Ringvorlesung at Hochschule Hamm-Lippstadt

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Beschreiben Sie die SLAM-Problematik

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Wieso ist SLAM ein komplexes Problem?

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Wie funktioniert ein Landmark basierter SLAM Algorithmus? 

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Was sind Schwächen eine Kartografierung mit Odometrie?

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Nenne Sie 10 unterschiedliche Anwendungen für SLAM-Algorithmen 

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Nennen Sie die vorgestellten Losüngsansätze des SLAM-Problems

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Nennen sie  und Erläutern Sie die Taxonomie des Slam-PRoblems

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Welche grundlegende SLAM verfahren gibt es?

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Wie funktioniert Scan-Matching 

Nennen Sie Vor und Nachteile

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Welche Bedeutung hat ein geschlossener Kreislauf für einen Extended Kalman-Filter SLAM Algorithmus?

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Welche Komplexität hat ein EKF SLAM Algorithmus, von welchen Kriterien hängt sie ab und wie lässt sich die Komplexität verringern?

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Nennen Sie die Grunbegriffe des SLAM und erläutern Sie diese Knapp und Prägnant

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Ringvorlesung

Beschreiben Sie die SLAM-Problematik

Unter SLAM-Problematik wird ein Problem der Robotik bezeichnet, bei dem ein mobiler Roboter gleichzeitig eine Karte seiner Umgebung erstellen und seine Pose innerhalb diese Karte schätzen muss.


Ringvorlesung

Wieso ist SLAM ein komplexes Problem?

  • Roboter-Pfad und Karte sind beide unbekannt
  • Zusammenhang zwischen Messung und Landmarke unbekannt
  • Schwer zu erkennen eine Datenassosiation von Landmarken und kann schlechte Folgen haben

Ringvorlesung

Wie funktioniert ein Landmark basierter SLAM Algorithmus? 

  • Landmarken funktionieren als Bezugspunkte für den Roboter, um seine Umgebung zu erkennen.
  • Das Algorithmus muss bei jeder Beobachtung  exakt identifizieren können ob es dabei sich um eine bereits beobachtete oder eine neue Landmarke handelt

Ringvorlesung

Was sind Schwächen eine Kartografierung mit Odometrie?

Positionsmessung ungenau aufgrund von Hindernisse, Schlupf, Rauschen, Bodenwellen und diese führen zu Fehlern 

Ringvorlesung

Nenne Sie 10 unterschiedliche Anwendungen für SLAM-Algorithmen 

  • Mähroboter
  • GPS
  • autonomes fahren
  • U-boots
  • autonomes Staubsauger
  • autonome Flugzeuge
  • Kartografie
  • Entdeckung von Minen
  • Dronen 
  • Rettungsfahrzeuge 
  • Fahrzeuge in Weltraum (Mars, Moon)

Ringvorlesung

Nennen Sie die vorgestellten Losüngsansätze des SLAM-Problems

Kalman-Filter EKF

Scan-Matching

Ringvorlesung

Nennen sie  und Erläutern Sie die Taxonomie des Slam-PRoblems

  • Volumen vs Merkmal basiertes Slam
  • Topologische vs geographische Karten
  • Bekannte vs unbekannte Zuordnung
  • Statisches vs Dynamisches Umfeld 
  • kleine vs große unsicherheit
  • Aktives vs passives SLAM

Ringvorlesung

Welche grundlegende SLAM verfahren gibt es?

  • Scan-Matching
  • Kalman-Filter
  • Partikel-Filter
  • Expectation-maximization Filter
  • Graph basierende Techniken

Ringvorlesung

Wie funktioniert Scan-Matching 

Nennen Sie Vor und Nachteile

Vorteile: 

  • Versuch inkrementell 2 Scans oder eine Karte zu einem Scan auszurichten ohne die Vergangenheit zu nutzen


  • Vorteile: Einfach zu implementieren, Verbesserung gegenüber Messung mit Odometrie, Lokale konsistente Messung erzeugbar.


  • Nachteile: löst nicht das Anknüpfungsproblem, Symmetrie Probleme, keine globale konsistente Karte erzeugbar  

Ringvorlesung

Welche Bedeutung hat ein geschlossener Kreislauf für einen Extended Kalman-Filter SLAM Algorithmus?

geschlossener Kreislauf entsteht, wenn ein bereits kartografiertes Umfeld wiedererkennt wird

Verringert die Unsicherheiten der Roboter und Landmarken

Ringvorlesung

Welche Komplexität hat ein EKF SLAM Algorithmus, von welchen Kriterien hängt sie ab und wie lässt sich die Komplexität verringern?

Speicherbedarf


ist für große Karten sehr komplex 


Der Korrekturschritt wird durch die Zahl der Landmarken limitiert

Ringvorlesung

Nennen Sie die Grunbegriffe des SLAM und erläutern Sie diese Knapp und Prägnant

Roboter: ist ein Gerät ,das sich durch die Umgebung bewegt

Pose: Lage und Ausrichtung des Roboters

Lokalisierung: Schätzung der Roboter Pose

Kartographieren: Modellierung des Umfelds in einer Karte

SLAM: Aufbau einer Karte bei gleichzeitiger Lokalisierung des Roboters

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