Science Fiction Filme sind voll von ihnen: Laufende, sprechende, handelnde Roboter. Der Traum des Menschen, eine ihm ähnliche Maschine zu entwickeln, die denken, lernen und fühlen kann, spiegelt sich aber nicht nur in den humanoiden Robotern der Science Fiction Literatur wider: Große Fortschritte im Bereich des Forschungsgebiets künstliche Intelligenz ermöglichen es Computern zum Beispiel, mathematische Beweise zu führen oder besser Schach zu spielen als Menschen. Dennoch gehören Roboter noch nicht selbstverständlich zum Alltag dazu, und es stellt sich die Frage, warum dies so ist. Eine Ursache besteht in der Sensorik. Sie bereitet den Robotern Probleme. Zwar sind teure Speziallösungen vorhanden, es mangelt allerdings immer noch an preiswerten und robusten Sensoren zur Umgebungswahrnehmung und Selbstlokalisation. Häufig werden auf Robotern optische Sensoren eingesetzt, wie beispielsweise preisgünstige Kameras. Oftmals dient bei diesen Versuchen das Sehen der Menschen als Vorbild.
Neue wissenschaftliche Erkenntnisse aus dem Bereich der Wahrnehmungspsychologie haben dagegen ergeben, dass die optische Wahrnehmung des Menschen nur so gut funktioniert, weil er im Kindesalter die Umwelt erfahren und begriffen hat [57,84]. Eine entscheidende Rolle beim Begreifen spielt dabei der haptische Sinn (Tasten und Fühlen) [57,84]. Die Haptik ist die wichtigste Informationsquelle für das Weltverständnis eines Kindes. So können Kleinkinder Objekte visuell wieder erkennen, die sie zuvor ertastet haben. Erst Monate später gelingt es ihnen auch, Dinge wieder zu erkennen, die sie nur gesehen haben [73]. Auch Erwachsene machen intensiven Gebrauch vom Tastsinn, allerdings meistens unbewusst. So regen ,,Berühren verboten``-Schilder in Museen zum Anfassen an, oder ,,Frisch gestrichen``-Hinweise zum Nachschauen, ob die Farbe tatsächlich noch frisch ist [84].
In der vorliegenden Arbeit wird ein 3D-Laserscanner als Sensor für einen Roboter eingesetzt. Ein Laserscanner tastet die Oberfläche aktiv durch das Aussenden von Lichtstrahlen ab. Dabei wird nicht nur die Form der Umgebung, sondern auch ihre Oberflächeneigenschaften (Reflexion, Absorption) bestimmt.
Vorgestellt wird ein System, mit dem Umgebungen von Robotern erfasst und vermessen werden können. Ein Roboter soll so programmiert werden, dass er seine Umgebung exploriert und eine 3D-Karte von ihr erstellt. Dabei muss der Roboter nicht nur seine ihm unbekannte Umgebung erfassen, sondern auch ein konsistentes Geometriemodell von ihr erstellen. Er muss sicher navigieren und fahren können, sowie sich überlegen, wo interessante Positionen sind, die die Erforschung des noch unbekannten Terrains erlauben.
Bei der zu explorierenden Umgebung soll es sich um normale Gebäude
handeln. Es werden keine Veränderungen in Form von Landmarken oder
Strukturvereinfachungen vorgenommen. Als Roboter dient die Ariadne
Roboterplattform. Dieses 80 cm 
60 cm 80 cm große und
250 kg
schwere, fahrerlose Transportsystem wird mit dem AIS
3D-Laserscanner und einem PIII-800 Notebook erweitert. Abbildung
1.1 zeigt das Robotersystem.
