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Gokart-Tests treiben das autonome Fahren voran

24.10.18
Autonomes Fahren

Die Studierenden und Mitarbeitenden von Prof. Dr. Emilio Frazzoli vom Institute for Dynamic Systems and Control der ETH Zürich entwickeln seit Dezember 2017 im Hangar 3 des Innovationsparks Zürich Algorithmen, die einen Gokart anhand von Sensordaten autonom entscheiden und fahren lassen. Im ehemaligen Flugzeug-Hangar des Innovationsparks Zürich finden die Forschenden aus drei Nationen, was sie für ihre Tätigkeit brauchen: Ruhe und jede Menge Platz.

Arbeiten mit Robotern erfordert multi/inter-disziplinäres Arbeiten und Kenntnisse in den Bereichen Elektronik, Mechanik und Informatik sowie mathematische Modellierung. Das 6-köpfige Team ist der Ausbildung von Studierenden verpflichtet und versucht, neue Ideen und Ansätze zu verwirklichen, welche die Forschung im Bereich des autonomen Fahrens vorantreibt. Auch heissen die Forschenden regelmässig Schulklassen willkommen, um das Gokart vorzuführen und ihre Arbeit zu erklären.

In naher Zukunft plant das Team, mit einem zweiten Gokart dynamische Verkehrssituationen nachzustellen und diese autonom zu bewältigen.

Videos geben Einblick

Zwei Videos zeigen die Ergebnisse der ersten beiden Masterthesis-Studenten, die beim Gokart-Projekt mitwirken. Sie wurden von einer Onboard-Kamera des Gokarts aufgenommen. Ein Sicherheitsfahrer sitzt im Gokart und regelt die Geschwindigkeit.

Nachfolgendes Video zeigt das autonome Umfahren von wechselnden Hindernissen entlang einer vorgegebenen Schleife. Gegen Ende des Videos (ab 5m20s) wird auch die autonome Not-Stop-Funktionalität vorgeführt, indem ein Gymnastikball vor das Gokart gerollt wird. Hier geht's zum Video


Im zweiten Video fährt das Gokart autonom einer Folge von Markierungen entlang. Durch den Kontrast zum grauen Bodenbelag sind die Streifen mittels einer Event-based-Kamera auch bei wechselnden Lichtverhältnissen gut erkennbar. Unter ausschliesslicher Benutzung der Kameradaten werden die Bodenmarkierungen von der Software gleichzeitig kartografiert und abgefahren. Hier geht's zum Video

Vierzigtausend Zeilen Quellcode öffentlich

Die für das Gokart entwickelte Software ist öffentlich einsehbar. Die Software ist in drei Ebenen untergliedert:

  • Universelle mathematische Datenstrukturen und Berechnungen befinden sich hier
     
  • Algorithmen zum Planen der Trajektorien von Robotern werden berechnet, simuliert und hier publiziert.
     
  • Gokart spezifischer Code und Algorithmen finden Sie hier.

Der gesamte Quellcode umfasst über vierzigtausend Zeilen, die auf ca. 1900 Dateien verteilt sind.