{"id":1042,"date":"2020-07-17T16:54:19","date_gmt":"2020-07-17T14:54:19","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/stec\/?post_type=projects&#038;p=1042"},"modified":"2023-03-10T14:11:59","modified_gmt":"2023-03-10T13:11:59","slug":"ai-brain-einsatz-intelligenter-lernverfahren-fuer-professionelle-autonome-reinigungsroboter","status":"publish","type":"projects","link":"https:\/\/s-tec.de\/en\/projekte\/ai-brain-einsatz-intelligenter-lernverfahren-fuer-professionelle-autonome-reinigungsroboter\/","title":{"rendered":"AI Brain: Einsatz intelligenter Lernverfahren f\u00fcr professionelle autonome Reinigungsroboter"},"content":{"rendered":"\n\n<div class=\"wp-block-group MainContent MainContent--page\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-v4core-inner-blocks MainContent-left\">\n<div class=\"wp-block-v4core-layout undefined alignwideu002du002dleft alignwide--left\"><div class=\"\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1280\" height=\"473\" src=\"https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/schmutzerkennung-e1594979500314.jpg\" alt=\"Einsatz intelligenter Lernverfahren f\u00fcr professionelle autonome Reinigungsroboter\" class=\"wp-image-1046\" srcset=\"https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/schmutzerkennung-e1594979500314.jpg 1280w, https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/schmutzerkennung-e1594979500314-1100x406.jpg 1100w, https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/schmutzerkennung-e1594979500314-768x284.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 1280px) 100vw, 1280px\" \/><figcaption>\u00a9 Fraunhofer IPA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Adaptierbares bildverarbeitendes Verfahren zur Schmutz- und Objekterkennung<\/h4>\n\n\n\n<p>Projektinhalt war die Entwicklung intelligenter Technologien f\u00fcr die automatische Erkennung von Schmutz durch autonome Reinigungsroboter. Zudem sollten die Roboter dazu bef\u00e4higt werden, zwischen Schmutz und Nutzgegenst\u00e4nden zu unterscheiden und Bodenbel\u00e4ge zu klassifizieren. Dies bildet die Basis, um eine ergebnisorientierte Reinigung durchzuf\u00fchren. Die dabei verfolgten Ziele sind folgende:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Effizienzsteigerung<\/li><li>Einsparung von Ressourcen (Reinigungsmittel und Energie)<\/li><li>schonendere Behandlung von Bodenbel\u00e4gen<\/li><li>Vermeidung des Entfernens herumliegender Nutzgegenst\u00e4nde durch den Roboter<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>Aktuell verf\u00fcgbare Bodenreinigungsroboter f\u00fcr den professionellen Einsatz sind meist f\u00fcr den Einsatz auf Freifl\u00e4chen und in gr\u00f6\u00dferen Hallen konzipiert. Die Reinigung von B\u00fcrogeb\u00e4uden mit vielen kleineren Einzelr\u00e4umen ist damit nicht m\u00f6glich. In vielen Umgebungen ist insbesondere auch eine ergebnisorientierte Reinigung erw\u00fcnscht. Mit anderen Worten, ein Roboter soll nicht bei jedem Einsatz den kompletten Boden fl\u00e4chendeckend bearbeiten, sondern gezielt nach Schmutz suchen und diesen entfernen. Hierzu m\u00fcssen Reinigungsroboter in der Lage sein, selber den Schmutz zu erkennen und diesen von anderen Gegenst\u00e4nden wie z.B. herabgefallenen Geldbeuteln oder B\u00fcroutensilien zu unterscheiden.<\/p>\n\n\n\n<p>Dar\u00fcber hinaus ist eine automatische Erkennung des Bodenbelagstyps w\u00fcnschenswert, um sicherzustellen, dass der Roboter ein f\u00fcr Hartbodenbel\u00e4ge vorgesehenes Nassreinigungsverfahren nicht auch auf Teppichb\u00f6den anwendet. Ziel des Projekts war es daher, lernf\u00e4hige und damit an die jeweilige Umgebung adaptierbare bildverarbeitende Verfahren zur Schmutz- und Objekterkennung sowie zur Klassifikation zu entwickeln. Integriert in autonome Reinigungsroboter erm\u00f6glichen diese dem Reinigungsdienstleister eine effiziente und ergebnisorientierte Reinigung.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Projektablauf<\/h4>\n\n\n\n<p>Die Bosch Engineering GmbH unterst\u00fctzt ihre Kunden u.&nbsp;a. mit Software- und Komponentenl\u00f6sungen zur automatisierten professionellen Bodenreinigung. Da sich das<a href=\"https:\/\/www.ipa.fraunhofer.de\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"> Fraunhofer IPA <\/a>bereits l\u00e4ngerfristig mit intelligenten Objekterkennungsverfahren besch\u00e4ftigt, bot sich hier eine Zusammenarbeit an. Im Rahmen des Projekts wurden aus diesem Grund existierende Verfahren des Machine Learnings in Bezug auf die konkrete Anwendung weiterentwickelt. Parallel dazu konzipierten die Projektpartner zudem neue Verfahren und setzten diese um. Diese Verfahren basieren auf Convolutional Neural Networks (CNNs). <\/p>\n\n\n\n<p>Das Training von neuronalen Netzwerken erfordert gro\u00dfe Datens\u00e4tze mit Beispielbildern. Um den Aufwand f\u00fcr die Erstellung dieser Datens\u00e4tze drastisch zu reduzieren, wurde ein Softwarewerkzeug entwickelt. Dieses erzeugt aus den bestehenden Bildern von Objekten und Bodenbel\u00e4gen durch die Kombination untereinander und durch das Hinzuf\u00fcgen von synthetisch erzeugten Schatten und Spiegelungen eine sehr gro\u00dfe Zahl weiterer Bilder. Auf diese Weise erstellte Bilder k\u00f6nnen dann ebenfalls f\u00fcr das Training genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Im Anschluss wurde ein Algorithmus f\u00fcr die fl\u00e4chendeckende Bahnplanung dahingehend erweitert, dass er in Verbindung mit den oben beschriebenen Erkennungsverfahren auch f\u00fcr die gezielte Suche nach Schmutz einsetzbar ist. In der letzten Phase des Projekts wurde ein Demonstrator bestehend auf einem kleinen mobilen Roboter und den f\u00fcr die Schmutzerkennung erforderlichen Sensoren und Softwarekomponenten entwickelt und aufgebaut.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Projektbeteiligte<\/h4>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Bosch Engineering GmbH<\/li><\/ul>\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-v4core-inner-blocks MainContent-right\">\n<div class=\"wp-block-v4core-layout undefined alignwideu002du002dright alignwide--right\"><div class=\"\"><div class='Sidebar'>\n\n<div class=\"wp-block-v4core-sidebar-item--contact Sidebar-item\">\n<p class=\"Sidebar-item-title h6\">Ihr Kontakt<\/p>\n\n\n\t\t\t<div class=\"Sidebar-item-content Sidebar-item-content--contact\">\r\n\t\t\t                <p>\r\n\t\t\t\t\t                        <span class=\"Sidebar-item-subtitle Sidebar-item-subtitle--contact\">Dipl.-Inf. Winfried Baum<\/span><br>\r\n\t\t\t\t\t\t                        <span>Phone +49 711 970-1250<\/span><br>\r\n\t\t\t\t\t\t                        <span><a href=\"mailto:winfried.baum@ipa.fraunhofer.de\">Send email<\/a><\/span><br><br>\r\n\t\t\t\t\t\t                <\/p>\r\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\r\n\t\t<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-v4core-sidebar-item Sidebar-item\">\n<p class=\"Sidebar-item-title h6\">Weitere Informationen<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-v4core-sidebar-item-content Sidebar-item-content\">\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><a aria-label=\"undefined (opens in a new tab)\" href=\"https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/bahnplanung-skizze.jpg\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Skizze zur fl\u00e4chendeckenden Bahnplanung der Objekt- und Schmutzerkennung<\/a> (\u00a9 Fraunhofer IPA)<\/li><li>Flyer \u00bb<a href=\"https:\/\/www.ipa.fraunhofer.de\/content\/dam\/ipa\/de\/documents\/Kompetenzen\/Roboter--und-Assistenzsysteme\/Flyer_Robotergestuetzte_Reinigung_2014.pdf\" target=\"_blank\" aria-label=\"undefined (opens in a new tab)\" rel=\"noreferrer noopener\">Robotergest\u00fctzte Reinigung<\/a>\u00ab<\/li><\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n\n<\/div>\n\n\n<p><\/p>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n\n<div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Gef\u00f6rdert durch<\/h2>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-v4core-logowall LogoWall-wrapper is-style-large\"><div class=\"LogoWall\">\n<div class=\"wp-block-v4core-logowall-item LogoWall-item\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1920\" height=\"377\" src=\"https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/BW_Ministerium_MWAW.png\" alt=\"BW_Ministerium_MWAW\" class=\"wp-image-1482\"\/><\/figure>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n\n<div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-core-columns-is-layout-9d6595d7 wp-block-columns-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Weitere Projekte<\/h2>\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<p><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n    \n    \n<div id=\"v4core-post-list--1\" class=\"PostList PostList--projects PostList--slider\">\n\n    \n        <article class=\"PostList-no-results\">\n    <div class=\"PostList-item-link-content\">\n        <p class=\"PostList-item-link-content-title\">\n            <span class=\"PostList-item-link-content-category h6 has-magenta-color\">Keine Ergebnisse gefunden<\/span><br>\n            Versuchen Sie die Filterung anzupassen\n        <\/p>\n    <\/div>\n<\/article>\n\n                <div class=\"swiper-container\">\n            \n            <div class=\"PostList-posts PostList-posts--projects swiper-wrapper\">\n                \n    \n            <\/div>\n\n                    <\/div>\n        \n        <div class=\"PostList-meta\">\n\n                            <div class=\"wp-block-buttons\">\n                    <div class=\"wp-block-button\">\n                        <a class=\"wp-block-button__link has-text-color has-background has-gradient-background-color has-black-color\"\n                           href=\"https:\/\/s-tec.de\/projekte\/\">Alle Projekte<\/a>\n                    <\/div>\n                <\/div>\n            \n                            <div class=\"swiper-buttons\">\n                    <div class=\"swiper-button swiper-button-prev\"><\/div>\n                    <div class=\"swiper-button swiper-button-next\"><\/div>\n                <\/div>\n            \n        <\/div>\n\n        \n<\/div><\/div><\/div>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Gef\u00f6rdert durch<\/p>\n","protected":false},"featured_media":1046,"template":"","categories":[6],"class_list":["post-1042","projects","type-projects","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-exploring-project"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projects\/1042","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projects"}],"about":[{"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projects"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1046"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1042"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1042"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}