Die Augen des Autos

Mess- und Regelungstechniker beim Rennen führerloser Fahrzeuge in den USA

Der Grand Challenge Wettbewerb ist ein Spektakel: Das Rennen für führerlose Autos, das die Darpa veranstaltet, die Forschungseinrichtung des amerikanischen Militärs, führt über circa 300 Kilometer durch die kalifornische Wüste zwischen Los Angeles und Las Vegas. Der Sieger nimmt ein Preisgeld von zwei Millionen Dollar mit nach Hause. Im vergangenen Jahr scheiterten alle Fahrzeuge bereits wenige Kilometer nach dem Start. Neues Rennen, neues Glück: Für das diesjährige Rennen haben sich 195 Teams beworben. Die besten 40 stehen nach mehreren Vorausscheidungen nun fest. Wenn sie im September das Halbfinale bestreiten, ist auch das Institut für Mess- und Regelungstechnik (MRT) der Universität Karlsruhe am Start. Gemeinsam mit der Ohio State University stellen sie das Team der „Desert Buckeyes“. Unter Hochdruck entwickelt das MRT derzeit das Augenpaar für das führerlose Fahrzeug, den „Intelligent Offroad Navigator“, kurz ION.

Das Karlsruher Team mit Projektleiter Dr. Sören Kammel, Institutsleiter Professor Dr. Christoph Stiller sowie den Doktoranden Britta Hummel, Christian Duchow und Thao Dang entwickelt und realisiert eine neuartige Stereo-Kamera-Plattform, die am Fahrzeug montiert wird und es maßgeblich befähigt, das Umfeld wahrzunehmen. Die Wissenschaftler schreiben Algorithmen, mit denen die von der Kamera gesammelten Informationen ausgewertet werden. Dies ermöglicht es, eine Tiefenkarte der Umgebung zu erstellen. Sie hilft dem Fahrzeug, zwischen Fahrbahn und Hindernissen zu unterscheiden. Daraus berechnet ION den optimalen Fahrweg.

Damit bewältigt das Team der Universität eines der Hauptprobleme bei der Steuerung führerloser Autos: die Wahrnehmung der Umwelt mittels „Maschinellem Sehen“. Dabei greift das MRT auf vielerlei Erfahrungen und Erfolge zurück: In mehreren Forschungsprojekten hat es Fahrerassistenzsysteme entwickelt und auf der Basis von Stereokameras, Radar- und Lasersensoren Verfahren zur Umweltwahrnehmung erforscht. „Die dabei entwickelten Algorithmen“, so erklärt Dr. Kammel, „weisen zum Teil beträchtliche Ähnlichkeiten mit den beim Menschen nachgewiesenen neuronalen Verarbeitungsstufen im visuellen Cortex auf, dem Hirnareal, das die Sinneswahrnehmungen der Augen weiterverarbeitet.“

Fahrerassistenzsysteme zu entwickeln sei wichtig, so Kammel, „um die Fahrsicherheit zu erhöhen“. Pro Jahr sterben knapp 8000 Menschen allein in Deutschland bei Verkehrsunfällen. „Fahrerassistenzsysteme“, sagt der Gruppenleiter, „sollen in Zukunft automatisch dafür sorgen, dass ein Hindernis umfahren, der optimale Abstand zum Vordermann eingehalten, ein Fußgänger frühzeitig erkannt oder das Tempolimit eingehalten wird.“ Auch kooperatives Fahren werde erforscht: Fahrzeuge kommunizieren miteinander, um ihr Fahrverhalten abzustimmen oder sich gegenseitig vor Gefahrensituationen zu schützen.

Das Karlsruher Team ist der einzige deutsche Vertreter im Wettbewerb. „Damit belegen wir eine internationale Spitzenposition“, freut sich Professor Stiller. Die Forschungsergebnisse werden nach dem Rennen auf internationalen Fachtagungen publiziert.

Weitere Informationen im Internet
zum Grand Challenge Wettbewerb: www.darpa.mil/grandchallenge04/index.htm
zum Rennen 2005: www.darpa.mil/grandchallenge/
zum Team der Ohio State University: www.ece.osu.edu/ion/
zur Forschung des Instituts: www.mrt.uni-karlsruhe.de/forschung.html
oder bei
Professor Dr. Christoph Stiller
Institut für Mess- und Regelungstechnik
Telefon 0721/608-2325