Projektseminar Autonomes Fahren

Allgemeine Informationen

Ansprechpartner	Dr.-Ing. Eric Lenz
Anmeldung	Die Anmeldung erfolgt über TUCaN. Liegen mehr Anmeldungen als Plätze vor, erfolgt die Vergabe der Plätze nach dem auf dieser Seite beschriebenen Verfahren.
Einführungsveranstaltung	Die verpflichtende Einführungsveranstaltung findet in der ersten Vorlesungswoche des Wintersemesters statt. Der genaue Termin und Ort sind unten zu finden.
Anerkennung als ADP (FB16)	Durch die Zusammenarbeit mit dem Fachbereich fzd haben Studierende aus dem Fachbereich Maschinenbau die Möglichkeit, sich dieses Projektseminar als ADP anerkennen zu lassen. Hierzu wenden Sie sich bitte an Kristof Hofrichter.

Inhalt des Projektseminars

In diesem Projektseminar sollen in Teams, bestehend aus Studierenden unterschiedlicher Studienrichtungen, Aufgaben zum autonomen Fahren bearbeitet werden. Die Bearbeitung der Aufgaben soll hierbei als Projekt organisiert werden, sodass die eigenständige Organisation, Planung und Durchführung einer umfangreichen Aufgabe in einem Team geübt wird.

Es stehen Modellautos mit folgender Ausstattung zur Verfügung:

Intel Realsense i455 Kamera mit Tiefenbild.
Mehrere Sensoren: Ultraschall, Hall-Radgeber, Inertiale Messeinheit (IMU)
Mikrocontroller-Board (Eigenentwicklung) zur Ansteuerung der Sensoren und Aktoren (Motor, Lenkung).
Intel NUC-Rechner (i5, 12. Gen.) mit Xubuntu-Betriebsystem und dem Robot Operating System (ROS) welches es ermöglicht, die Sensordaten zu verarbeiten und über das Publish-Subscribe Muster spannende (und teils rechenaufwändige) Aufgaben aus dem Bereich des autonomen Fahrens zu bewältigen.

Die in den Gruppen zu bewältigenden Aufgaben sind beispielsweise:

Spurhalten
Zeitfahren
Hindernissen ausweichen

Spezielle regelungstechnische Fragestellungen sind dabei

die Fahrregelung an sich (Spurhalten),
damit zusammenhängend die Schätzung des Fahrzustandes (Nutzen der Daten von Ultraschallsensoren, Beschleunigungs- und Drehratensensoren, Kameradaten) sowie
die Bahnplanung.

Aufgrund der vielen, z.T. komplexen Gebiete, die bei der Lösung der Aufgaben involviert sind (Bildverarbeitung, Nutzen der Tiefendaten, Bahnplanung, …), ist es nicht möglich, alles von Grund auf selbst zu erstellen. Dies ist aber auch nicht notwendig und es ist gerade ein Ziel dieses Projektseminars, zu lernen, wie man sinnvoll mit vorhandenen Softwarepaketen arbeiten und diese erweitern kann.

So ist zu analysieren, welche Funktionalitäten benötigt werden. Nach der Sichtung vorhandener Softwarepakete ist zu entscheiden, an welcher Stelle vorhandene Ressourcen verwendet werden sollen, und welche Algorithmen und Funktionalitäten selber entwickelt und implementiert werden.

Hierin liegt auch die Motivation, dieses Projektseminar in Kooperation mit Informationssystemtechnikern und Informatikern (die Kompetenzen im Aufbau und in der Arbeit mit komplexeren Softwarestrukturen besitzen) und Regelungstechnikern (die Kompetenzen in der Systemanalyse und dem Reglerentwurf besitzen) durchzuführen.

Aufgabenstellung

Die Aufgabenstellungen gliedern sich immer in einen Pflicht- und einen Wahlteil, wobei der Pflichtteil von allen Gruppen zu bearbeiten ist. Damit soll der Pflichtteil eine Einführung und die ersten Schritte in die Plattformen ermöglichen. Der Wahlteil kann dann je nach Gruppe und Interesse selbst festgelegt, erweitert, ergänzt oder verändert werden. Hierbei ist es auch möglich, eigene Themenvorschläge einzubringen.

Verpflichtende Aufgabenstellung:

Einen Rundkurs möglichst schnell (und autonom) zu absolvieren.

Ideen für Wahlthemen:

Ein- und Ausparken: Das Ein- und Ausparken in parallele oder senkrechte Parkplätze.
Schilderkennung: Schilder neben der Strecke zu erkennen und entsprechend darauf zu reagieren.
Hinderniserkennung: Hindernissen auf der Straße ausweichen.
Erweiterte Streckenbedingungen: Reagieren auf neue Straßenbedingungen wie beispielsweise Kreuzungen, abknickende Fahrbahnführung, Zebrastreifen, fehlende Fahrbahnmarkierungen, …
Fußgänger: An einem Zebrastreifen soll angehalten und gewartet werden, bis ein Fußgänger den Zebrastreifen überquert hat.

Organisation

Anmeldung/Gruppeneinteilung

Wir werden fünf Gruppen mit je sechs Personen für dieses Projektseminar zulassen. Da die Teilnehmerzahl begrenzt ist, wird folgendes Vorgehen zur Vergabe der Projektseminarplätze gewählt.

Schritt 1:

In TUCaN anmelden und selbst im Moodle Kurs Anmeldung zum Projektseminar Autonomes Fahren – WiSe 2024/25 einschreiben.

Schritt 2:

Jede/r Interessent/in muss in Moodle den Fragebogen zur Platzvergabe ausfüllen. Der Fragebogen ist vom 02.09.,10:00 Uhr, bis zum 7.10., 23:59 Uhr, freigeschaltet. Anhand dieses Fragebogens werden dann die Plätze nach dem unter Schritt 3 beschriebenen Verfahren vergeben. Dabei spielt unter anderem der Zeitpunkt des Ausfüllens eine Rolle!

Schritt 3:

Wir vergeben intern die Projektseminar-Plätze und geben bis spätestens zum 10.10. bekannt, wer einen Platz erhalten hat. Folgendes Vorgehen bei der Vergabe der Plätze wird dabei angewendet.

Für jeden der folgenden Studiengänge/Vertiefungen gibt es eine maximale Anzahl an Plätzen:

Studierendengruppe 1: ETiT (DT) und iST (Bachelor oder Master): 2 Plätze je Gruppe
Studierendengruppe 2: ETiT (AUT) und Mechatronik (Bachelor oder Master): 2 Plätze je Gruppe
Studierendengruppe 3: Maschinenbau (Bachelor oder Master): 1 – 2 Plätze je Gruppe
Studierendengruppe 4: Informatik (Bachelor oder Master), Master Autonome Systeme oder andere Studiengänge: 1 – 2 Plätze je Gruppe

Für jede Gruppe wird mindestens ein/e Studierende/r aus jeder Studierendengruppe ausgewählt. Falls die Plätze für die einzelnen Studierendengruppen nicht vollständig vergeben werden, können die weiteren Plätze an andere Studierendengruppen aus der obigen Liste vergeben werden.

Bei der Vergabe der Plätze werden die im Moodle-Fragebogen erreichten Punkte zugrunde gelegt. Dabei wird das folgende Schema angewendet:

Für Studiengänge aus einer der Studierendengruppen wird für Bachelor-Studierende 5 Punkte und Master-Studierende 3 Punkte vergeben.
Für jeden Themenbereich in dem bestandene Veranstaltungen besucht wurden, wird 1 Punkt vergeben. Andere Veranstaltung können auch (nach Prüfung) zu einem Punkt führen, falls sie weitere Themenbereiche abdecken für die noch keine Punkte vergeben worden sind. Hierbei können maximal 3 Punkte erreicht werden.
Verschiedene weitere Aktivitäten aus dem Bereich des autonomen Fahrens, z.B. aktive Teilnahme im TU Racing Team oder ein HiWi-Job, wenn dieser zum Themenbereich des Projektseminars passt, können nach Prüfung insgesamt maximal 1 Punkt bringen.

Bei gleichem Punktestand wird innerhalb einer Studierendengruppe nach dem Prinzip „wer zuerst kommt, bekommt den Platz“ verfahren, wobei das Abschicken des Fragebogens in Moodle als Anmeldezeitpunkt gewertet wird.

Wir behalten uns vor, Studierende, die von einem erhalten Platz in dem Projektseminar zurückgetreten sind, bei einer erneuten Platzvergabe nachrangig zu behandeln.

Schritt 4:

Die angenommenen Teilnehmer/innen für das Projektseminar MÜSSEN zur Einführungsveranstaltung erscheinen. Falls jemand verhindert sein sollte, muss er dies im Vorfeld mitteilen.

Wettbewerb und Demonstration

Am Ende des Projektseminars treten alle Gruppen in einem Rundkurs (Pflichtaufgabe) gegeneinander an und können ihren Ansatz in der Praxis gegenüber den anderen Gruppen behaupten. Die Wahlaufgaben werden in kurzen Demonstrationen von den einzelnen Gruppen präsentiert.

Weitere Informationen und Materialien

Weitere Informationen und Materialien sind im Moodle Kurs zu finden.

Wichtige Termine

Date/Time	Location	Event
02.09. – 07.10.	Moodle	Fill in the Questionnaire to allocate a place
10.10.	Moodle	Announcement of the places
15.10., 15:15 – 16:00	S3\|11-0012	Introductory event (mandatory)
31.10., 23:59	TUCaN	Registration and deregistration for the module/event and examination
10.12., 8:45 – 11:30	S3\|21-1	Intermediate presentations
05.03., 9:50 – 12:25	S3\|21-1	Final presentations
06.03., 9:50 – 12:25	Project seminar room	Demonstrations
12.03., 23:59	Moodle	Submission of the papers