Die neuen Chauffeure

An autonomen Fahrzeugen arbeitet nicht nur die Automobilindustrie. Auch für Hochschulen bietet das Thema Anwendungsfelder in Forschung und Lehre. Prof. Dr. Tom Tiltmann und Vladislav Vlasuk vom Institut für Produktion fokussieren dabei auf die Entwicklung von Assistenzsystemen.

An selbstfahrenden Autos führt wohl kein Weg vorbei. Die Frage ist nicht ob, sondern wie lange es noch dauern wird, bis autonome Fahrzeuge flächendeckend auf unseren Straßen fahren. Unabhängig von ethischen und versicherungstechnischen Fragestellungen, die sich unweigerlich mit diesem Thema ergeben, arbeiten nicht nur Automobilunternehmen an der Entwicklung, sondern auch die Hochschulen.

Autonomesfahren
ARC 1 steht für Autonomous Racing Car: Bis zu 80 km/h ist das Modellauto schnell – für die Testfahrten auf dem Campus gibt es jedoch ein Tempolimit von 20 km/h.
Thilo Schmülgen/TH Köln

In Deutschland sind einige damit schon ziemlich erfolgreich: An der Hochschule Heilbronn beispielsweise gibt es bereits eine Teststrecke, auf der das Fahrverhalten von Nutzfahrzeugen für Straßenreinigung, Müllentsorgung oder Paketzustellung erprobt wird. Und wer das Mitfahrgefühl in einem autonomen Fahrzeug testen will, kann sich auf dem Berliner Campus des Innovationszentrums für Mobilität und gesellschaftlichen Wandel in ein E-Shuttle setzen.

Racing Cars im Maßstab 1:8

Dennoch gibt es genug Anwendungsfelder, die noch wenig erforscht sind. Deshalb wollen Prof. Dr. Tom Tiltmann und sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Vladislav Vlasuk vom Institut für Produktion das Thema Autonomes Fahren auch an unserer Hochschule etablieren. Über Lehrforschungsprojekte arbeiten sie mit Studierenden an einem selbstfahrenden Fahrzeug – wobei streng genommen die Studierenden das Modell ganz eigenständig entwickeln.

„In der Industrie arbeitet man überwiegend mit abstrahierten Modellen, Luftfahrzeugen sozusagen“, erklärt Vlasuk. „Wir benutzen handelsübliche, funkferngesteuerte Racing Cars im Maßstab 1:8.“ Entfernt man deren Plastikschale, bleiben bis auf Motor, Reifen und Achsen kaum Elemente der Wiedererkennung übrig. Aber für Techniker wird es hier erst interessant.

Neue Komponenten aus dem Drucker

Bisher stehen im Labor drei Modelle, an denen laufend größere und kleinere Umbauten vorgenommen werden. An ihnen sind Tiefenbild- und Bewegungskameras, Ultraschall- und Radarsensoren montiert, damit die Fahrzeuge Menschen und Gegenstände sowie Verkehrsschilder erkennen, Abstände berechnen und Geschwindigkeiten einhalten können. Die Geräte erfassen ihre Umwelt über 360 Grad, ab einem Abstand von 30 bis zu 400 Zentimetern. Um die Sensoren und Controller auf dem Chassis anbringen zu können, müssen die Studierenden passgenaue Bauelemente entwickeln und fertigen.Hierfür kollaborieren Tiltmann und Vlasuk mit Prof. Dr. Stefan Benke und seinen Mitarbeitern vom Institut für Werkstoffanwendung.

Sieben 3D-Drucker stehen in Benkes Projektlabor für die Studierenden bereit, um Gussmodelle oder andere Komponenten aus Kunststoff zu fertigen und deren Materialeigenschaften zu prüfen. Hier entstehen auch die Kunststoff bauteile, mit denen die Studierenden die funkferngesteuerten Modellfahrzeuge in vollautonome Fahrzeuge umrüsten. Zu den Aufgabenstellungen gehören neu entwickelte Reifen, ein hydraulisches Allradbremssystem zum individuellen Abbremsen der Räder und ein Odometriesystem, um die Drehrichtungund Geschwindigkeit zu messen.  Außerdem sollen über ein spezielles Fahrwerk alle vier Räder schwenkbar gemacht werden.

In den nächsten Jahren werden die Modelle so weit entwickelt, dass die Fahrzeuge über eine neuartige IT-Architektur miteinander kommunizieren und Fahrerassistenzsysteme entworfen werden können. Bereits jetzt erproben Studierende im Master Automotive Engineering Programme und Assistenzsysteme. Außerdem sind zwei kooperative Promotionen mit Universitäten und der Industrie geplant.
 

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Entwurf der Designstudierenden: Neben der bewussten Inszenierung des Symbolhaften soll die netzartig designte Hülle den Sensoren dort Durchblick ermöglichen, wo dieser benötigt wird.
Michaela Patschurkowski

„Das Projekt bietet aber auch innerhalb der Hochschule viel Raum für interdisziplinäre Zusammenarbeit“, sagt Vlasuk. Maschinenbau, Technische Informatik, Elektrotechnik, Fahrzeugtechnik und Medientechnologie – über Projekt- oder Abschlussarbeiten können Studierende aus verschiedenen Bereichen die pilotierten Fahrzeuge mitgestalten. Gerade haben angehende Designerinnen und Designer der Köln International School of Design (KISD) eine futuristische Verkleidung entwickelt. Die Schale kommt ebenfalls aus dem 3D-Drucker und ist mehr als Symbol für Netzwerke und eine Entmaterialisierung gedacht denn als ein konkretes Auto.

„Wenn die klassischen Elemente, die ein Auto definieren, nicht mehr benötigt werden, stellt sich die Frage, welches Gesicht ein autonomes Fahrzeug haben kann”, erklärt Professor Hatto Grosse, der an der KISD Industriedesign lehrt, den neuen Look.

Text: Monika Probst

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