Rettungskräfte Konnte Geholfen Werden, Durch Eine Automatische Gebäude-Mapping

Ein Prototyp-sensor-array kann auf der Brust getragen automatisch Karten der Träger die Umgebung, in der Erkenntnis der Bewegung zwischen den Stockwerken.

MIT-Forscher haben ein tragbares Sensorsystem, das automatisch eine digitale Karte von der Umgebung, in der sich der Träger bewegt. Die Prototyp-Systems, beschrieben in einem Papier geplant, für die Intelligente Roboter und Systeme Konferenz in Portugal im nächsten Monat, wird vorgestellt als ein Werkzeug, um die Einsatzkräfte koordinieren die Katastrophenhilfe.

In Experimenten, die auf dem MIT-campus, ein student tragen des sensor-system wanderte die Hallen, und die sensoren drahtlos weitergeleitet Daten auf einem laptop in einem Fernen Konferenzraum. Beobachter im Konferenzraum waren in der Lage, verfolgen Sie die Fortschritte des Schülers auf eine Karte, sprang in sein, wie er sich bewegt.

Verbunden mit dem array von sensoren, ein handheld-drück-Gerät, das den Träger verwenden können, um kommentieren Sie die Karte. In der Prototyp-system, deprimierend die Schaltfläche einfach bezeichnet einen bestimmten Standort als point of interest. Aber die Forscher sahen, dass die Rettungskräfte könnte ein ähnliches system zum hinzufügen von Sprach-oder text-tags auf der Karte – Anzeige, sagen, strukturellen Schäden oder einem giftigen spill.

„Das operationelle Szenario, das vorgestellt wurde, denn dies war ein Gefahrgut-situation, wo die Menschen sind geeignet, mit dem vollen Anzug, und Sie gehen und entdecken Sie eine Umgebung,“ sagt Maurice Fallon, Wissenschaftler in der MIT Computer Science und Artificial Intelligence Laboratory, und führen Autor auf dem neuen Papier. „Der aktuelle Ansatz wäre es, die textlich zusammenfassen, was Sie gesehen hatte, danach -“ ich ging in das Zimmer auf der linken Seite, ich sah, ich ging in den nächsten Raum‘, und so weiter. Wir wollen versuchen, zu automatisieren, dass.“

Fallon trat auf dem Papier, die von den Professoren John Leonard und Seth Teller, bzw. in den Fachbereichen Maschinenbau und Elektrotechnik und informatik (EECS), und EECS grad Studenten Hordur Johannsson und Jonathan Brookshire.

Wackelig Ziel

Das neue Werk baut auf früherer Forschung auf Systeme, die es ermöglichen, Roboter, Landkarte Ihrer Umgebung. Aber eine Anpassung des Systems so, dass ein Mensch tragen konnte, bedurfte es einer Reihe von änderungen.

Einer der sensoren, die das system verwendet, ist ein laser-Entfernungsmesser, fegt ein Laserstrahl um einen 270-Grad-Bogen und misst die Zeit, die es dauert, die Lichtpulse, um zurückzukehren. Wenn der Entfernungsmesser ist Ebene, kann es sehr genaue Informationen über die Entfernung von den nächstgelegenen Wänden, aber eine wandelnde menschliche jostles es viel mehr als ein rollender Roboter macht. Ebenso sensoren in einem Roboter die Räder können genaue Informationen über seine physische Ausrichtung und die Entfernungen, die es abdeckt, aber das fehlt mit Menschen. Und als Einsatzkräfte zu einer Katastrophe reagiert haben könnte, um das wechseln zwischen mehreren Etagen eines Gebäudes, das system auch zur Erkennung von änderungen in der Höhe, damit es nicht versehentlich überlagerung der Karte des Boden-mit Informationen über eine andere.

So dass zusätzlich zu den Entfernungs -, den die Forscher statteten Ihre sensor-Plattform mit einem cluster von Beschleunigungssensoren und Gyroskope, eine Kamera, und wird in einer Gruppe von Experimenten, barometer (änderungen im Luftdruck erwies sich als ein überraschend guter Indikator für Boden-übergänge). Die Gyroskope schließen könnte, wenn der Entfernungsmesser wurde gekippt – Informationen der mapping algorithmen nutzen könnte, in die Interpretation Ihrer Lesungen – und die Beschleunigungsmesser zur Verfügung gestellt einige Informationen über den Träger die Geschwindigkeit und sehr gute Informationen über änderungen in der Höhe.

Beurteilung der Daten von anderen sensoren ist die Kamera. Alle paar Meter, nimmt die Kamera einen Schnappschuss von seiner Umgebung, und die software extrahiert die ein paar hundert visueller Merkmale aus dem Bild – insbesondere die Muster von Farbe oder Konturen, oder abgeleitete, dreidimensionale Formen. Jede charge von Funktionen ist verbunden mit einem bestimmten Ort auf der Karte.

Sehen ist glauben

Wenn die person das tragen der sensoren zurück in eine Gegend, die er oder Sie vorher besucht hat, der Standort des Systems schätzen werden konnte, aus: etwa die Kompensation für die Neigung des Entfernungsmessers, vielleicht nicht perfekt gewesen, und die Wand sieht nun einige Meter weiter entfernt als es war, oder seine Ableitung der position aus den accelerometer-Daten könnten Weg sein. In solchen Fällen, einen frischen snapshot und einen Vergleich der visuellen Merkmale mit denen, die bereits gespeichert sind, können helfen, korrigieren Sie Ihre Lage einschätzen.

Der Prototyp des sensor-Plattform besteht aus einer Handvoll von Geräten, die an ein Blatt aus hartem Kunststoff über die Größe eines iPad, das auf der Brust getragen wie ein rückwärts Rucksack. Der einzige sensor, dessen Volumen nicht wesentlich gesenkt werden, ist der Entfernungsmesser, also im Prinzip das ganze system könnte verkleinert werden, um etwa die Größe einer Kaffeetasse.

Wolfram Burgard, professor der informatik an der Universität Freiburg in Deutschland, sagt, dass die MIT-Forscher arbeiten auf das Allgemeine Thema der SLAM, oder die gleichzeitige Lokalisierung und mapping. „Ursprünglich, das kam heraus, als ein problem der Robotik,“ sagt Burgard. „Diese Idee, dass ein SLAM-system, das angeschlossen ist, um einen menschlichen Körper, um herauszufinden, wo es ist, ist tatsächlich innovativ und ziemlich nützlich. Für Ersthelfer, die eine Technologie wie diese könnten sehr relevant.“

„Mit einem Roboter, wir in der Regel davon ausgehen, dass der Roboter lebt in einer Ebene,“ Burgard weiter. „Was Sie definitiv in Angriff genommen, ist das problem der Höhe und der Umgang mit Treppen, wie der Mensch wandert auf und ab. Die sensoren sind nicht immer gerade, da der Körper sich schüttelt. Dies sind die Probleme, die Sie bewältigen in Ihrem Ansatz, und wo es tatsächlich geht über die standard-2-D-SLAM.“

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