Forschungsprojekt »Opticar« Zuverlässige Umfelderkennung notwendig für autonomes Fahren

Das »Opticar«- Fahrzeug soll zur Erprobung neuer Technologien der Umweltwahrnehmung beim autonomen Fahren dienen.
Das »Opticar«- Fahrzeug soll zur Erprobung neuer Technologien der Umweltwahrnehmung beim autonomen Fahren dienen.

Im Rahmen des Projektes »Opticar« hat das Karlsruher Institut für Technologie, das FZI Forschungszentrum Informatik am KIT und die Myestro Interactive eine Forschungs- und Erprobungsplattform für Stereo-Kamerasysteme entwickelt. Ziel ist es, diese Systeme präziser und robuster zu machen.

Autonome Fahrzeuge sind ein wichtiger Baustein neuer Mobilitätssysteme. Damit diese Fahrzeuge im Verkehr selbstständig und sicher agieren können, müssen sie ihr gesamtes Umfeldexakt erfassen können. Neben Sensorsystemen wie Lidar, Radar und Ultraschall können auch Weitwinkel-Stereo-Kameras zum Einsatz kommen, damit 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 vergleichbar mit dem räumlichen Sehen eines Augenpaars die Tiefenwahrnehmung der Umgebung und geben unter anderem Aufschluss über die Position, Distanz und Geschwindigkeit von Objekten. Das KIT, das FZI und Myestro haben 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 eingebetteten, 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 von Myestro entwickelte »RubberStereo-Technologie« erkennt und kompensiert diese Schwingungen in Echtzeit direkt aus dem Vergleich der Bilddaten des Kamerapaars.