Navigation: Sensoren kartieren beim Gehen

Bei einem Rettungseinsatz ist es für Helfer wichtig, einen Überblick über die Gegebenheiten vor Ort zu bekommen. Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben dafür Man Portable Mapping entwickelt. Das ist ein tragbares System, mit dem sich Innenräume, wo GPS nicht verfügbar ist, in Echtzeit kartieren lassen.

Der Nutzer trägt vor dem Bauch verschiedene Sensoren, darunter eine Kamera, Beschleunigungs- und Lagesensoren, ein Barometer und ein Lidar zur Entfernungsmessung. Das Lidar tastet die Umgebung in einem 270-Grad-Winkel ab, während der Träger durch ein Gebäude geht. Das Gerät sendet Lichtimpulse aus und misst, wann diese zurückkommen. Die Daten werden drahtlos an einen Computer geschickt, der daraus eine Karte erstellt.

Gerade ausgerichtet

Dazu muss das Lidar allerdings möglichst waagerecht ausgerichtet sein. Da das bei einem Menschen, der durch ein Gebäude läuft, kaum möglich ist, verfügt das System über Gyroskope, die erkennen, wenn sich die Lage des Lidar ändert. Das wird dann bei der Berechnung der Karte berücksichtigt.

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Projektleiter Maurice Fallon legt das Sensorsystem an. (Foto: Patrick Gillooly/MIT)

Das System kann auch verschiedene Stockwerke kartieren - über Trägheitssensoren erkennt es, wenn der Träger mit dem Fahrstuhl oder über die Treppe das Stockwerk wechselt. Bei einem Test statteten die Forscher das System zusätzlich mit einem Barometer aus und stellten fest, dass sich über den Luftdruck ebenfalls gut erkennen lässt, wenn der Träger in eine andere Etage auf- oder absteigt.

Auffällige Merkmale

Während die Sensoren Daten sammeln, nimmt die Kamera in bestimmten Intervallen Bilder auf. Die Kartierungssoftware analysiert diese und extrahiert auffällige Merkmale. Diese werden mit dem Aufnahmeort verbunden. Kommt der Träger an diesem noch einmal vorbei, erkennt das System anhand der Fotos, dass er bereits kartiert ist.

Das System bietet zudem die Möglichkeit, wichtige Stellen zu markieren. Bei dem Prototyp sind die Möglichkeiten noch eingeschränkt. Der Nutzer kann lediglich einen Knopf drücken, und in der Karte erscheint eine Markierung. In künftige Versionen soll er zusätzlich auch eine Text- oder Sprachnotiz einfügen können. So kann ein Feuerwehrmann seine Kollegen beispielsweise auf eine Gefahrenstelle aufmerksam machen.

Künftig kleiner

Der Prototyp besteht aus einer Kunststoffplatte, die etwa so groß ist wie ein Tablet. Darauf sind die Sensoren angebracht. Bis auf das Lidar lassen sich die Sensoren aber nach Angaben der Forscher um Maurice Fallon verkleinern, so dass das fertige System nur noch die Größe eines Kaffeebechers haben könnte.

Projektleister Fallon will das System auf der Konferenz Intelligent Robots and Systems vorstellen, die vom 7. bis zum 12. Oktober in Vilamoura in Portugal stattfindet.