18.10.2016

Informatiker in Reutlingen erforschen autonomes Fahren

Das Auto der Zukunft entsteht auch in Reutlingen. Mit rund 600.000 Euro unterstützt jetzt das Bundesministerium die Forschungen in Reutlingen zum autonomen Fahren. Die Forschungsgruppe um Prof. Dr. Cristóbal Curio ist Teil der offenen Fusions Plattform, an der bundesweit zahlreiche Unternehmen und Forschungseinrichtungen beteiligt sind.

Ein Elektrofahrzeug fährt auf einem Parkplatz mit kabellosen Ladestationen vollautomatisiert eine freie Ladestation an und positioniert sich über der Ladeplatte. Nach abgeschlossenem Ladevorgang fährt das Fahrzeug vollautomatisiert auf einen freien Parkplatz ohne Ladeplatte.

Alfred Siewe-Reinke

Selbstfahrende, autonom fahrende Autos – ob Google oder Mercedes Benz, fast alle großen IT- oder Autounternehmen forschen derzeit an der Zukunft des Autos, das ohne einen Fahrer auskommen wird. Zu den Pionieren auf diesem Gebiet zählt seit diesem Jahr auch die Hochschule Reutlingen. Denn sie ist Partner in dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt „Offene Fusions-Plattform.“ Acht Millionen Euro stellt der Bund für drei Jahre zur Verfügung. Rund 600 000 Euro davon bekommen die Forscher in Reutlingen. An dem Projekt ist ein Konsortium von Forschungseinrichtungen, IT-Unternehmen sowie Unternehmen aus dem Umfeld der Automobilindustrie beteiligt.

 Das Auto muss quasi sehen und handeln können wie ein Mensch

Zwar fahren schon in Kalifornien oder testweise auf deutschen Autobahnen autonome Autos und Lkws, aber Herausforderungen im praktischen Betrieb gibt es noch viele, so Prof. Dr. Cristóbal Curio von der Fakultät Informatik an der Hochschule Reutlingen. „Problematisch wird es, wenn die Autos nicht auf Autobahnen oder Landstraßen unterwegs sind, sondern in der Stadt. Hier laufen Fußgänger, Kinder oder auch mal Hunde über die Straße. Die senden üblicherweise keine digitalen Signale aus, die durch IT-Systeme verstanden werden. Wenn ein selbstfahrendes Auto Fußgänger erkennen will, muss es quasi so sehen und handeln können wie ein Mensch“.

Forschungsgruppe Kognitive Systeme

Seit Jahren befasst sich Prof. Curio genau mit diesem Thema. In Reutlingen leitet er die Forschungsgruppe Kognitive Systeme an der Fakultät Informatik, mit der er sich jetzt an der offenen Fusions Plattform beteiligt. Curio kann dabei das Problem, mit dem sich die Entwickler beschäftigen, an einem einfachen Beispiel erklären. Ein Ball liegt auf der Straße, auf dem Bürgersteig geht eine Frau mit einem Kind an der Hand. Jetzt heißt es vorsichtig fahren. Das Kind könnte auf die Straße rennen. Doch wie bringt man das, was jeder Autofahrer selbstverständlich erkennt, einem IT-System bei?

Das ist die zentrale Frage, mit der sich die Informatiker in Reutlingen befassen. Kameras und Sensoren der Zukunft müssen nicht nur Bilder während der Fahrt aufnehmen, sondern sie auch analysieren können, wie ein echter Fahrer. Wo sind der Ball, das Kind und die Frau auf dem Bild – und was ist die Bedeutung dieser Szene? Was passiert als Nächstes? Es klingt wie das „wer wie was, wieso weshalb warum?“ aus der Sesamstraße. Damit die IT-Systeme in den Autos die Bilder der Kameras analysieren können, müssen die digitalen Bilder mit Informationen durch eine Art digitales Wissen zu Bildinhalten verknüpft werden. Erst dann kann ein IT-System die einzelnen Elemente eines Bildes, wie die Personen oder Gegenstände, unterscheiden und zueinander in Verbindung setzen.

Basis ist eine riesige Datenbank

Um die Bilder auf interessante Informationen hin auszuwerten, nutzen die Forscher eine riesige Bild- und Videodatenbank. In unzähligen Versuchsreihen werden dabei die Algorithmen eines Programms so angepasst, bis das System die einzelnen Elemente eines Bildes zweifelsfrei erkennt. Vorstellen muss man es sich wie einen Lernprozess. Am Anfang stehen einfache Formen. Der Programmcode kann diese Formen zunächst als undefiniertes Hindernis erkennen, analysiert diese Grundformen immer weiter, bis sie fehlerfrei erkannt werden.

„Doch mit der reinen Bilderkennung ist es nicht getan“, so Curio. Das System muss das Verhalten der Fußgänger deuten und im Voraus abschätzen können. Was ist zum Beispiel damit gemeint, wenn eine Fußgängerin dem Auto ein Handzeichen gibt? Weiterfahren oder anhalten? Läuft ein Kind auf die Straße, wie kann das Auto dann reagieren – hupen, bremsen, ausweichen oder alles gleichzeitig? Vergleichen lässt sich die Aufgabe mit der Entwicklung eines guten Schachcomputers, der mögliche Züge und Handlungsvarianten weit im Voraus berechnen kann. Nur gibt es beim Schachcomputer ein klares Spielfeld und Spielregeln. Im Straßenverkehr ändert sich das Spielfeld, die Straße, quasi ständig. Und auch die Figuren, die Fußgänger, machen, was sie wollen.

 

Links

offene Fusions Plattform

Projektgruppe Fakultät Reutlingen