Noch immer die größte Herausforderung bei den mobilen Indoor-Robotern ist die Ermittlung des Zustands, d.h. der Lage und der Orientierung. Bei den Messungen stehen die Möglichkeiten der absoluten Zustandsbestimmung entweder nicht oder nur mit großem Aufwand verbunden, zur Verfügung. Am Beispiel der Haushaltsroboter steht kein GPS zur Verfügung. Zudem möchte man keine Beacons im Haus installieren. Die zusätzlichen Hilfskomponenten, wie Transponder werden für die Privatanwendung sehr mühsam empfunden und gelten als ein Minuskriterium. Hinzu kommt, dass diese keine zufriedenstellenden Daten liefern. Hierzu werden zahlreiche Studien veröffentlicht, beispielsweise BorensteinFeng94 und BorensteinFeng96. Die letzten Studien führen dazu, dass im Bereich der Indoor-Robotik keine einzelne zufriedenstellende Messmethode gibt und die zuverlässige Positionsermittlung mit Hilfe mehrerer Methoden bzw. Sensoren erfolgen muss. Unterschieden wird hierbei grundsätzlich zwischen den relativen und absoluten Methoden. Eine der wichtigsten Methoden ist die Positionsmessung durch die Odometrie. Die üblichen Odometriesensoren bieten zwar eine schlechte Genauigkeit allerdings eine geringe Fehlersummierung (Drifting).

Eine andere wichtige Messmethode ist die Drehgeschwindigkeitsmessung durch die Gyrometrie. Die Prinzip beruht auf der gyroskopischen Kräfte, die bei der Drehung entstehen. Die Gyrometrie wird durch eine hohe Genauigkeit aber auch eine hohe Drifting gekennzeichnet. Für die Anwendungen, wo die Drifting irrelevant ist, wie in den Eingabegeräten reicht die Gyrometrie aus. Beim Einsatz in absoluter Positionsermittlung stellt sie ein wichtiges Hilfsmittel dar, muss aber mit den anderen Messmethoden kombiniert werden.

Im folgenden Teilen wird die Zustandsbestimmung durch die optische Odometrie und die Gyrometrie beschrieben.

  1. Zustandsbestimmung durch reine Odometrie
  2. Zustandsbestimmung durch Odometrie und Gyrometrie