Team Spatzenhirn hat mit Sensorik von Leuze electronic erneut die Nase vorn

Heiss umkämpft ist er, der Carolo Cup der TU Braunschweig. 15 Studententeams verschiedener europäischer Universitäten treten dort seit bereits 10 Jahren ein Mal jährlich gegeneinander an, wenn es darum geht: Welches autonome Modellfahrzeug hat die Nase vorn - beim Rundkurs, erweiterten Hinderniskurs und Einparken? Das Team Spatzenhirn der Universität Ulm, unterstützt von Leuze electronic, weist stolze Erfolge auf und räumte schon mehrfach den ersten Platz ab – so auch in 2017.

Stolz ist das Ulmer Team Spatzenhirn auf seine Auszeichnungen, Pokale und natürlich vor allem auf seinen „Spatz“, wie sie ihr selbst entwickeltes autonomes Modellfahrzeug liebevoll nennen. SPA TZ 8-1 lautet sein Kennzeichen. Wie man auf diesen Namen kommt? „Ganz einfach“, erklärt Alex Grathwohl. Der Elektrotechniker im 2. Mastersemester ist bereits seit mehreren Jahren festes Teammitglied: „Der Ulmer Spatz ist das Wahrzeichen Ulms und zum Spitznamen für die Einwohner der Stadt geworden, so auch für unser Modellauto. Extra für uns holt er den „Spatz“ aus der Projektwerkstatt in den sonnigen Besprechungsraum hoch. Man sieht auf den ersten Blick, wie viel Zeit, Liebe zum technischen Detail und „Hirn“ – der zweite Teil des Teamnamens - in ihm steckt. Wie Handballer ihre Schuhsohlen während des Spiels immer wieder säubern, so sind es beim Spatzen die Reifen, erläutert uns der Studierende, während er über einen der Reifen streicht. Das mache einen großen Unterschied in der Griffigkeit, vor allem nach der heißen Testphase vor dem Cup auf dem eigens dafür kreiierten Parcours in einer großen Halle auf dem Unigelände. Unterjährig stehen dort Testfahrzeuge in Lebensgröße, anhand derer die angehenden studierenden Entwicklungsingenieure auf die Anforderungen der Automobilindustrie der Zukunft vorbereitet werden. Um jede Millisekunde geht es beim Carolo Cup, denn auch die Konkurrenz schläft nicht – so wie im wahren Leben. Austausch findet zwischen den 15 teilnehmenden Teams unterjährig seltener statt – „es ist doch schon ein Wettbewerb, aber zu fairen und gleichen Bedingungen für alle“, so Alex Grathwohl. „Eventuell gibt es einmal ein Testrennen mit einem anderen Team vorab, damit man weiß, wo man steht, und man trifft sich beim jährlichen Pre-Event des Carolo Cups in Abstatt, der von einem großen Automobilzulieferer veranstaltet wird“. Zu diesem Zeitpunkt, zirka 3 Monate vor Stattfinden des Cups, sind die autonomen Modellfahrzeuge aber noch nicht fertig - die heiße Phase beginnt erst danach. Der Zusammenhalt im eigenen Team ist groß. Sogar ein eigenes Spatzenhirn-T-Shirt hat die 15 bis 20-köpfige Mannschaft entworfen. T-Shirtträger sind vor allem Studierende der Elektrotechnik, Informationssystemtechnik, Informatik, Medieninformatik und Physik, nach wie vor meist männlichen Geschlechts. Jedes der Teammitglieder hat seine konkrete Aufgabe. Im Bereich Software sind dies beispielsweise die Bildverarbeitung zur Erkennung von Verkehrsschildern, Fahrspuren, Sperrflächen, Zebrastreifen, Stopplinien und anderen Fahrbahnmarkierungen. Trajektorienplanung basierend auf der erkannten Spur, Entwickeln einer Regelung um der Spur zu folgen, Programmieren einer Kommunikationsschnittstelle zur Hardware, die Auswertung von Sensorik wie Laserabstandssensor, Gyroskop, Accelerometer und Tiefenkamera, die Erkennung von Hindernissen, Entscheidungsfindung im Hinderniskurs, Mapping und Tracking der gefahrenen Strecke und erkannten Objekte sind ebenso elementare Aufgaben des Software-Teams. Für den Carolo Cup 2017 wurde die Software komplett neu programmiert. Aber auch im Bereich Hardware sind die Aufgaben vielfältig und spannend. Hier geht es vor allem um Platinenentwicklung, -bestückung, Tests und Instandhaltung, um Firmwareprogrammierung zur Hardwaresteuerung auf STM32-Basis sowie den Aufbau und Verbesserung des Fahrwerks. Gearbeitet wird beim Ulmer Team Spatzenhirn meist in Zweiterteams. Erst in der heißen Phase, kurz vor dem Cup werden alle Kleinteams und Details zusammengeführt. „Jede freie Sekunde wird dann in das Optimieren und Testen investiert“, sagt der Studierende. „Einen Blick in das Studentenlabor, in dem sich dann nach langen Nachtschichten neben der Technik auch Powerdrinks und leere Pizzakartons stapeln, dürfe man dann besser nicht werfen“, erklärt der Studierende lachend. Auch uns bleibt heute ein Blick hinter die Kulissen verwehrt. Dafür dürfen wir die zahlreichen Pokale der letzten Jahre bestaunen. „Die Anforderungen des Carolo Cups werden jedes Jahr höher. Zahlreiche Regularien sind zu erfüllen, und man kennt die exakte Cup-Strecke im Vorfeld nicht“, so Alex Grathwohl. Am Tage des Cups dürfen alle teilnehmenden Teams in der Stadthalle in Braunschweig, in der der Carolo Cup ausgetragen wird, zwar üben, um sich auf die örtlichen Gegebenheiten wie Lichtverhältnisse und reflektierende Kunststoffmatten einzustellen. Dann aber heisst es es zwei Stunden vor dem Cup: eingereichtes autonomes Modellfahrzeug abgeben. Erst dann wird der zirka 100 Meter lange Rundkurs, auf dem das Rennen ausgetragen wird, für den Wettkampf umgebaut. Es bleibt spannend: Welches Team kommt mit der Strecke am besten zurecht? Welches autonome Fahrzeug ist optimal eingestellt und hat in den zur Verfügung stehenden 2 Minuten die Nase beim Rundkurs vorn? Fahrfehler und das Eingreifen mit der Fernbedienung werden beim Rundkurs bestraft, indem von der gefahrenen Strecke Straftmeter abgezogen werden. Anders ist das bei der Disziplin Einparken: Hier darf nicht per Fernbedienung eingegriffen werden. Wie beim Biathlon gibt es Strafsekunden für das Berühren der parkenden Autos, das Überfahren von Begrenzungen sowie das Ansteuern von größeren Parklücken, ist eine Kleinere vorhanden. Auch sollte man sich von den beiden möglichen Einparkversuchen möglichst keinen Fehlversuch leisten, denn beide Versuche werden addiert, da die Leistung reproduzierbar und nicht per Zufall erfolgen sollte. Besonders beim Einparken konnte sich das Team Spatzenhirn beim Carolo Cup 2017 extrem verbessern. Die Abstandssensoren von Leuze electronic mit Rotlichterkennung sind hierbei eine immense Hilfe. So eignet sich der ODSL8, vorne rechts am Spatz angebracht, optimal für die Parklückenerkennung. Sein großer Messbereich, die remissionsunabhängige Abstandsinformation und hohe Unempfindlichkeit gegenüber Fremdlicht überzeugen. Der am Spatz hinten rechts angebrachte HRTR25B detektiert sehr exakt beim Überholen und erkennt, wenn ein Hindernis vorüber ist. Beide Leuze-Sensoren ermöglichten neben der neu programmierten Software sowie vielen kleinen technischen Anpassungen im Detail, den Gewinn des Carolo Cups 2017. Ist der Cup im normalen Modul einmal gewonnen, nimmt das Sieger-Team automatisch am erweiterten Wettbewerb teil. Bei diesem gilt es nicht nur Hindernissen auszuweichen und an Stopplinien zu halten, sondern auch Geschwindigkeitsbegrenzungen zu erkennen und einzuhalten, Zebrastreifen und Fußgänger zu beachten, Sperrflächen zu umfahren, Höhenunterschiede zu bewältigen und vieles mehr. Dabei lassen sich die Veranstalter jedes Jahr neue knifflige Aufgaben einfallen, welche die Fahrzeuge lösen müssen. So bleibt der Cup spannend und interessant. Leuze electronic unterstützt das Ulmer Team schon seit mehreren Jahren mit Sponsoring für Forschungszecke und drückt ihm auch für 2018 feste die Daumen - allen voran Dr. Marie-Theres Heine, promovierte Physikerin an der Universität in Ulm und ehemaliges Vorstandsmitglied im Alumniverein Wirtschaftsphysik der Universität Ulm. Seit 2012 ist sie mit viel Engagement und Herzblut als Produktmanagerin für schaltende Sensorik bei Leuze electronic in Owen/Teck tätig.

  • Branche/Bereich

  • Aufgabenstellung

  • Applikation

    Team Spatzenhirn hat mit Sensorik von Leuze electronic erneut die Nase vorn

Kontakt & Support

Tel.: 035027 / 629 106
Mo - Do: 8:00 - 17:00 Uhr
Fr: 8:00 - 16:30 Uhr
Tel.: 07021 / 573-0
Mo - Do: 8:00 - 17:00 Uhr
Fr: 8:00 - 16:30 Uhr
Tel.: 07021 / 573-0
Mo - Do: 8:00 - 17:00 Uhr
Fr: 8:00 - 16:30 Uhr