Team GalaXIs presenting their concept of an autonomous model car at the Germany-wide Carolo-Cup 2008.

1. Team GALAXIS
Teilnahme am Carolo-Cup 2008

2. Das Team
Yves Duhr
Philipp Fischer
Stefan Kockelkoren
Julian Krenge
Hugues Tchouankem
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Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

3. Gliederung
I. Herstellungskosten und Energiebilanz
II. Konzept des autonomen Einparkens
III. Spurführungskonzept mit Ausweichmanövern
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Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

4. Abschnitt I
Herstellungskosten und Energiebilanz
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

5. Anforderungen
Günstige Komponenten
Geringer Stromverbrauch
Wenige Fehlerquellen
Hohe Effizienz
Sicheres System
Leichte Wartbarkeit
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Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

6. Anforderungen
Günstige Komponenten
Geringer Stromverbrauch
Wenige Fehlerquellen
Hohe Effizienz
Sicheres System
Leichte Wartbarkeit
→ Mikrocontroller oder Embedded PC?
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Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

7. Mikrocontroller vs Embedded PC
Contra Embedded PC:
- Teuer
- Hoher Stromverbrauch, Abwärme
- Hohes Gewicht
- Komplexes System
- Betriebssystem ist Fehlerquelle
Contra Mikrocontroller:
- Geringere Leistung
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Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

8. Herstellungskosten
Tamyia TT-01 Chassis, inklusive Motor, 155,38 €
Lenkservo, Karosserie und Akku
Mikrocontroller (CMUcam3 Modul mit 248,00 €
Kamera und ATmega128 auf EvaBoard-I)
Sensoren (Ultraschall-, Infrarotsensor und 168,85 €
Optokoppler)
Sonstiges 20,00 €
SUMME 592,23 €
zzgl. Mehrwertsteuer (19 %) 113,59 €
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9. Energiebilanz
Stromaufnahme bei 7,2 Volt:
ATmega128 auf EvaBoard-I ~ 115 mA
CMUcam3 Modul mit Kamera ~ 120 mA
ATmega128 + CMUcam3 + Motor idle ~ 265 mA
Gesamtsystem: ~ 600 mA
Maximale Stromaufnahme: ~ 1500 mA
Folie 6
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

10. Energiebilanz
Stromaufnahme bei 7,2 Volt:
ATmega128 auf EvaBoard-I ~ 115 mA
CMUcam3 Modul mit Kamera ~ 120 mA
ATmega128 + CMUcam3 + Motor idle ~ 265 mA
Gesamtsystem: ~ 600 mA
Maximale Stromaufnahme: ~ 1500 mA
Bei 4200 mAh ist ein Dauerbetrieb von ca. 2h mit 20%
Restkapazität möglich.
Folie 6
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

11. Aufbau des Fahrzeugs
- Hoch gelegene Kamera für
maximalen Blickwinkel
- Leicht erreichbare
Komponenten für schnelle
Wartung
- Übersichtlicher Aufbau für
einfache Erweiterbarkeit
Folie 7
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

12. Aufbau des Fahrzeugs
- Hoch gelegene Kamera für
maximalen Blickwinkel
- Leicht erreichbare
Komponenten für schnelle
Wartung
- Übersichtlicher Aufbau für
einfache Erweiterbarkeit
Folie 8
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

13. Aufbau des Fahrzeugs
- Hoch gelegene Kamera für
maximalen Blickwinkel
- Leicht erreichbare
Komponenten für schnelle
Wartung
- Übersichtlicher Aufbau für
einfache Erweiterbarkeit
Folie 8
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

14. Aufbau des Fahrzeugs
- Hoch gelegene Kamera für
maximalen Blickwinkel
- Leicht erreichbare
Komponenten für schnelle
Wartung
- Übersichtlicher Aufbau für
einfache Erweiterbarkeit
Folie 8
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

15. Logischer Aufbau des Fahrzeugs
- Nur zwei Mikrocontroller nötig
- ATmega128 zur Auswertung von Sensoren:
- Abstände mittels Ultraschall und Infrarot
- Geschwindigkeit mittels Encoderscheiben
- CMUcam3 (ARM7) für Steueraufgaben
- Serielle Kommunikation per eigenem Protokoll
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16. Logischer Aufbau des Fahrzeugs
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17. Abschnitt II
Konzept des autonomen Einparkens
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

18. Verwendete Hardware
- Kamera zum Erkennen der Fahrbahnmarkierung
- Ultraschallsensoren zur Ausrichtung in der Parklücke
- Infrarotsensor an der Seite zum Erkennen der
Parklücke
- Aufteilung in drei Schritte:
1) Parklücke finden
2) In Parklücke fahren
3) Ausrichten
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Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

19. Schritt 1: Parklücke finden
- Folgen der Fahrbahnmarkierung in konstantem Abstand
- Messen der Parklückenlänge
- Seitliche Abstandsmessung (Infrarot)
- Gefahrene Wegstrecke (Optokoppler)
- Ausgangsposition einnehmen
Folie 12
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

20. Schritt 1: Parklücke finden
Folie 13
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

21. Schritt 1: Parklücke finden
Folie 13
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

22. Schritt 1: Parklücke finden
Folie 13
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

23. Schritt 1: Parklücke finden
Folie 13
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

24. Schritt 1: Parklücke finden
Folie 13
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25. Schritt 2: In die Parklücke fahren
- Minimale Geschwindigkeit
- Fahrt mit maximalem Lenkeinschlag nach rechts
- Fahrt mit maximalem Lenkeinschlag nach links bis zum
hinterem Objekt
Folie 14
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26. Schritt 2: In die Parklücke fahren
Folie 15
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27. Schritt 2: In die Parklücke fahren
Folie 15
Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

28. Schritt 3: Ausrichten
- Fahrt nach vorne bis zum vorderen Objekt
- Ausrichtung an rechts liegender Linie
Folie 16
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29. Schritt 3: Ausrichten
Folie 17
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30. Schritt 3: Ausrichten
Folie 17
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31. Abschnitt III
Spurführungskonzept mit
Ausweichmanövern
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32. Fahrbahnerkennung
- Liniensuche in einer Bildzeile
- Helligkeitsunterschied
- Sättigung
- Breite der Linie
- Zusammenfassung von drei Linien zu einem Cluster
- Lage der Spur und Güte der Erkennung zu jedem
Cluster bekannt
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33. Fahrbahnerkennung
Folie 19
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34. Fahrbahnerkennung
Folie 19
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35. Fahrbahnerkennung
Folie 19
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36. Spurfolgen
Folie 20
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37. Spurfolgen
Lenkung
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38. Spurfolgen
Geschwindigkeit
Lenkung
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39. Hinderniserkennung
- Überprüfung der vorderen Ultraschallsensoren
- Bei erstem Kontakt senken der Geschwindigkeit
- Zweite Messung:
Hindernis erkannt Ausweichmanöver
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40. Hinderniserkennung
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41. Hinderniserkennung
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42. Hinderniserkennung
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43. Ausweichmanöver
1) Fahren einer Ausweichtrajektorie
- Aufbau abhängig von Streckenführung
2) Folgen der gestrichelten Linie
- Mindestens 60 cm
- Test, ob Hindernis umfahren, per Infrarot
3) Fahren einer Rückkehrtrajektorie
- Aufbau wieder abhängig von Streckenführung
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44. Ausweichmanöver
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45. Ausweichmanöver
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46. Ausweichmanöver
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47. Ausweichmanöver
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48. Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
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