English

If robots are deployed in large numbers in our environment in future, collaboration between them may be essential for a successful operation. One potential approach for the organisation of a large number of robots is their specialisation in certain functionalities and the provision and use of these functionalities as services. One crucial task in this approach is the localization of robots in the environment that can provide the looked-for services. In this thesis the Cell-based Service Discovery (CSD) protocol is developed. The basic idea is to form a cell-based grid using the position information of the robots. Master nodes in each cell are responsible for the management of ordinary nodes and their services. The solution is analyzed analytically and in simulation, and compared to other solutions. CSD has its strength in scenarios where a scalable solution for networks with average to high node mobility is required. A simplified version of the protocol is implemented on a real multi-robot system and using an example scenario the advantages of service-based multi-robot systems are demonstrated.

Deutsch

Wenn in Zukunft mobile autonome Roboter in großer Zahl in unserer täglichen Umwelt installiert werden, wird eine Zusammenarbeit zwischen ihnen für einen erfolgreichen Betrieb notwendig sein. Ein möglicher Ansatz für die Organisation einer großen Anzahl von Robotern ist die Spezialisierung der Roboter auf bestimmte Funktionalitäten und die Bereitstellung und Inanspruchnahme dieser Funktionalitäten in Form von Dienstleistungen. Eine Grundaufgabe hierbei ist es, geeignete Roboter aus der Umgebung zu lokalisieren, die die gewünschten Dienste erbringen können. In dieser Arbeit wird das Cell-based Service Discovery-Protokoll (CSD) für die Dienst-Entdeckung in Roboternetzwerken entwickelt. Die Grundidee basiert auf der Bildung einer Zellstruktur unter Nutzung der Positionsinformationen der Roboter und der Wahl von Hauptknoten in den Zellen, die für die Verwaltung der gewöhnlichen Knoten und ihrer Dienste verantwortlich sind. Die Lösung wird analytisch und in Simulation untersucht und mit anderen Lösungen verglichen. CSD entfaltet seine Stärken in Szenarien, in denen eine skalierbare Lösung für Netzwerke mit mittlerer bis hoher Mobilität der Knoten benötigt wird. Abschließend wird eine vereinfachte Version des Protokolls auf einem realen Multi-Roboter-System implementiert und anhand eines Beispielszenarios werden die Vorteile servicebasierter Multi-Roboter-Systeme demonstriert.