Stereoblick für autonome Fahrzeuge
Demonstrator-Fahrzeug wurde rundum mit sechs Kamera-Paaren ausgerüstet.
Autonome Fahrzeuge sind ein wichtiger Baustein neuer Mobilitätssysteme. Damit diese Fahrzeuge im Verkehr selbstständig und sicher agieren können, müssen sie ihr gesamtes Umfeld exakt erfassen können. Im Rahmen des Projektes OPTICAR haben Experten des Karlsruher Instituts für Technologie KIT, des FZI Forschungszentrum Informatik und der Myestro Interactive GmbH jetzt eine Forschungs- und Erprobungsplattform für Stereo-Kamerasysteme entwickelt. Ziel des Gemeinschaftsprojekts ist es, diese Systeme präziser und robuster zu machen.
Abb.: Das OPTICAR- Fahrzeug soll zur Erprobung neuer Technologien der Umweltwahrnehmung beim autonomen Fahren dienen. (Bild: KIT)
„Die genaue Erfassung der Verkehrssituation um ein Auto herum ist eine entscheidende Grundlage für einen erfolgreichen Einsatz autonomer Fahrzeuge“, sagt Matthias Pfriem vom Clusters „Profilregion Mobilitätssysteme Karlsruhe“. Neben Sensorsystemen wie Lidar, Radar und Ultraschall können auch Weitwinkel-Stereo-Kameras dafür eingesetzt werden, dass ein autonomes Fahrzeug seine eigene Position und die der Objekte in seiner Umgebung jederzeit genau kennt, um Fahrmanöver, zum Beispiel einen Überholvorgang oder Spurwechsel, präzise durchführen zu können.
Die Bilder von Stereo-Kameras ermöglichen die Tiefenwahrnehmung der Umgebung und geben unter anderem Aufschluss über die Position, Distanz und Geschwindigkeit von Objekten. Die Wissenschaftler haben nun ein Demonstrator-Fahrzeug im Maßstab 1:4 entwickelt, das rundum mit sechs solcher Kamera-Paare ausgestattet ist. Diese können nicht nur die nähere Umgebung vermessen. Die virtuelle Verknüpfung einzelner Kameras aus verschiedenen Stereo-Kamera-Paaren ermöglicht zudem, 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 Stereo-Kameras übermitteln ihre Daten über Ethernet an einen integrierten, leistungsfähigen Bildverarbeitungsrechner, der in Echtzeit und kontinuierlich ein Gesamtbild der Verkehrssituation im Umfeld erstellt. Eine besondere Herausforderung bilden 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 eigens entwickelte Technologie erkennt und kompensiert diese Schwingungen in Echtzeit direkt aus dem Vergleich der Bilddaten des Kamerapaars. Das OPTICAR-Fahrzeug 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 Car2X-Kommunikation erweitert werden.
KIT / JOL
