Die Kartierung erstellt eine Darstellung der Umgebung eines Roboters. Diese Karte kann ein zweidimensionales Raster aus belegten und freien Bereichen sein, eine dreidimensionale Punktwolke darstellen oder ein topologischer Graph von Räumen und Gängen sein. Der Roboter nutzt die Karte, um Wege zu planen, Hindernissen auszuweichen und sich zu lokalisieren.

Frühe mobile Roboter nutzten handgezeichnete Karten oder folgten verlegten Drähten im Boden. Heute erstellen Roboter Karten während ihrer Erkundung. Lidar und Kameras erfassen Daten. SLAM-Algorithmen fügen diese Daten zu einer konsistenten Karte zusammen. Der Roboter kann dann jeden Punkt im kartierten Bereich ansteuern. Die Kartierung ist jedoch nie perfekt. Dynamische Hindernisse, reflektierende Oberflächen und Sensorauschen verursachen Fehler.

Kartendarstellungen

• Belegungsraster: 2D-Zellen, die als frei, belegt oder unbekannt gekennzeichnet sind.
• Punktwolke: 3D-Punkte von Lidar- oder Tiefenkameras.
• Übersichtskarte: Sehenswürdigkeiten und ihre Positionen.
• Topologische Karte: Knoten und Kanten repräsentieren Orte und Wege.
• Semantische Karte: Beschriftet Objekte und Räume, nicht nur geometrische.

Eine gute Karte ist kompakt und nützlich. Eine Rohpunktwolke ist zwar präzise, ​​aber riesig. Ein Belegungsraster ist kompakt, verliert aber an Details. Eine semantische Karte teilt dem Roboter mit, dass sich ein Sofa im Wohnzimmer befindet, was die Aufgabenplanung erleichtert. Die Wahl hängt von der Anwendung ab. Ein Lagerroboter benötigt ein präzises Raster zur Navigation. Ein Haushaltsroboter könnte eine semantische Karte nutzen, um die Küche zu finden. Kartierung ist die Grundlage dafür, dass sich ein Roboter merkt, wo sich Dinge befinden. Ohne sie muss jede Mission von vorn beginnen.