Autonomes Fahren Testfeld für Stereokameras

Im Rahmen des Forschungsprojekts Opticar haben Karlsruher Wissenschaftler eine Forschungs- und Erprobungsplattform für Stereokamerasysteme entwickelt. Dazu schicken sie ein Demonstratorfahrzeug, das mit sechs solcher Kamerapaare ausgestattet, aufs Testfeld. Ziel ist es, die Kameras, die ähnlich wie das menschliche Augenpaar die Tiefenwahrnehmung der Umgebung ermöglichen, präziser und robuster zu machen, um das autonome Fahren weiter voranzubringen.

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Getac Technology GmbH

SCIO Automation GmbH

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Die Automobilindustrie arbeitet auf Hochtouren an der Entwicklung autonomer Fahrzeuge. Stolperstein ist immer noch die Sicherheit im Verkehr – die Fahrzeuge müssen ihr gesamtes Umfeld exakt und fehlerfrei erfassen können. Nur so ist gewährleistet, dass sie selbstständig und sicher agieren können, ohne andere Verkehrsteilnehmer zu gefährden. Im Rahmen des Forschungsprojekts Opticar haben Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des FZI Forschungszentrums Informatik am KIT und des Unternehmens Myestro Interactive eine Forschungs- und Erprobungsplattform für Stereokamerasysteme entwickelt. Die Bilder von Stereokameras sollen – vergleichbar mit dem räumlichen Sehen eines Augenpaars – die Tiefenwahrnehmung der Umgebung ermöglichen und unter anderem Aufschluss über die Position, Distanz und Geschwindigkeit von Objekten geben.

Tiefenlandkarten der gesamte Umgebung

Die beteiligten Wissenschaftler haben ein Demonstratorfahrzeug im Maßstab 1:4 konstruiert, das rundum mit sechs solcher Stereokamerapaare ausgestattet ist. Diese sollen nicht nur die nähere Umgebung vermessen können. Die virtuelle Verknüpfung einzelner Kameras aus verschiedenen Stereo-Kamerapaaren soll es ermöglichen, den Abstand der Kameras bis hin zur gesamten Fahrzeugbreite oder –länge zu vergrößern und damit auch weiter entfernte Objekte präzise zu erfassen. So können Tiefenlandkarten der gesamten Umgebung entstehen. Die Stereokameras übermitteln diese Daten über Ethernet an einen eingebetteten, hochleistungsfähigen Bildverarbeitungsrechner, der in Echtzeit und kontinuierlich ein Gesamtbild der Verkehrssituation im Umfeld erstellt.

Eine besondere Herausforderung bildeten die Schwingungen der Fahrzeugkarosserie im Betrieb. Durch sie ändert sich ständig die Ausrichtung der Kameras zueinander und sie erschweren es verwertbare Bildinformationen zu erhalten. Die von Myestro entwickelte Rubber-Stereo-Technologie soll diese Schwingungen in Echtzeit direkt aus dem Vergleich der Bilddaten des Kamerapaars erkennen und kompensieren können.

Opticar als Testobjekt

Das Opticar soll für die Erprobung neuer Technologien und als Demonstrator in der Lehre eingesetzt werden. Mit seiner offenen Architektur kann das Testauto zudem abhängig von spezifischen Forschungsfragen um weitere Module wie Radar, Karten oder Car-2-X-Kommunikation erweitert werden.

Opticar ist Teil des Schwerpunktthemas „Automatisierte und autonome Mobilität“ der „Profilregion Mobilitätssysteme Karlsruhe“. Dieses vom Land Baden-Württemberg und der Fraunhofer-Gesellschaft geförderte Leistungszentrum vernetzt regionale Partner auf dem Gebiet der Mobilitätsforschung in einem Cluster. Neben 19 Lehrstühlen des KIT sind hieran vier Fraunhofer-Institute, die Fraunhofer-Projektgruppe Neue Antriebssysteme (NAS), die Hochschule Karlsruhe und das FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie beteiligt. Praxispartner aus großen und mittelständischen Unternehmen werden mit dem Ziel einer engen Kooperation zwischen Wissenschaft und Industrie in das Netzwerk eingebunden.

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