Fahrerassistenz

„Nur ein Gänseblümchen“

Kampf der Maschinen: Bei der „Darpa Challenge“ treten autonome Fahrzeuge gegeneinander an. Während die OEM die Grenzen der Assistenzsysteme ausloten wollen, denkt das US-Pentagon an die Entwicklung unbemannter Drohnen.

24.08.2007 | Redakteur: Jens Badstübner

Volkswagen hat sicher wenig Interesse, schon morgen autonome Fahrzeuge herzustellen, aber wir wollen wissen, was technisch möglich ist“, sagt Professor Sebastian Thrun von der Stanford

Volkswagen hat sicher wenig Interesse, schon morgen autonome Fahrzeuge herzustellen, aber wir wollen wissen, was technisch möglich ist“, sagt Professor Sebastian Thrun von der Stanford University. Thrun war geistiger Vater des VW Touareg „Stanley“, der im November 2005 die „Darpa Grand Challenge“ für autonomes Fahren gewann: Die Fahrt durch die Mojave-Wüste/USA über 175 Meilen (288 km) ohne Fahrzeugführer schrieb Automobilgeschichte.

Am 3. November startet das Rennen für autonome Fahrzeuge erneut. Diesmal allerdings nicht mehr in der verlassenen Wüste, sondern auf einem deutlich anspruchsvolleren Stadtparcour. Die Herausforderung der so genannten „Urban Challenge 2007“: 60 Meilen autonomes Fahren in maximal sechs Stunden durch die Stadt – einschließlich Einparken und Linksabbiegen auf Kreuzungen mit Gegenverkehr. Ort des Geschehens: Die abgesperrte George Air Force Base im 60 Meilen nordöstlich von Los Angeles gelegenen Victorville. Als Belohnung winken zwei Millionen Dollar Preisgeld, die das Pentagon sponsert. Ausrichter des Rennens ist nämlich wie bereits 2004 und 2005 die „Darpa“-Forschungsagentur des US-Verteidigungsministeriums (Defense Advanced Research Projects Agency).

Sie veranstaltete auch die Vorausscheidung im Sommer. Bei diesen „Site-Visits“ qualifizierten sich 35 Teams: Beispielsweise das Team Carnegie Mellon (GM, Continental, Caterpillar) und auch wieder das Volkswagen Electronic Research Laboratory zusammen mit dem ehrfurchtsvoll als „Papst“ für künstliche Intelligenz bezeichneten gebürtigen Solinger Thrun.

Sowohl das Pittsburgher „Tartan Racing Team“ als auch das „Stanford Racing Team“ sowie neun weitere so genannte Track-A-Teams sponsert die Darpa mit bis zu einer Million US-Dollar. Als Gegenleistung verlangt das Pentagon Know-how-Zugriff, obwohl Thrun beschwichtigt: „Mir ist nicht daran gelegen, besseres Kriegsmaterial zu schaffen. Das Vorgehen, zwei Millionen Dollar Preisgeld auf den Tisch zu legen, ist extrem amerikanisch und dient auch der zivilen Forschung.“

Neben dem deutsch/amerikanischen „Stanford Racing Team“ (VW Passat) haben sich vier weitere deutsche Vertreter qualifiziert: Die Universitäten Berlin (Team Berlin, Dodge Gran Caravan), Braunschweig (Team Carolo,VW Passat), Karlsruhe (Team Annie Way, VW Passat) sowie das Team Lux des Hamburger Laserscannerherstellers Ibeo (VW Passat).

Sensorik und Aktuatorik der 35 Teams unterscheiden sich nicht grundlegend. So setzt das Gros der deutschen Teilnehmer auf den VW Passat. Er bringt mit Elektrolenkung, elektronischem Bremsen und Gasgeben die nötigen Aktuatoren serienmäßig mit. Lediglich die TU Braunschweig konstruierte zusätzlich einen Schaltroboter, da ihr 2006er-Passat kein DSG-Getriebe hat. „Sonst hätten wir ein neues Fahrzeug kaufen müssen, und das konnten wir uns Mitte letzten Jahres nicht leisten“, beschreibt Teamkoordinator Christian Berger. Insgesamt will die TU rund 1,2 Millionen Euro in das Projekt „Urban Challenge 2007“ investieren. Alleine die Hardware kostet rund 300 000 Euro. „Hinzu kommen unzählige Arbeitsstunden, um die Software zu programmieren“, ergänzt Berger.

Das beantwortet auch die Frage, wann ein solches Fahrzeug in Serie gehen könnte. „Nicht in den nächsten 20 Jahren“, schätzt Berger. Trotzdem glaubt er genauso wie Thrun, dass ein Fahrzeug in fünf Jahren erkennt, wenn ein anderes Fahrzeug vier, fünf Autos weiter vorne bremst. „Außerdem gibt es Untersuchungen in den USA, dass selbst bei Tempo 80 nur acht Prozent der Autobahn belegt sind. 92 Prozent sind frei“, sagt Thrun. Hier sieht er großes Potenzial, um das Verkehrsaufkommen zu bewältigen.

Die Informationsbasis dafür liefern gängige Sensoriken wie Radar, Laser und CMOS-Kameras. Einige Teams setzen zudem auf die Überlagerung von Videobildern, um die mit anderen Sensoriken aufgenommenen Daten zu plausibilisieren. Die größte Schwierigkeit bei der Objekterkennung sind Geisterziele. „Man kann tausendmal auf einer Kreuzung abbiegen. Das klappt 999mal, aber einmal erkennt die Sensorik ein Geisterziel. Vielleicht nur ein Gänseblümchen“, erklärt Berger, warum die redundante Zielobjekterkennung nötig ist.

Das Braunschweiger Team nutzt sechs Sensortypen:

• zwei Ibeo-Laser vorne für den Bereich von 5 bis 50 Meter

• zwei Sick-Laserscanner vorne, um das Bodenprofil abzutasten

• zwei Hella-Multibeam-Lidarsysteme (vorne und hinten eines für den Bereich bis 200 Meter)

• ein Radarsystem der Firma SMS, das der Redundanz dient

• fünf Kameras zur Fahrbereichs- und Fahrspurerkennung

• ein Stereovisionssystem nach vorne, um die Oberflächengeometriedaten zu plausibilisieren

Genauso sieht der Sensor-Zoo bei fast allen Challenge-Teilnehmer aus. Lediglich Prof. Thrun und sein Team sowie die Firma Ibeo unterscheiden sich grundsätzlich: Beide nutzen nämlich nur den Laserscanner. Das „Stanford Racing Team“ hat einen 75 000 Euro teuren Valodyne-Sensor auf dem Dach, der die Umgebung in 64-Ebenen scannt. Ibeo nutzt drei eigene in das Fahrzeug unsichtbar integrierte Scanner.

„Wir wollten es denjenigen zeigen, die Darpa-Fahrzeuge für futuristisch halten. Wir sagen, das geht heute – und zwar mit einem Serienfahrzeug“, beschreibt Ibeo-Geschäftsführer Dr. Ulrich Lages das Konzept. Der Passat des Teams Lux hat eine Straßenzulassung und man kann damit ganz normal zum Einkaufen fahren. „Oder Sie schicken ihn zum Einkaufen und könnten die volle Ladefläche nutzen“, schmunzelt Lages. Bis Sommer 2008 soll in Hamburg eine Produktionslinie für bis zu dreihundert Laserscanner pro Monat entstehen. „Dann sind wir in einer Größenordnung, wo es für die OEM ernst wird“, glaubt Lages.

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