-/Drahtloskommunikationstechnologien
  • Erfahrungen mit Ubuntu, ROS und git sind hilfreich

Was Sie erwarten können

Im Zuge dieser Arbeit soll dieser zentrale Kommunikationsansatz durch eine direkte, drahtlose Kommunikation der Roboter ersetzt werden. Der zu entwickelnde Kommunikationsansatz soll dabei in der Lage sein, dynamisch Ad-hoc-Netzwerke zwischen räumlich interagierenden Robotern aufzubauen und relevante Trajektorieninformationen bis zur Auflösung der Interaktion peer-to-peer zu übertragen. Das bestehende Verfahren zur kooperativen Trajektorienoptimierung soll anschließend in den neuen Kommunikationsansatz eingebunden werden und das Gesamtsystem auf (min.) zwei mobilen Plattformen getestet und evaluiert werden.

Zusammenfassend umfasst die Arbeit folgende Aufgaben:


  • Recherche und Bewertung geeigneter Kommunikationstechnologien
  • Konzept und Auslegung des gewählten Kommunikationsansatzes
  • Integration und Implementierung der Kommunikationsschicht auf mobilen Robotern
  • Einbindung und Anpassung des bestehenden Verfahrens zur kooperativen Trajektorienoptimierung
  • Test und Evaluation im Versuchsfeld mit (min.) zwei mobilen Robotern

Fraunhofer ist die größte Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Unsere Forschungsfelder richten sich nach den Bedürfnissen der Menschen: Gesundheit, Sicherheit, Kommunikation, Mobilität, Energie und Umwelt. Wir sind kreativ, wir gestalten Technik, wir entwerfen Produkte, wir verbessern Verfahren, wir eröffnen neue Wege.

Fragen zu dieser Position beantwortet Ihnen gerne:

Herr Ferdinand Bohne
Recruiting
Tel. +49 711 970-1187

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Kennziffer: IPA-2019-315 Bewerbungsfrist: -
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