Both Robots and Personal Computers established new markets and became mass-products in the mid-1970s. They were enabling factors in Automation and Information Technology respectively. However, while you can see Personal Computers in almost every home nowadays, the domain of Robots is mostly restricted to industrial automation. Due to the physical impact of robots, a safe design is essential which most manipulators still lack of today and therefore prevent their application for personal use. A slow transition can be noticed however by the introduction of dedicated robots for specific tasks in environments shared with humans. These are classified as service robots. TUM’s Department for Robotics and Embedded Systems approach to service robotics was driven by several real world application scenarios for autonomous mobile robots in life science laboratories, changeable factories, TV studios and educational as well as domestic application domains. Opposed to manipulators for industrial automation, most service robots carry much more sensor equipment and computing power to perceive their environment and to process the acquired sensor data for autonomous behaviour. The variety of utilised hardware and the versatile use cases for service robots turn them into complex, heterogeneous, and distributed IT systems. To avoid inventing custom soft- ware architectures for every newly created service robot, standardisation of software components and interfaces is key for their development. This thesis proposes a novel model to classify the hard- and software components of autonomous service robots and discusses their interfaces, generalisations, and specialisations. A large part of this work is dedicated to the design and implementation of perception modules as they are essential for service robots. In summary, the model covers the sensors, the actuators and the corresponding busses and networks as well as the overlying software counterparts for the communication channels, device classes, and the software components for perception, task planning, and applications. The result section discusses its successful application in state of the art projects developed at our department.     «

Both Robots and Personal Computers established new markets and became mass-products in the mid-1970s. They were enabling factors in Automation and Information Technology respectively. However, while you can see Personal Computers in almost every home nowadays, the domain of Robots is mostly restricted to industrial automation. Due to the physical impact of robots, a safe design is essential which most manipulators still lack of today and therefore prevent their application for personal use. A sl...     »

Sowohl Roboter als auch Personal Computer haben neue Märkte generiert und wurden Mitte der 1970er Jahre zu Massenprodukten. Sie wurden zu Schlüsseltechnologien in der Automation und Informationstechnik. Während man jedoch Personal Computer heutzutage in fast jedem Haushalt findet, werden Roboter hauptsächlich im industriellen Umfeld eingesetzt. Aufgrund der physikalischen Wirkungsmöglichkeiten eines Roboters, ist ein sicheres Design essentiell, das den meisten heutzutage hergestellten Manipulatoren immer noch fehlt und so deren Einsatz für den persönlichen Gebrauch verhindert. Es ist jedoch ein neuer Trend feststellbar. Immer mehr Roboter werden für die Ausführung spezieller Dienste in mit Menschen geteilten Umgebungen entwickelt. Diese Art Roboter wird gemeinhin als Service Roboter bezeichnet. Die Entwicklung der am Lehrstuhl für Echtzeitsysteme und Robotik der Technischen Universität München entstandenen Service Roboter ist durch verschiedene reale Anwendungsszenarien für au- tonome mobile Roboter in Biotechnologielaboren, veränderlichen Fabriken, TV Studios und für den ausbildungs- als auch den persönlichen Gebrauch motiviert. Im Gegensatz zu industriellen Manipulatoren, sind die meisten Service Roboter mit weitaus mehr Sensorik und Rechenkraft ausgestattet, um ihre Umwelt wahrzunehmen und die ermittelten Sensordaten für autonomes Verhalten auszuwerten. Die Vielfalt der verwendeten Hardware und die sehr unterschiedlichen Anwendungsfälle für Service Roboter machen aus ihnen komplexe, heterogene und verteilte IT Systeme. Um die Neuentwicklung von systemspezifischen Softwarearchitekturen für jede neue Service Roboter Variante zu vermeiden, ist es notwendig Softwarekomponenten und ihre Schnittstellen zu standardisieren. Diese Dissertation stellt daher ein neuartiges Modell vor, um die Hard- und Softwarekomponenten autonomer Service Roboter zu klassifizieren und diskutiert ihre Schnittstellen, Generalisierungen und Spezialisierungen. Ein großer Teil dieser Arbeit ist dem Design und der Implementierung verschiedener Wahrnehmungsmodule gewidmet, da diese für Service Roboter essentiell sind. Zusammengefasst umschließt das Modell Sensoren, Aktuatoren, die entsprechenden Busse und Netzwerke sowie die darüberliegenden Software Gegenstücke für Kommunikation, Geräteklassen und die Soft- warekomponenten für Wahrnehmung, Planung und Applikationen. Der Ergebnisteil präsentiert die erfolgreiche Anwendung des entwickelten Modells in realen Service Roboter Projekten die an unserem Lehrstuhl entwickelt worden und Stand der Technik sind.     «

Sowohl Roboter als auch Personal Computer haben neue Märkte generiert und wurden Mitte der 1970er Jahre zu Massenprodukten. Sie wurden zu Schlüsseltechnologien in der Automation und Informationstechnik. Während man jedoch Personal Computer heutzutage in fast jedem Haushalt findet, werden Roboter hauptsächlich im industriellen Umfeld eingesetzt. Aufgrund der physikalischen Wirkungsmöglichkeiten eines Roboters, ist ein sicheres Design essentiell, das den meisten heutzutage hergestellten Manipulato...     »