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GreenTeam Driverless: „Dieses Jahr starten wir durch“

Das GreenTeam entwickelt neben dem E-Fahrzeug einen Driverless-Rennwagen. Damit wollen sie in der Klasse Autonomes-Fahren im Konstruktionswettbewerb Formula Student erfolgreich mitfahren. Projektleiter Christian Witte spricht über Technik, Zukunft und das Herzstück des autonomen Fahrzeugs.

Start, beschleunigen, abbremsen, Kurve: Der Rennwagen des GreenTeams der Universität Stuttgart fährt einen Pylonenkurs entlang. Was fehlt, ist der Fahrer. Das GreenTeam hat einen autonom fahrenden Rennwagen entwickelt, mit dem es 2019 beim Konstruktionswettbewerb Formula Student in einer neuen Klasse für autonome Fahrzeuge antreten wird. Bislang nehmen dort 26 Teams von deutschen Hochschulen mit einem Driverless-Fahrzeug teil.

Testfahrt: Pylonenkurs ohne Fahrer. (c) GreenTeam
Testfahrt: Pylonenkurs ohne Fahrer.

Seit 2015 tüftelt das GreenTeam neben einem E-Fahrzeug auch an einem Driverless-Fahrzeug. Gegründet haben das Projekt Alumni des GreenTeams. „Letztes Jahr waren wir zwar angemeldet, unser Rennwagen hatte aber größere Anlaufschwierigkeiten. Deshalb konnten wir bei den Wettfahrten nicht mitmachen“, erklärt Masterstudent Christian Witte, Leiter des Projekts Driverless. „Dieses Jahr starten wir durch.“

Um beim GreenTeam mitzumachen, nehmen die Studierenden teilweise Urlaubssemester und konzentrieren sich rund ein Jahr auf Entwicklung, Fertigung und Wettfahrten des Fahrzeugs. Gemeinsam mit dem Rennteam teilen sie sich ein Gebäude mit Werkstatt und Schreibtischplätzen auf dem Campus Vaihingen. „Irgendwer ist immer da“, sagt Witte, der Elektrotechnik und Informationstechnik an der Universität Stuttgart studiert. „Wir verbringen hier viel Zeit miteinander.“ Je nachdem, welche Aufgaben übernommen werden, arbeiten die Mitglieder Vollzeit am Projekt. Pizzaofen, Kaffeemaschine und der Eiswagen im Sommer sorgen für die Bewirtung. Insgesamt sind rund 65 Studierende im GreenTeam, 16 davon sind für das Driverless-Fahrzeug zuständig. Als Basis für den Rennwagen dient das alte E-Fahrzeug des GreenTeams aus der vorherigen Saison.

Wie genau funktioniert das Driverless-Fahrzeug? „Das Auto verhält sich nach dem Motto see, think, act. Es nimmt die Daten wahr, verarbeitet sie und reagiert dementsprechend“, erklärt der 25-Jährige. Ein Lidar, ein sehr genauer Laserscanner, scannt während der Fahrt die Umgebung und erkennt Objekte und berechnet deren Distanz. Zusätzlich erfassen zwei bis vier Kameras am Fahrzeug die Farbe und Größe der Pylonen, die die Strecke begrenzen. Weitere Sensoren messen unter anderem Beschleunigung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs.

Das Driverless-Fahrzeug basiert auf dem E-Rennwagen aus der jeweils vergangenen Saison. (c) GreenTeam
Das Driverless-Fahrzeug basiert auf dem E-Rennwagen aus der jeweils vergangenen Saison.

Im Schritt „think“ geht es darum, die Daten über Ort und Verhalten des Fahrzeugs auf der ihm unbekannten Strecke zu verarbeiten. Hier kommt der komplexe Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) Algorithmus zum Einsatz. „Zwei Jahre lang hat ein Mathematiker von uns daran gearbeitet. Das ist das Herzstück unseres Fahrzeugs.“ Vereinfacht dargestellt, ermittelt der Algorithmus die Position und Ausrichtung des Fahrzeugs in einem Koordinatensystem und erstellt gleichzeitig eine Karte. Sobald die Karte feststeht, wird die Route berechnet, die das Fahrzeug dann abfährt.

Im April präsentiert das GreenTeam den Rennwagen der Öffentlichkeit.  (c) GreenTeam
Im April präsentiert das GreenTeam den Rennwagen der Öffentlichkeit.

„Insgesamt sind wir zufrieden mit unserer bisherigen Arbeit am diesjährigen Fahrzeug.“ Seit Jahresbeginn läuft die Fertigung und beim Rollout im April 2019 stellen GreenTeam und Rennteam ihre Rennwagen der Öffentlichkeit vor. Ab Juni stehen die Wettfahrten in der Formula Student an. „Bei den Events herrscht zwar Wettkampfstimmung, aber die Teams helfen sich gegenseitig.“ Die Atmosphäre, die Gemeinschaft und der Zusammenhalt sind es, die Witte bei den Wettbewerben so beeindrucken. Die Ziele des Driverless-Teams für die Saison sind klar: „Wir wollen uns in die Top drei katapultieren.“

Auch die Formula Student Germany legt künftig einen Schwerpunkt auf Driverless. Die Organisatoren gaben vor wenigen Wochen bekannt, dass ab 2021 sowohl Verbrenner- als auch E-Fahrzeuge bei der Acceleration-Wettfahrt, bei der es um die Beschleunigung auf gerader Strecke geht, nur noch autonom fahren dürfen. 2022 wird diese Forderung auch auf das Skidpad, diese Strecke folgt einer liegenden Acht, ausgeweitet. „Für die Kollegen mit dem Verbrenner-Fahrzeug bedeutet das eine enorme Herausforderung. Wir werden innerhalb des Renn- und GreenTeam einiges umstrukturieren müssen.“ Das Driverless-Team hat dem Rennteam bereits Unterstützung versprochen. „Unser Wissen als Driverless-Experten ist jetzt gefragt“, sagt Witte.

Greenteam

Formula Student:
Die Formula Student ist ein internationaler Konstruktionswettbewerb für Studierende, der seit 2006 jährlich ausgetragen wird. Die Wettfahrten finden im In- und Ausland statt, zum Beispiel in Ungarn, Österreich oder am Hockenheimring. Zu den dynamischen Disziplinen zählen Skid Pad (Acht-Fahren), Acceleration (Beschleunigungtest), Autocross (Slalomkurs mit Hindernissen), Endurance (Langstreckentests) und Energy Efficiency (Energieeffizienz). Aber bewertet wird auch die Gesamtleistung des Teams bei der Fahrzeugkonzeption. Dazu gehören statische Disziplinen wie Präsentation des Businessplans und des Cost Reports.
Formula Student Webseite