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3. Kolloquium

Autonomes Fahren bei der Darpa Urban Challenge - Erfahrungsbericht Team LUX

 

Mit dem Team-LUX, einer Kooperation der Firmen Ibeo und Sick, nahm die Ibeo Automobile Sensor GmbH erstmals mit einem eigenen Team an einem DARPA Grand Challenge-Rennen teil.

Die DARPA Grand Challenge ist das außergewöhnlichste Autorennen der Welt. Bei dem Wettbewerb treten völlig unbemannte Fahrzeuge gegeneinander an. Das Besondere an diesem Rennen ist, dass alle teilnehmenden Fahrzeuge vollkommen autonom, d.h. ohne Fahrer und ohne Fernsteuerung, einen Parcours von 60 Meilen in weniger als 6 Stunden bewältigen müssen.

Zur Erfassung von Hindernissen sowie Fahrspurmarkierungen, Straßenbegrenzungen oder anderen Fahrzeugen sind drei hoch auflösende Ibeo Laserscanner in das Design eines VW Passat integriert, die dem Auto eine 360°-Rundumsicht ermöglichen. Zwei befinden sich in der vorderen Stoßstange, wodurch ein Sichtbereich von 220° erreicht wird. Um den Bereich hinter dem Fahrzeug zu beobachten, ist hinten ein dritter Laserscanner mit einem Sichtbereich von etwa 150° integriert.

Neben den Anforderungen an den Sensor, der eine zuverlässige Detektion der Umgebung auch bei ungünstigen Witterungsverhältnissen gewährleisten muss, kommen auch auf die Software des Systems besondere Herausforderungen zu.

Die Fahrspurerfassung ist eine wichtige Anforderung für die DARPA Urban Challenge. Der Rennwagen hat dafür drei verschiedene Informationsquellen, die mit dem Sensor detektiert werden können:

  • Fahrspurmarkierungen auf dem Boden,
  • Bodendaten,
  • Objekte auf und neben der Straße.

Ein Fusionsalgorithmus führt diese Daten zur abschließenden Positionsinformation zusammen und kombiniert die Daten zu einer Einschätzung über die voraus liegende Straßenkrümmung.

Weitere wichtige Punkte sind die Routenplanung, die Manöverplanung und die Fahrzeugregelung.

Bei der Routenplanung wird ein Weg von der momentanen Position zum Ziel geplant. Ist der geplante Weg versperrt, müssen Hindernisse umfahren werden, oder taucht eine Kreuzung auf, hat die Manöverplanung die Aufgabe, die Situation mit speziellen Manövern regelkonform zu meistern.

Zur Fahrzeuglängsregelung ist ein Linearmotor verbaut, der über einen Bowdenzug mit dem Bremspedal des Fahrzeuges verbunden ist. Das E-Gas des Fahrzeuges wird mit entsprechenden Spannungswerten simuliert.

Für die Querregelung ist ein Schrittmotor verbaut, der über einen Kettenantrieb mit der Lenksäule verbunden ist. Des Weiteren sind Aktuatoren verbaut, die die Kontrolle über die Schaltung, die Blinker sowie die Handbremse ermöglichen. Die Kontrolle und Regelung dieser Aktuatoren ist ein wesentlicher Bestandteil der Systementwicklung für autonomes Fahren.

Im Vortag wird auf die besonderen Herausforderungen des autonomen Fahrens an das Fahrzeug und dessen Software eingegangen.