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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

[TM - Technical Measurement: A Platform for Methods, Systems, and Applications of Measurement Technology
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Editor-in-Chief: Puente León, Fernando / Zagar, Bernhard

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ISSN
2196-7113
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Volume 82, Issue 5

Issues

Autonomes Fahren auf der historischen Bertha-Benz-Route

Autonomous driving on the historical route of Bertha Benz

Thao Dang / Martin Lauer
  • Corresponding author
  • Institut für Mess- und Regelungstechnik, Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe, Deutschland
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/ Philipp Bender / Markus Schreiber / Julius Ziegler / Uwe Franke / Hans Fritz / Tobias Strauß / Henning Lategahn / Christoph G. Keller / Eberhard Kaus / Clemens Rabe / Nils Appenrodt / David Pfeiffer / Frank Lindner / Fridtjof Stein / Friedrich Erbs / Markus Enzweiler / Carsten Knöppel / Jochen Hipp / Martin Haueis / Maximilian Trepte / Carsten Brenk / Andreas Tamke / Mohammad Ghanaat / Markus Braun / Armin Joos / Horst Mock / Martin Hein / Dominik Petrich / Nicolai Schneider / Winfried Kronjäger / Eberhard Zeeb / Christoph Stiller / Ralf G. Herrtwich
Published Online: 2015-04-23 | DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2014-0038

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.

Schlagwörter: Autonomes Fahren; Stereosehen; Lokalisierung; Manöverplanung; digitale Karte

Keywords: Autonomous driving; stereo vision; self-localization; behavior planning; digital map

About the article

Thao Dang

Thao Dang ist Entwicklungsingenieur im Team Situationsanalyse der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Martin Lauer

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

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

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

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

Uwe Franke leitet Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Hans Fritz

Hans Fritz ist Entwicklungsingenieur im Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Tobias Strauß

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

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 G. Keller

Christoph Keller ist Entwicklungsingenieur im Team Lokalisierung und Datenhaltung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Eberhard Kaus

Eberhard Kaus leitet das Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Clemens Rabe

Clemens Rabe ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Nils Appenrodt

Nils Appenrodt ist Entwicklungsingenieur im Team Aktive Sensoren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

David Pfeiffer

David Pfeiffer ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Frank Lindner

Frank Lindner ist Entwicklungsingenieur im Team Kameras und Mustererkennung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Fridtjof Stein

Fridtjof Stein ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Friedrich Erbs

Friedrich Erbs war Doktorand im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Markus Enzweiler

Markus Enzweiler ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Carsten Knöppel

Carsten Knöppel ist Entwicklungsingenieur im Team Bildverstehen der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Jochen Hipp

Jochen Hipp ist Entwicklungsingenieur im Team Lokalisierung und Datenhaltung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Martin Haueis

Martin Haueis leitet das Team Lokalisierung und Datenhaltung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Maximilian Trepte

Maximilian Trepte ist Entwicklungsingenieur im Team Aktive Sensoren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Carsten Brenk

Carsten Brenk ist Entwicklungsingenieur im Team Aktive Sensoren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Andreas Tamke

Andreas Tamke ist Entwicklungsingenieur im Team Situationsanalyse der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Mohammad Ghanaat

Mohammad Ghanaat ist Entwicklungsingenieur im Team Lokalisierung und Datenhaltung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Markus Braun

Markus Braun ist Entwicklungsingenieur im Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Armin Joos

Armin Joos ist Entwicklungsingenieur im Team Kollisionsschutz der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Horst Mock

Horst Mock leitet das Team Konzeption und Betrieb Erprobungsträger der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Martin Hein

Martin Hein ist Entwicklungsingenieur im Team Kollisionsschutz der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Dominik Petrich

Dominik Petrich ist Entwicklungsingenieur im Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Nicolai Schneider

Nicolai Schneider ist Entwicklungsingenieur bei IT-Designers im Bereich Bildverarbeitung.

IT Designers, Esslingen, Deutschland

Winfried Kronjäger

Winfried Kronjäger ist Entwicklungsingenieur im Team Automatisiertes Fahren der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Eberhard Zeeb

Eberhard Zeeb leitet die Abteilung Fahrautomatisierung der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland

Christoph Stiller

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 G. Herrtwich

Ralf Guido Herrtwich leitet den Bereich Fahrerassistenz- und Fahrwerksysteme der Daimler Forschung und Vorentwicklung.

Daimler AG, Research & Development, 71059 Sindelfingen, Deutschland


Revised: 2015-03-22

Accepted: 2015-03-23

Received: 2015-02-09

Published Online: 2015-04-23

Published in Print: 2015-05-28


Citation Information: tm - Technisches Messen, Volume 82, Issue 5, Pages 280–297, ISSN (Online) 2196-7113, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2014-0038.

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©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston.Get Permission

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[1]
Tim Hansen, Michael Schulz, Michael Knoop, and Ulrich Konigorski
ATZ worldwide, 2016, Volume 118, Number 7-8, Page 60
[2]
Tim Hansen, Michael Schulz, Michael Knoop, and Ulrich Konigorski
ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, 2016, Volume 118, Number 7-8, Page 66

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