Zusammenfassung
Im Jahre 1888 trat Bertha Benz die erste Überlandfahrt in der Geschichte des Automobils an. 125 Jahre später wiederholte die Mercedes Benz S-Klasse S 500 Intelligent Drive diese historische Fahrt von Mannheim nach Pforzheim – selbständig, ohne Fahrereingriff und im realen Verkehr. Die Bertha-Benz-Route ist 103 km lang und zeichnet sich durch eine breite Vielfalt von zu bewältigenden Fahrsituationen aus, die repräsentativ für den heutigen Alltagsverkehr sind. Die Strecke beinhaltet die Innenstädte von Mannheim und Heidelberg sowie die Durchfahrung von 23 Ortschaften und kleineren Städten. Zu den Situationen, die ein autonomes Fahrzeug auf der Bertha-Benz-Route beherrschen muss, gehören z. B. Kreisverkehre, Kreuzungen mit und ohne Ampelanlagen, Zebrastreifen, Überholen von Radfahrern oder enge Ortsdurchfahrten mit entgegenkommendem Verkehr. Eine Besonderheit des vorgestellten Projektes war die ausschließliche Verwendung seriennaher Sensorik. Kameras und Radarsensoren in Verbindung mit einer präzisen digitalen Karte ermöglichten die Erfassung des Fahrzeugumfelds auch in komplexen Situationen. Dieser Artikel liefert eine Systemübersicht des Fahrzeugs. Er beschreibt die kamerabasierte Umgebungswahrnehmung, die verwendeten digitalen Karten und die kartenrelative Selbstlokalisierung sowie die Manöverplanung in komplexen Verkehrsszenarien.
Abstract
When Bertha Benz started her trip from Mannheim to Pforzheim in 1888 it was the first time that a car was used for a long distance journey. 125 years later, the Mercedes S-class S 500 Intelligent Drive repeated this historical journey – autonomously, without any intervention by the driver, and in normal traffic. The historical route is 103 km long and exhibits a large variety of situations which are representative for today's traffic. The route passes through the city centers of Mannheim, Heidelberg and through 23 villages and small towns. On this route, the vehicle had to cope with roundabouts, crossroads with and without traffic lights, zebra crossings, narrow street sections, and sometimes it also had to overtake cyclists. In contrast to other projects of autonomous driving, the vehicle was only equipped with close-to-production sensors. Cameras, radar units and an accurate digital map enabled the vehicle to perceive and interpret its environment, even in complex situations. This paper provides a survey of the technical solutions which enabled the vehicle to drive autonomously including the camera based environment perception, the digital maps, the self-localization algorithm, and the behavior planning approach for complex traffic situations.
Über die Autoren
Thao Dang ist Entwicklungsingenieur im Team Situationsanalyse der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Martin Lauer studierte Informatik an der Universität Karlsruhe und promovierte im Bereich Maschinelles Lernen an der Universität Osnabrück. Seit 2008 arbeitet er als Gruppenleiter am Karlsruher Institut für Technologie im Bereich kamerabasierte Umfelderfassung für mobile System.
Institut für Mess- und Regelungstechnik, Karlsruher Institut für Technologie, Engler-Bunte-Ring 21, 76131 Karlsruhe, Deutschland
Philipp Bender ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Mobile Perception Systems am FZI Forschungszentrum Informatik in Karlsruhe.
Forschungszentrum Informatik, Mobile Perception Systems, Haid-und-Neu-Str. 10–14, 76131 Karlsruhe, Deutschland
Markus Schreiber ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Mobile Perception Systems am FZI Forschungszentrum Informatik. Seit seinem Studium im Fachbereich Mechatronik beschäftigt er sich dort mit Kartierung und Lokalisierung für das autonome Fahren.
Forschungszentrum Informatik, Mobile Perception Systems, Haid-und-Neu-Str. 10–14, 76131 Karlsruhe, Deutschland
Julius Ziegler hat an der Universität Karlsruhe Informatik studiert und anschließend als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Karlsruher Institut für Technologie sowie als Gruppenleiter am FZI Forschungszentrum Informatik an der Entwicklung von autonomen Fahrzeugen mitgearbeitet. Als Teil des Teams Anniway nahm er als Finalist an der Urban Challenge 2007 teil und gewann die Grand Cooperative Driving Challenge im Jahr 2012. Seit 2014 ist er bei der Firma Atlatec tätig.
Atlatec UG, Haid-und-Neu-Str. 7, 76131 Karlsruhe, Deutschland
Uwe Franke leitet Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Hans Fritz ist Entwicklungsingenieur im Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Tobias Strauß studierte Maschinenbau sowie Elektro- und Informationstechnik am Karlsruher Institut für Technologie und promovierte dort im Bereich videobasierter Umfelderfassung. Seit 2015 ist er am Karlsruher Institut für Technologie als Gruppenleiter im Bereich autonomer Fahrzeuge tätig.
Institut für Mess- und Regelungstechnik, Karlsruher Institut für Technologie, Engler-Bunte-Ring 21, 76131 Karlsruhe, Deutschland
Henning Lategahn hat in Aachen und Finnland Informatik studiert und danach am KIT zu Bildverarbeitungsthemen promoviert. Nach erfolgreicher Promotion gründete er Atlatec und arbeitet dort nun als Geschäftsführer.
Atlatec UG, Haid-und-Neu-Str. 7, 76131 Karlsruhe, Deutschland
Christoph Keller ist Entwicklungsingenieur im Team Lokalisierung und Datenhaltung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Eberhard Kaus leitet das Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Clemens Rabe ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Nils Appenrodt ist Entwicklungsingenieur im Team Aktive Sensoren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
David Pfeiffer ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Frank Lindner ist Entwicklungsingenieur im Team Kameras und Mustererkennung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Fridtjof Stein ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Friedrich Erbs war Doktorand im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Markus Enzweiler ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Carsten Knöppel ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Jochen Hipp ist Entwicklungsingenieur im Team Lokalisierung und Datenhaltung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Martin Haueis leitet das Team Lokalisierung und Datenhaltung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Maximilian Trepte ist Entwicklungsingenieur im Team Aktive Sensoren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Carsten Brenk ist Entwicklungsingenieur im Team Aktive Sensoren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Andreas Tamke ist Entwicklungsingenieur im Team Situationsanalyse der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Mohammad Ghanaat ist Entwicklungsingenieur im Team Lokalisierung und Datenhaltung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Markus Braun ist Entwicklungsingenieur im Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Armin Joos ist Entwicklungsingenieur im Team Kollisionsschutz der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Horst Mock leitet das Team Konzeption und Betrieb Erprobungsträger der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Martin Hein ist Entwicklungsingenieur im Team Kollisionsschutz der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Dominik Petrich ist Entwicklungsingenieur im Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Nicolai Schneider ist Entwicklungsingenieur bei IT-Designers im Bereich Bildverarbeitung.
IT Designers, Esslingen, Deutschland
Winfried Kronjäger ist Entwicklungsingenieur im Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Eberhard Zeeb leitet die Abteilung Fahrautomatisierung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
Christoph Stiller ist Professor für Mess- und Regelungstechnik am Karlsruher Institut für Technologie und Direktor am FZI Forschungszentrum Informatik. in seiner Forschung beschäftigt er sich mit kamerabasierter Umfelderfassung, Fahrerassistenzsystemen und autonomen Fahrzeugen.
Institut für Mess- und Regelungstechnik, Karlsruher Institut für Technologie, Engler-Bunte-Ring 21, 76131 Karlsruhe, Deutschland
Ralf Guido Herrtwich leitet den Bereich Fahrerassistenz- und Fahrwerksysteme der Daimler Forschung und Vorentwicklung.
Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland
©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston
