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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-24831
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2483/

Weigel, Thilo

Roboter-Fußball: Perzeption, Deliberation und Aktion autonomer Systeme in dynamischen Umgebungen

Kurzfassung in Deutsch

Damit zukünftige Robotergenerationen eines Tages als alltägliche Gebrauchsgegenstände verwendet werden können, müssen sie in der Lage sein, vollkommen autonom ihre Umgebung wahrzunehmen, Handlungsalternativen abzuwägen und zielgerichtet zu agieren. Die tatsächliche Leistungsfähigkeit diesbezüglicher Forschungsansätze erweist sich dabei häufig erst im Kontext eines Gesamtsystems, das den Bogen von der Perzeption über die Deliberation zur Aktion spannt.

Zur Evaluation solcher Systeme bietet es sich an, zunächst Aufgaben und Umgebungen zu betrachten, die zwar eine reduzierte Komplexität aufweisen, aber dennoch einen Roboter mit vielen Anforderungen alltäglicher Aufgaben konfrontieren. In diesem Sinne stellt das Fußballspiel ein vorzügliches Standardproblem für die Wissenschaft dar, in dessen Kontext Verfahren unter realistischen Bedingungen erprobt und im direkten Wettbewerb verglichen werden können.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde zum einen das CS Freiburg Roboterfußball-Team weiterentwickelt und zum anderen der Tischfußballroboter KiRo neu geschaffen. Beide Systeme bewährten sich hervorragend als Plattformen für die Entwicklung und Evaluation von Verfahren, die in realistischen dynamischen Umgebungen ein vollkommen autonomes und zielgerichtetes Verhalten ermöglichen. In diesem Zusammenhang wurden Systemarchitekturen entworfen und in den Bereichen Bildverarbeitung, Selbstlokalisierung, Verhaltenskontrolle sowie Verhaltensadaption bestehende Verfahren erweitert und neue Verfahren entwickelt. Hierbei wurde Wert darauf gelegt, dass sich die einzelnen Komponenten zu einem leistungsfähigen Gesamtsystem zusammenfügen. Gemessen an den Preisen und Auszeichnungen können beide Systeme als überaus erfolgreich angesehen werden: Das CS Freiburg Team wurde drei Mal Weltmeister und gewann drei Mal die deutschen Meisterschaften. Für das Konzept eines computergesteuerten Tischfußballroboters wurde ein Patent erteilt. KiRo wurde unter dem Namen StarKick in Kooperation mit der Gauselmann AG bis zur Marktreife entwickelt, ist heute im Handel erhältlich und besitzt die Spielstärke eines fortgeschrittenen menschlichen Spielers. Die innovative Produktidee und der gelungene Technologietransfer wurden mit dem Innovationspreis der SPD und dem Technology Transfer Award des European Robotics Research Network (EURON) ausgezeichnet.

Kurzfassung in Englisch

In the context of this thesis, the CS Freiburg robot soccer team was considerably enhanced and the table soccer robot KiRo was newly developed. Both systems were used as platforms for the development of methods which enable robotic systems to behave in realistic environment in an autonomous and goal-oriented way. The thesis contributes enhancements of existing methods as well as new approaches in the areas system architectures, image processing, self-localization, behavior recognition and behavior adaption.