Need for Speed: Freescale Cup für autonome Modellfahrzeuge
Gerade mal 180 Euro kostet ein Standard-Bausatz des Chip-Herstellers Freescale, um Modellautos autonomes Fahren beizubringen. Wer die Freescale Cup World Finals gewinnen will, muss aber noch draufsatteln.
Ein wenig traurig wirken die Mitglieder des Teams "Racing Falcons" aus Indien schon vor dem Finale. "Probleme mit den Kamera-Winkeln", erklären die Studenten vom Bannari Amman Institute of Technology beim Warten aufs Mittagessen in der Kantine des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS) in Erlangen. Da bis zum wichtigsten Rennen des Jahres nur noch 90 Minuten Zeit sind, leidet auch der Appetit. Ob sie das noch hinbekommen? Gemeinschaftliches Schulterzucken.
Freescale Cup 2015 (25 Bilder)
Die Racing Falcons waren die Einzigen, die bei den Freescale Cup World Finals 2015 in Erlangen mit zwei parallel angeordneten Ein-Zeilenkameras an den Start gingen, von denen eine die rechte und die andere die linke Fahrbahnbegrenzung im Auge behalten sollte. Richtig wettbewerbsfähig waren die Inder mit dieser Technik aber nicht. Ganz anders die Stimmung im chinesischen Team. Schon die Trainingsläufe hatten gezeigt, dass im Finale mit ihnen gerechnet werden muss. Auch die Schweizer galten als Mitfavoriten.
Der Wettbewerb
Den Freescale Cup für autonome Modellfahrzeuge veranstaltet der gleichnamige texanische Halbleiterhersteller bereits seit mehr als einem Jahrzehnt. Zielgruppe sind Studenten im Bachelor-Studium etwa der Informatik, Elektrotechnik oder der Ingenieurwissenschaften. In diesem Jahr nahmen weltweit rund 5000 Teams teil, von denen sich die besten neun über regionale und überregionale Vorentscheide für die Freescale Cup World Finals qualifiziert hatten, die am Montag und Dienstag am Fraunhofer IIS ausgetragen wurden.
Die Regeln sind recht einfach: Alle Teams verwenden als Basis einen Standard-Bausatz von Freescale, der das Chassis, ein Entwickler-Board mit 32-Bit-Mikrocontroller, Räder, Kamera, Batterie, einen Servomotor für die Vorderachslenkung sowie einen Antriebsmotor für die Hinterachse enthält. Board und Controller können getauscht werden, müssen aber ebenfalls aus dem Hause Freescale stammen.
Mehr Freiraum haben die Teams bei der Auswahl von Sensoren, von denen bis zu 16 Stück am Auto verbaut werden dürfen. Darunter beispielsweise Beschleunigungs- und Drehzahlsensoren oder zusätzliche Kameras. Alle damit generierten Daten müssen aber ebenso wie die Fahrzeugsteuerung von einem einzigen 32-Bit-Mikrocontroller verarbeitet werden.
Das Finale
Die von schwarzen Randstreifen begrenzte Fahrstrecke absolvieren die Modellautos vollständig autonom. Da das Parcours-Layout erst unmittelbar vor einem Wertungslauf bekannt gegeben wird, bringt es auch wenig, Daten von Trainingsstrecken einzuprogrammieren. Erschwert wird der Kurs durch Elemente wie Schikanen, Kuppen oder Abschnitte, in denen die Autos wie auf einer Buckelpiste durchgeschüttelt werden. Wer den Kurs am schnellsten bewältigt, ohne die Fahrbahn zu verlassen und keine Strafen aufgebrummt bekommt, gewinnt.
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Strafsekunden gibt es beispielsweise, wenn die Fahrzeuge nach Überqueren der Ziellinie nicht von selbst anhalten, sondern weiter in der Gegend rumdüsen. Und das kam beim Finale im IIS-Foyer durchaus vor. Das Passieren von Kuppen gehört mit zu den schwierigsten Aufgaben. Nutzt man ausschließlich die üblicherweise an einem Mast montierte Standardkamera, verliert diese an der Steigung für kurze Zeit den Sichtkontakt zu den Seitenlinien.
Viele Teams verwenden deshalb zwei Ein-Zeilenkameras: eine, die geradeaus schaut, und eine, die nach unten gerichtet ist. Andere Teams wiederum setzen Kameras mit Weitwinkel-Linsen ein – darunter auch das chinesische Team von der Hochschule für Naturwissenschaften und Technologie in Peking, dessen Kamera mit 200 x 400 Pixeln auflöst. Die Chinesen belegten zudem, dass für einen Sieg beim Freescale Cup auch eine Portion Glück nötig ist. Denn bei den ersten beiden Fahrten flog ihr Auto jeweils vor der letzten Kuppe von der Strecke.
Beim dritten und letzten Versuch klappte es dann aber: Mit einer Bestzeit von 17,13 Sekunden setzte sich USTBSMARTCAR an die Spitze und gab die Führung bis zum Schluss nicht mehr her. Zweiter wurde das Team "Swinburne" aus Malaysia, gefolgt von Team "ARCar1" der Haute Ecole Arc aus Neuchâtel. Die Schweizer hatten sich bei den EMEA-Ausscheidungen Ende April in Turin qualifiziert und waren damit die einzigen Europäer bei den World Finals. Das indische Team musste sich am Ende mit Platz 9 begnügen. (pmz)
