Navigationsmechanismen in der Robotik: Von Grundlagen bis zu fortgeschrittenen Anwendungen

Orientierung im Raum

Ein zentraler Aspekt der Robotik ist die Fähigkeit von Robotern, sich in ihrem Raum zu orientieren und zu navigieren. Verschiedene Technologien ermöglichen diese räumliche Wahrnehmung und Bewegung:

1. LiDAR
   • Funktionsweise: LiDAR verwendet Laserstrahlen, um die Umgebung abzutasten und eine 3D-Karte zu erstellen.
   • Vorteile: Sehr präzise in der Abstandsmessung; gut geeignet für die Erkennung von Hindernissen und die Kartierung von Umgebungen.
   • Nachteile: Kann durch Wetterbedingungen wie Nebel, Regen oder starkes Sonnenlicht beeinträchtigt werden; relativ hohe Kosten.
2. Radar
   • Funktionsweise: Nutzt Radiowellen zur Erfassung von Objekten und deren Entfernungen.
   • Vorteile: Wirksam unter verschiedenen Wetterbedingungen; durchdringt auch einige Materialien.
   • Nachteile: Weniger genau als Lidar bei der Bestimmung von kleinen oder entfernten Objekten.
3. Ultraschall
   • Funktionsweise: Sendet Schallwellen aus und misst die Zeit, die sie brauchen, um von Objekten reflektiert zu werden.
   • Vorteile: Einfach und kostengünstig; gut für die Näherungserkennung.
   • Nachteile: Begrenzte Reichweite und Genauigkeit; Anfälligkeit für Störechos.
4. Kameras verschiedenster Art
   • Funktionsweise: Optische Sensoren erfassen Bilder der Umgebung, die dann analysiert werden.
   • Vorteile: Bietet detaillierte visuelle Informationen; essentiell für Aufgaben, die Bilderkennung erfordern.
   • Nachteile: Erfordert komplexe Bildverarbeitung; kann durch Lichtverhältnisse beeinflusst werden.
5. Leitlinien auf dem Boden
   • Funktionsweise: Roboter folgen visuell oder magnetisch erkennbaren Pfaden.
   • Vorteile: Einfache und zuverlässige Methode für festgelegte Routen.
   • Nachteile: Flexibilität ist begrenzt; Umgebung muss entsprechend ausgestattet sein.