Projektseminar Autonomes Fahren I

Hinweis zum Wintersemester 2020/21 (Betrifft COVID-19 Pandemie)

Aktuell ist geplant die Veranstaltung mit einer verringerten Teilnehmeranzahl (5 Gruppen mit je 4 Teilnehmer/innen) stattfinden zu lassen. Dabei werden 4 Gruppen mit dem Auto direkt arbeiten und eine Gruppe sich simulativ mit dem Thema beschäftigen (Simulationsgruppe).

Die Anmeldefristen für das Projektseminar im WiSe wurden angepasst. Ab dem 1.10. kann sich jeder in Moodle den Fragebogen zur Platzvergabe ausfüllen.

(Stand 03.09.2020)

Inhalt

Im Projektseminar Autonomes Fahren I (ehemals Projektseminar Echtzeitsysteme) werden in einer Gruppe von 5 Personen Herausforderungen rund um das autonome Fahren anhand von konkreten realitätsnahen Umgebungen und Problemstellungen praktisch gelöst.Dazu wird jeder Gruppe ein Modellfahrzeug und verschiedene Teststrecken mit Fahrbahnmarkierungen, Schildern und "Fußgängern" zur Verfügung gestellt. Das Fahrzeug besitzt aktuell die folgenden Eigenschaften:

  • Mehrerer Sensoren: Ultraschall, Hall-Sensor, Inertiale Messeinheit (IMU)
  • Ein Mikrokontroller (Eigenentwicklung) für die low-level Kontrollaufgaben, insbesondere für die Regelung und Steuerung des Fahrzeugs
  • Ein Mainboard (Mini-PC) mit einem Ubuntu-Betriebssystem und demRobot 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 Implemntierung findet hierbei in C++ statt.

Die Bearbeitung von meist 2 Aufgaben soll hierbei als Projekt organisiert und durchgeführt werden, sodass hier die eigenständige Organisation, Planung und Durchführung einer umfangreichen Aufgabe in einem Team eingeübt wird.

Das Projektseminar Autonomes Fahren I, welches immer im Wintersemester angeboten wird, richtet sich vornehmlich an Studierende der Studiengänge Informationssystemtechnik, Elektro- und Informationstechnik (Vertiefung Automatisierungstechnik, Datentechnik), Mechatronik, Informatik und den Wirtschaftswissenschaften mit den entsprechenden Vertiefungen. Es gibt 5 Gruppen mit je 5 Studierenden.

  

Aufgabenstellungen

Die Aufgabestellungen gliedern sich immer in einen Pflicht- und eine 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 mit 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.

Die Strecke, Verkehrszeichen, Schilder und Szenarien orientieren sich stark am Carolo Cup.

Organisation

Anmeldung/Gruppeneinteilung

Wir werden 4 Gruppen mit je 4 Personen für die Arbeit am Auto zulassen und eine Gruppe mit 4 Personen (Simulationsgruppe), die eine Simulationsumgebung für die Autos erstellt (reine Simulation ohne Hardware).

Da die Teilnehmerzahl begrenzt ist, wird folgendes Vorgehen zur Vergabe der Projektseminarplätze gewählt.

Schritt 1:

In TUCaN anmelden.

Schritt 2:

Jede/r Interessent/in muss in Moodle den Fragebogen zur Platzvergabe ausfüllen. Der Fragebogen ist vom 01.10.2020 10:00 Uhr bis zum 19.10.2020 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 zum 23.10.2020 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): maximal 10 Plätze
  • Studierendengruppe 2: ETiT (AUT) und Mechatronik (Bachelor oder Master): maximal 10 Plätze
  • Studierendengruppe 3: Informatik (Bachelor oder Master), Master Autonome Systeme oder andere Studiengänge: maximal 5 Plätze

Für jede Gruppe wird mindestens ein/e Studierende/r aus jeder Studierendengruppe ausgewählt. Falls die Plätze für die einzelnen Vertiefungen nicht vollständig vergeben werden, können die weiteren Plätze an andere Vertiefungen/Studiengänge 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 Studierendengruppe wird für Bachelor-Studierende 3 Punkte und Master-Studierende 5 Punkte vergeben.
  • Für jede in Moodle zur Auswahl stehende und bestandene Veranstaltung wird 1 Punk vergeben. Andere Veranstaltung können auch (nach Prüfung) zu einem Punkt führen. Hierbei können maximal 4 Punkte erreicht werden.
  • Falls eine Abschlussarbeit (nach Prüfung) aus dem Bereich des autonomen Fahrens gemacht wurde, werden 3 Punkte vergeben.
  • Verschiedene weitere Aktivitäten aus dem Bereich des autonomen Fahrens z.B. aktive Teilnahme im TU Racing Team, ein HiWi-Job wenn dieser zum Themenbereich des Projektseminars passt, Berufserfahrung, Teilnahme an Wettbewerben aus dem Bereich des autonomen Fahrens können nach Prüfung 1 Punkt bringen.

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

Schritt 4:

Die angenommenen Teilnehmer/innen für das Projektseminar MÜSSEN zur verpflichtenden digital durchgeführten Einführungsveranstaltung erscheinen. Falls jemand verhindert sein sollte, muss er dies im Vorfeld mitteilen (Mail an ).

Wettbewerb und Demonstration

Die Rahmenbedingungen für einen Wettbewerb und/oder eine Demonstration wird noch bekannt gegeben. 

In den vergangenen Jahren ist dies folgendermaßen abgelaufen:
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.

Verpflichtende Termine

Datum / ZeitRaumEreignis
2.11.20, 9:50 - 10:35ZoomEinführungsveranstaltung
9.11.20, 23:59TUCaNAn- und Abmeldung zum Modul/Veranstaltung und Prüfung
17.12.20, 9:50 - 12:25ZoomZwischenvorträge
4.3.21, 9:50 - 12:25ZoomAbschlussvorträge (Demo und Wettbewerb werden noch geklärt)
21.3.21, 23:59MoodleAbgabe der Ausarbeitungen

Weiterführende Veranstaltungen

Als weiterführende Veranstaltung bieten wir das Projektseminar Autonomes Fahren II an. Hierbei werden die Kenntnisse vertieft und Optimierungen (z.B. Performance, Robustheit) an der Regelung, Bildverarbeitung, Hinderniserkennung,.. vorgenommen. Das Anwendungsszenario ist hierbei ausgerichtet auf eine Teilnahme am Carolo Cup, wodurch sich die Aufgabenstellungen am Regelwerk des Carolo Cups orientieren. Dabei kommen prototypische Wettbewerbsmodellfahrzeuge zum Einsatz, die dem Regelwerk entsprechen. Ein Ziel von diesem weiterführenden Projektseminar ist es somit Modellautos, Software und Konzepte zu entwickeln, um am Carolo Cup teilnehmen zu können.

Nach Abschluss des Projektseminar Autonomes Fahren II können die Studierenden gerne als Team am Carolo Cup teilnehmen.