Zurück an der Spitze!

Team "Spatzenhirn" gewinnt 12. Carolo Cup

Zum fünften Mal haben die Studierenden der Universität Ulm in den letzten zehn Jahren den Carolo Cup gewonnen. Bei diesem Wettbewerb der automatisierten Modellautos, der Anfang Februar zum 12. Mal von der Technischen Universität Braunschweig ausgerichtet wurde, sicherte sich das Team „Spatzenhirn“ mit seinem „Spatz“ erneut den ersten Platz. Die Ulmer verwiesen dabei die Konkurrenz aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der TU Braunschweig auf die Plätze zwei und drei. 

Es war ein großartiges Rennen, das sich der Ulmer „Spatz“ im Hauptwettbewerb des 12. Carolo Cups in Braunschweig lieferte. Nach einem perfekten Start – das Ulmer Modellfahrzeug hatte das Öffnen der Schranke erkannt und die Startbox rechtzeitig verlassen – raste das selbststeuernde E-Mobil mit umgerechnet 160 Stundenkilometern über den Rundkurs, mit Spitzengeschwindigkeiten von über 200 km/h auf der langen Geraden. „Unser ‚Spatz‘ lag sicher in der Kurve und kam auch gut mit den teils fehlenden Fahrbahnmarkierungen zurecht. Dann musste der ‚Spatz‘ zwischen zwei Hindernissen entweder vorwärts oder rückwärts seitwärts einparken, und auch das gelang reibungslos“, erklärt der Teambetreuer und Projektkoordinator Nils Rexin, Doktorand am Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik unter der Leitung von Professor Klaus Dietmayer. Der studierte Informatiker Rexin forscht im Bereich automatisiertes Fahren zum Thema Umgebungsmodellierung. Seit elf Monaten hatten sich Rexin, Teamchef Jona Ruof und die anderen 14 Mitglieder auf diesen Wettkampf vorbereitet, und nicht zuletzt auf den besonders schwierigen Hindernisparcours. Bei diesem zweiten Teil des Rennens zeigte dann das Ulmer Modellfahrzeug so richtig, was es drauf hat: Verkehrsschilder erkennen, Vorfahrtsregelungen und Fahrbahnmarkierungen befolgen. Außerdem musste das Fahrzeug mit stehenden und beweglichen Hindernissen zurechtkommen, überholen – und die größte Herausforderung – „Fußgänger“ an Verkehrsinseln und Fußgängerüberwegen regelgerecht beachten. Bei der Vorbereitung auf den Wettkampf ging es vor allem darum, die Hard- und Software des hochautomatisierten Modellautos perfekt aufeinander abzustimmen. Dabei griff das 15-köpfige Team auf das sehr zuverlässige Vorgängerfahrzeug zurück, das optimiert und nachgerüstet wurde.  

Die Sieger vom Team „Spatzenhirn“
Die Sieger vom Team „Spatzenhirn“ mit Spatz und Scheck

Bestnoten in Theorie und Praxis

„Wir haben den ‚Spatz‘ noch robuster gemacht und unter anderem mit einer Tiefenbildkamera ausgestattet“, so Teamchef Jona Ruof, Student der Medieninformatik. Diese ermöglicht eine bessere Umgebungserfassung und hilft dabei, Verkehrsschilder und Bodenmarkierungen zu erkennen. Die eigentliche technische Herausforderung bestand in der Softwareoptimierung. Hier gab es enormen Anpassungsbedarf. Denn die selbststeuernden Modellfahrzeuge führen ihre Fahrmanöver autonom aus. „Doch für eine sinnvolle Handlungsplanung braucht es eine perfekte Umfelderfassung. Dafür müssen die Sensor- und Kameradaten zu einem konsistenten und verkehrsregelkonformen Umgebungsmodell verrechnet werden. Als wäre das nicht anspruchsvoll genug, sollten die Modellfahrzeuge dieses Jahr zum ersten Mal Rampen mit Hindernissen befahren. „Für die automatisierte Umgebungserkennung verändert sich dadurch die Perspektive. Daher mussten die Bild- und Sensordatenerfassung angepasst und die Algorithmen entsprechend modifiziert werden“, so der Koordinator Rexin. Die Leistungsfähigkeit der Software – also das Zusammenspiel der Algorithmen und die Fusion sowie die Integration der Daten – wurde vorab mit einem eigens entwickelten Simulator getestet. Das technische Gesamtkonzept wurde schließlich im Theorieteil des Wettbewerbs einer Jury mit Experten aus der Wissenschaft und Wirtschaft vorgestellt. Auch hier schnitten die "Spatzenhirne" als bestes Team ab. 

Historie Team Spatzenhirn

 

 

Der Spatz
Der Spatz wurde noch robuster gemacht und mit einer Tiefenbildkamera nachgerüstet. Mit der entsprechenden Software können damit Verkehrsschilder und Fußgängerüberwege erkannt werden

Teambetreuer Rexin hat eine Erklärung für den Erfolg: „Um nicht jedes Jahr bei null anfangen zu müssen, braucht es ein professionelles Wissensmanagement. Dafür muss die Übergabe des Vorgängerfahrzeuges perfekt dokumentiert werden.“ Welche Hardware-Ausstattung hat sich bewährt? Welche nicht? Wo muss software-technisch nachgebessert werden und wann ist es besser, alles noch einmal auf Anfang zu setzen? Und auch die Teamstrategie ging dieses Jahr auf: „Wir haben dieses Mal die ganze Vorbereitungszeit über am Fahrzeug gearbeitet. Ein großer Vorteil war zudem, dass sich die meisten schon aus der letzten Saison kannten. Wir waren viel besser organisiert und konnten schneller entscheiden“, so Mannschaftskapitän Ruof, der 2019 zum zweiten und letzten Mal mit dabei war. Doch auch Probleme hatten die angehenden Ingenieure und Informatiker zu bewältigen: Eine Woche vor dem Wettbewerb fiel der Hauptcomputer aus. So musste ein neuer Rechner nach Braunschweig bestellt werden, der erst einen Tag vor dem Wettbewerb ins Fahrzeug eingebaut werden konnte. Und doch hat es mit dem Sieg geklappt. „Dieser Erfolg zeigt, dass unsere Studierenden nicht nur fachlich viel drauf haben, sondern auch extrem teamfähig und stressresistent sind. Ich bin sehr stolz auf die Leistung unseres Teams“, freute sich Professor Dietmayer, der diese Initiative ins Leben gerufen hat und das Carolo-Cup-Projekt seit vielen Jahren unterstützt.

Fotos: Nils Rexin, Marisol Glassermann/TU Braunschweig

Carolo Cup 2019: Impressionen