@phdthesis{Hutter2020,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {David Hutter},
  title     = {Robuste und ressourcenschonende kooperative Exploration und Kartierung mit homogenen autonomen Roboterteams},
  journal    = {Robust and resource-efficient cooperative exploration and mapping using homogeneous autonomous robot teams},
  doi       = {10.25924/opus-3756},
  pages     = {74},
  year      = {2020},
  abstract  = {In dieser Arbeit sollen M{\"o}glichkeiten untersucht werden, um eine m{\"o}glichst robuste und ressourcenschonende Methode f{\"u}r homogene autonome Roboterteams um eine gemeinsame Exploration und Kartierung einer unbekannten Umgebung durchzuf{\"u}hren. Zu diesem Zweck soll eine koordinierte Exploration durchgef{\"u}hrt werden, durch die die zeitliche Effizienz des Roboterteams gesteigert werden kann. Dadurch kann unter geringerem Aufwand und in weniger Zeit eine globale Karte einer unbekannten Umgebung erstellt werden, mit der alle beteiligten Roboter f{\"u}r zuk{\"u}nftige Auftr{\"a}ge arbeiten k{\"o}nnen. Um dies zu erreichen wurden verschiedene Map-Merging Methoden untersucht, von denen eine auf Feature Detection basierende Verfahren f{\"u}r eine verteilte, robuste und ressourcenschonende Vorgehensweise ausgew{\"a}hlt wurde. Nachdem zwei oder mehr Karten erfolgreich fusioniert werden, kann eine koordinierte Exploration mit den Robotern, die mit der geteilten Karte arbeiten k{\"o}nnen durchgef{\"u}hrt werden. F{\"u}r die gemeinsame Exploration werden auf dem implementierten Kartenserver nach allen Frontiers gesucht, die in der Karte vorhanden sind. Diese werden gemeinsam mit den derzeitigen Explorationszielen der anderen Roboter kombiniert und dem Roboter, der gerade versucht ein neues Explorationsziel zu w{\"a}hlen mitgeteilt. Dadurch k{\"o}nnen alle Roboter selbst{\"a}ndig und unabh{\"a}ngig voneinander mit den Informationen der anderen Roboter arbeiten. Durch den Umstand, dass die Roboter die Wahl des Explorationsziels und die Pfadplanung selbstst{\"a}ndig durchf{\"u}hren k{\"o}nnen, funktioniert das Roboterteam auch weiter, falls die Kommunikation zu den anderen Robotern abgebrochen wird. Wenn ein Roboter, der die Kommunkationsm{\"o}glichkeit mit dem Kartenserver verloren hat die Kommunikation wiederherstellen kann, k{\"o}nnen die in der Zwischenzeit gesammelten Daten des Roboters normal f{\"u}r das gesamte System weiter verwendet werden und der Roboter kann die Exploration koordiniert mit den anderen Robotern fortsetzen. Zus{\"a}tzlich k{\"o}nnen von dem Kartenserver zus{\"a}tzliche Informationen angefordert werden, die bei der Entscheidung {\"u}ber das n{\"a}chste Explorationsziel des Roboters hilfreich sein k{\"o}nnen. Sollte die Kommunikation nicht wiederhergestellt werden k{\"o}nnen, wird die Exploration von jedem Roboter individuell und ohne Koordinierung fortgesetzt. Eine Kommunikation mit dem Kartenserver findet nur dann statt, wenn ein Roboter ein neues Explorationsziel ben{\"o}tigt. Dadurch ist die Netzwerkbelastung f{\"u}r die Koordinierung und die Kartenfusionen minimal und alle Roboter k{\"o}nnen unabh{\"a}ngig von den aufw{\"a}ndigen Berechnungen, die auf dem Kartenserver durchgef{\"u}hrt werden m{\"u}ssen weiter ihrer Aufgabe nachgehen.},
  language  = {de}
}