Abstract
Sensoren werden vielfach zur Erfassung von Objekten und Objektmerkmalen eingesetzt, um ein
möglichst vollständiges Situationsbewusstsein für großflächige Gebiete zu schaffen. Hierzu kann
beispielsweise ein verteiltes Sensorbox-Netzwerk verwendet werden, indem die Vorteile heterogener
Sensoren, das heißt Sensoren unterschiedlichster Typen, kombiniert und deren Sensordaten fusioniert
werden. Ein solches Netzwerk besteht dabei aus mehreren einzelnen, geographisch verteilten
Sensorbox-Knoten, die die Sensoren einbinden sowie deren Daten simultan erfassen. Über eine
integrierte Datenstromverarbeitung können die heterogenen Sensordaten in einer einheitlich
festgelegten Datenstruktur abgelegt und bearbeitet werden. Die Datenbasis aller Sensorbox-Knoten
ermöglicht es nun, umfassende Umweltlagebilder zu erzeugen. In Häfen können so zum Beispiel
Bewegungen einzelner Wasserfahrzeuge wahrgenommen und dokumentiert werden. Die Verarbeitung,
Speicherung, Fusionierung sowie der Austausch von Sensordaten zwischen den Sensorbox-Knoten
und möglichen Benutzern erfolgt dabei zentral über die sogenannte Middleware. Diese stellt, als
Übersetzungsebene im Hintergrund, sowohl die Kommunikation als auch die Verwaltung zwischen
Hardware- und Anwendungsebene zur Verfügung. Die Integration einer Middleware aus der Robotik
bietet aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit und Popularität eine valide Grundlage für eine integrierte
Datenstromverarbeitung verteilter Sensoren, da – ähnlich einem Sensorbox-Knoten – heterogene
Sensoren in die Roboter integriert werden, um die Umgebung wahrzunehmen.
Mehrere Middleware Alternativen wurden auf Basis der ermittelten Anforderungen, wie etwa der Bedarf
eines möglichst genauen Lokalisierungssystems, und ihrer Architekturen selbst miteinander verglichen.
Hierbei wurde Robot Operating System (ROS) als geeignetste Middleware ausgewählt. Diese Arbeit
stellt die Herausforderungen und Lösungen der Integration von ROS als solches
Datenstrommanagement in bestehende Sensorbox-Knoten dar und zeigt erste Anwendungen und
Ergebnisse.
Keywords: Verteilte Sensornetzwerke, Middleware Integration, Robot Operating System (ROS),
Heterogene Sensoren, Datenfusion.