@phdthesis{Leutert2021,
  author    = {Leutert, Florian},
  title     = {Flexible Augmented Reality Systeme f{\"u}r robotergest{\"u}tzte Produktionsumgebungen},
  isbn      = {978-3-945459-39-3},
  doi       = {10.25972/OPUS-24972},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-249728},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Produktionssysteme mit Industrierobotern werden zunehmend komplex; waren deren Arbeitsbereiche fr{\"u}her noch statisch und abgeschirmt, und die programmierten Abl{\"a}ufe gleichbleibend, so sind die Anforderungen an moderne Robotik-Produktionsanlagen gestiegen: Diese sollen sich jetzt mithilfe von intelligenter Sensorik auch in unstrukturierten Umgebungen einsetzen lassen, sich bei sinkenden Losgr{\"o}ßen aufgrund individualisierter Produkte und h{\"a}ufig {\"a}ndernden Produktionsaufgaben leicht rekonfigurieren lassen, und sogar eine direkte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter erm{\"o}glichen. Gerade auch bei dieser Mensch-Roboter-Kollaboration wird es damit notwendig, dass der Mensch die Daten und Aktionen des Roboters leicht verstehen kann. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen m{\"u}ssen somit auch die Bedienerschnittstellen dieser Systeme verbessert werden. Als Grundlage f{\"u}r diese neuen Benutzerschnittstellen bietet sich Augmented Reality (AR) als eine Technologie an, mit der sich komplexe r{\"a}umliche Daten f{\"u}r den Bediener leicht verst{\"a}ndlich darstellen lassen. Komplexe Informationen werden dabei in der Arbeitsumgebung der Nutzer visualisiert und als virtuelle Einblendungen sichtbar gemacht, und so auf einen Blick verst{\"a}ndlich. Die diversen existierenden AR-Anzeigetechniken sind f{\"u}r verschiedene Anwendungsfelder unterschiedlich gut geeignet, und sollten daher flexibel kombinier- und einsetzbar sein. Auch sollen diese AR-Systeme schnell und einfach auf verschiedenartiger Hardware in den unterschiedlichen Arbeitsumgebungen in Betrieb genommen werden k{\"o}nnen. In dieser Arbeit wird ein Framework f{\"u}r Augmented Reality Systeme vorgestellt, mit dem sich die genannten Anforderungen umsetzen lassen, ohne dass daf{\"u}r spezialisierte AR-Hardware notwendig wird. Das Flexible AR-Framework kombiniert und b{\"u}ndelt daf{\"u}r verschiedene Softwarefunktionen f{\"u}r die grundlegenden AR-Anzeigeberechnungen, f{\"u}r die Kalibrierung der notwendigen Hardware, Algorithmen zur Umgebungserfassung mittels Structured Light sowie generische ARVisualisierungen und erlaubt es dadurch, verschiedene AR-Anzeigesysteme schnell und flexibel in Betrieb zu nehmen und parallel zu betreiben. Im ersten Teil der Arbeit werden Standard-Hardware f{\"u}r verschiedene AR-Visualisierungsformen sowie die notwendigen Algorithmen vorgestellt, um diese flexibel zu einem AR-System zu kombinieren. Dabei m{\"u}ssen die einzelnen verwendeten Ger{\"a}te pr{\"a}zise kalibriert werden; hierf{\"u}r werden verschiedene M{\"o}glichkeiten vorgestellt, und die mit ihnen dann erreichbaren typischen Anzeige- Genauigkeiten in einer Evaluation charakterisiert. Nach der Vorstellung der grundlegenden ARSysteme des Flexiblen AR-Frameworks wird dann eine Reihe von Anwendungen vorgestellt, bei denen das entwickelte System in konkreten Praxis-Realisierungen als AR-Benutzerschnittstelle zum Einsatz kam, unter anderem zur {\"U}berwachung von, Zusammenarbeit mit und einfachen Programmierung von Industrierobotern, aber auch zur Visualisierung von komplexen Sensordaten oder zur Fernwartung. Im Verlauf der Arbeit werden dadurch die Vorteile, die sich durch Verwendung der AR-Technologie in komplexen Produktionssystemen ergeben, herausgearbeitet und in Nutzerstudien belegt.},
  subject      = {Erweiterte Realit{\"a}t <Informatik>},
  language  = {de}
}