KEM Konstruktion Automobilkonstruktion 02.2017

FAHRERASSISTENZ

FAHRERASSISTENZ AUTONOMES FAHREN Sechs Gigabit-Ethernet-Kamerapaare nehmen die Umwelt beim autonomen Fahren wahr Lösungen für die Mobilität von morgen Autonomes Fahren ist derzeit neben der E-Mobilität das Trendthema der Automobilbranche schlechthin, welches nicht nur die großen Autohersteller inspiriert sondern auch branchenfremde Wirtschaftsunternehmen, Forschungs - institute, Hochschulen sowie Universitäten. Das Karlsruher Institut für Technologie ist mit von der Partie und hat eine Forschungs- und Erprobungsplattform für Stereo-Kamerasysteme entwickelt. Hierbei setzt das KIT auf Gigabit Ethernet Kameras von Matrix Vision. Ulli Lansche, Technischer Redakteur bei Matrix Vision, Oppenweiler Beim Opticar setzen Experten des KIT, des FZI sowie das Unternehmen Myestro Interactive auf digitale Kameras; um genauer zu sein, auf Fischaugen-Weitwinkel-Stereo-Kameras von Matrix Vision Mit Lidar, Radar und Ultraschall gibt es viele Sensorsystembasierte Ansätze für das autonome Fahren. Beim Opticar setzen Experten des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie sowie Myestro Interactive auf digitale Fischaugen Weitwinkel- Stereo-Kameras. Diese ermöglichen ein räumliches Sehen und geben dadurch Aufschluss über die Position, Distanz und Geschwindigkeit von Objekten. Das im Maßstab 1:4 entwickelte Fahrzeug ist rundum mit sechs solcher Kamera-Paaren ausgestattet. Sie vermessen zum einen die nähere Umgebung und zum anderen kann durch die virtuelle Verknüpfung einzelner Kameras aus verschiedenen Stereo-Kamera-Paaren der Abstand der Kameras vergrößert und damit auch weiter entfernte Objekte präzise erfasst werden. Der maximale Abstand entspricht dabei der gesamten Fahrzeugbreite oder -länge . So können Tiefenlandkarten der gesamten Umgebung entstehen. Für intelligente Verkehrssysteme entwickelt Bei den Kameras handelt es sich um das Gigabit Ethernet Modell mvBlueCougar- X104iC von Matrix Vision. Diese Farbkameras sind mit dem Pregius-CMOS-Sensor IMX265 von Sony ausgestattet, der speziell für intelligente Verkehrssysteme entwickelt wurde. Gerade im Bereich Verkehr sind Sensoren nötig, die keine Probleme mit wechselnden Lichtverhältnissen haben. Hier bieten die Sensoren von Sony vor allem ein niedriges Dunkelrauschen bei einer hohen Dynamik von über 71 dB. Die Stereo-Kameras übermitteln ihre Daten über Ethernet an einen eingebetteten, hochleistungsfähigen 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. Bild: KIT Kiev-Technologie und Rubber-Stereo Dafür hat sich Myestro einen zweistufigen Prozess einfallen lassen, mit dem diese Schwingungen in Echtzeit erkannt und kompensiert werden können: Zuerst wird mit der von Myestro entwickelten „Kiev-Technologie“– einer Vermessung der Optik selbst – die eigene Kalibrierung der Fischaugenobjektive ermittelt. Dies geschieht, bevor die Kameras am Opticar eingesetzt werden, mittels eines Kalibrierstands. Das Vektorfelder, das dabei entsteht, wird zur hochgenauen (

AUTONOMES FAHREN FAHRERASSISTENZ in das Opticar als zweite Stufe eine Technologie zum Einsatz, die Rubber-Stereo getauft wurde. Hierbei finden die Kameras, schritthaltend für jede Bildaufnahme, die jeweilige relative Ausrichtung, die durch die Verformung des Opticar während des Einsatzes kontinuierlich verändert wird. Über die ermittelten Lage-Matrizen werden dann direkt zeilentreue Bilderpaare zur Stereoauswertung errechnet. Sowohl Forschungs- als auch gesetzliche Fragen werden geklärt 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. Dass dem autonomen Fahren wohl die Zukunft gehört, ist unbestritten, soll es doch für mehr Sicherheit, mehr Komfort und für ein entspannteres Reisen sorgen. Mit dem KIT-Zentrum „Mobilitätssysteme“ sowie dem Opticar ist das Karlsruher Institut für Technologie schon gut aufgestellt. Weitere Entwicklungen sind nur noch eine Frage der Zeit und der Politik, wobei letztere das Thema auf die Tagesordnung gesetzt hat und die gesetzlichen Rahmenbedingungen festlegen will. ik www.matrix-vision.com Das Gigabit-Ethernet-Modell mvBlueCougar-X104iC von Matrix Vision ist mit dem Pregius-CMOS-Sensor IMX265 von Sony ausgestattet, der speziell für intelligente Verkehrssysteme entwickelt wurde Weitere Informationen zu den GigE- Vision-Kameras von Matrix Vision: http://hier.pro/LrQ95 Bild: Matrix Vision Drucktransmitter für die Automobilindustrie Ideal für Motorenprüfstände und Fahrzeuge Serie M5 mit 50 kHz Bandbreite bis 200 °C Körperschall Serie 33 X seriellen Anschluss Serie 41 X Serie 22 DT K|E|M Konstruktion Automobilkonstruktion 02 2017 49