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Autonomes Fahren mit Basler Kameras und Framegrabber

Das autonome Fahren der höchsten Stufe 5 ist schon heute Realität – allerdings auf ausgewiesenen Test- und Wettbewerbsstrecken ohne jegliche Unfallgefahr. Diese besondere Ingenieursleistung wurde von Studierenden des GreenTeam Stuttgart eindrucksvoll umgesetzt. Diese bauen seit 2009 jährlich neue Rennwagen, die bei internationalen Konstruktionswettbewerben, den so genannten Formula Student Rennen, ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen. Anfangs mit Verbrennungsmotoren ausgestattet, stehen nunmehr elektrisch betriebene Rennwagen im Mittelpunkt, das heißt bemannte wie auch autonome Fahrzeuge. Seit Jahren ist das GreenTeam äußerst erfolgreich und steht seit 2010 ununterbrochen in den Top 10 der Weltrangliste bei Elektro-Rennwagen.

Wesentliche Aufgabe des in den Fahrzeugen installierten Bildverarbeitungssystems ist es, am Fahrbahnrand sowie am Start und Ziel aufgestellte verschiedenfarbige Hütchen im nahen Bereich schnell und sicher zu erkennen, die Distanz zu bestimmen, Farben zuzuweisen und daraus die gesamte abzufahrende Strecke als Karte mit 2D-Koordinaten zu rekonstruieren.

Das System besteht aus einem Sensorverbund aus einem LiDAR-Sensor, verbunden mit einer GPU, und zwei Basler ace acA1300-75gc Farbflächenkameras, die 88 Bilder pro Sekunde mit 1,3 MP Auflösung per GigE Vision-Schnittstelle an den microEnable IV VQ4‐GPoE Framegrabber ausgeben. Für die Verarbeitung digitaler Steuersignale ist der Framegrabber mit einer speziellen Erweiterungskarte, dem Opto-Trigger 5, ausgestattet. Die benötigte Funktionalität erhält das Bildverarbeitungssystem über die Entwicklungsumgebung VisualApplets, anhand derer das Team die FPGAs mit den passenden Anwendungen in kurzer Zeit grafisch programmiert hat.

Wie die verschiedenen Bildverarbeitungs-Komponenten zusammenspielen – darüber lesen Sie mehr in unserer Customer Story.