Long Term Vision

Langfristiges Ziel des Projekts RCCARS ist die Realisierung eines Testfelds für die Entwicklung und Analyse von Strategien im Bereich des autonomen Fahrens. Dies beinhaltet einerseits realzeitfähige Regelungsansätze für die Längs- und Querführung von Fahrzeugen, beispielsweise aus dem Bereich Model Predictive Control (MPC), und andererseits Konzepte aus den Bereichen der Spieltheorie sowie der Car2X-Kommunikation zur Umsetzung von (kooperativen) Fahrmanövern.

Durch die Verwendung eines transportablen Setups ist es des Weiteren angedacht, das Testfeld als Demonstrator auf Messen und Projektreviews verwenden zu können.

Da das Projekt an der Carl von Ossietzky Universität zukünftig federführend durch studentische Projektgruppen sowie Abschlussarbeiten vorangetrieben werden soll, ergibt sich auf Grundlage des erarbeiteten Wissens aus Referenzprojekten und den Erfahrungen der beteiligten Universitäten / Forschungseinrichtungen für die Durchführung des Projekts RCCARS folgender mehrstufiger Prozess.


Aufgabenstellung

Die Projektgruppe RCCARSng versteht sich als Fortsetzung dieses Projekts und hat sich vor dem Hintergrund dieses Entwicklungsprozesses die Umsetzung der zweiten Ausbaustufe zur Aufgabe gemacht. Diese beinhaltet zunächst die Integration einer Hinderniserkennung und eine Rennsituation mit mehreren Fahrzeugen. Diese beiden Ziele ziehen zusätzlich eine Optimierung der Objekt- und Fahrzeugerkennung, sowie eine optimierte Fahrzeugsteuerung nach sich, wodurch diese zu Zielen der zweiten Ausbaustufe sind. Da die Projektgruppe RCCARSng an die Arbeit der Gruppe RCCARS aus dem Wintersemester 2015/16 und dem Sommersemester 2016 anknüpft und somit als deren Fortsetzung zu verstehen ist, werden Hard- und Softwarekomponenten der vorherigen Projektgruppe übernommen. Die Hardware des bestehenden Systems muss jedoch um zusätzliche Komponenten, wie weitere Fernsteuerungen und mehrere Rechner zur Steuerung der Fahrzeuge ergänzt werden. Da das Rennsystem neben der Arbeit für Projektgruppen und Abschlussarbeiten auch als Exponat eingesetzt werden und damit transportabel bleiben soll, kommt als weiteres Ziel hinzu, eine verbesserte Halterung für Kamera und Infrarotstrahler zu konstruieren. Damit soll eine flexible und schnelle Montage an unterschiedlichen Trägern, wie Decke und Gestell ermöglicht werden. Zusätzlich muss auch die Software der vorherigen Projektgruppe erweitert werden, sodass das System in der Lage ist, mehrere Fahrzeuge autonom zu steuern. Weiterhin soll die Erkennung der Ausrichtung der Rennstrecke verbessert werden und eine Anpassung der Systemsteuerungssoftware stattfinden. Zur Erstellung der Regel- und Steuerungssoftware wird SCADE eingesetzt. SCADE eignet sich zur modellbasierten Entwicklung sicherheitskritischer Software und generiert einen zertifizierten Code, der zur Regelung und Steuerung der Fahrzeuge benutzt werden kann.


Das Szenario "Unfallfreier Überholvorgang"

Das Szenario "unfallfreier Überholvorgang" sieht vor, dass zwei Fahrzeuge auf einer geschlossenen Rennstrecke autonom fahren. Vor Beginn des Rennbetriebes wird die Mindestdurchschnittsgeschwindigkeit für jedes Fahrzeug und das Fahrverhalten der Fahrzeuge von einem Administrator festgelegt. Zusätzlich können vor Beginn des Rennbetriebes Hindernisse auf der Fahrbahn platziert werden. Hierbei ist vorgesehen, dass sich mindestens zwei Objekte auf der Rennstrecke befinden, wobei sowohl Fahrzeuge als auch Hindernisse als Objekte zählen. Die Fahrzeuge fahren solange, bis sie eine Mindestrundenanzahl von zehn Runden kollisionsfrei zurückgelegt haben. Dabei ist es für beide Fahrzeuge möglich sich gegenseitig zu überholen und den Hindernissen auf der Rennstrecke auszuweichen.

Aus dem Szenrio hat die Projektgruppe folgende Varianten abgeleitet:

Variante 1 - Überholvorgang
   
Die erste Variante des Szenarios sieht vor, dass sich zwei Fahrzeuge und keine Hindernisse auf der Rennstrecke befinden. Aufgrund der fehlenden Hindernisse auf der Rennstrecke sind die Mindestdurchschnittsgeschwindigkeiten so zu wählen, dass für das Fahrverhalten "Überholen" in zehn Runden mindestens ein Überholvorgang stattfindet.
   
Variante 2 - Folgen anderer Fahrzeuge
Auch in der zweiten Variante befinden sich zwei Fahrzeuge und keine Hindernisse auf der Rennstrecke. In dieser Variante soll das Fahrverhalten "Passives Fahren" gewählt werden. So müssen in dieser Variante 10 Runden kollisionsfrei bewältigt werden, indem ein Fahrzeug einem weiteren folgt. Es findet also kein Überholvorgang statt.
   
Variante 3 - Hindernisintegration
In der dritten Variante ist vorgesehen, dass sich sowohl zwei Fahrzeuge, als auch bis zu 16 Hindernisse auf der Rennstrecke befinden. Es kann sowohl das  Fahrverhalten "Überholen" als auch "Passives Fahren" gewählt werden. Solange es die Positionierung der Hindernisse ermöglicht, sollen auch in dieser Variante 10 Runden bewältigt werden. Aufgrund einer potentiell hohen Anzahl und einer beliebigen Anordnung von Hindernissen wird nicht garantiert, dass ein Überholvorgang stattfinden kann. Dennoch wird gewährleistet, dass ein Fahrzeug dem anderen folgt. Im Fall, dass die Rennstrecke so blockiert ist, dass kein Fahrzeug eine Runde abschließen kann, werden die Fahrzeuge zum Stehen gebracht.