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Simulation und Energieeffizienzbewertung eines autonomen Fahrzeugs (Praxis der Softwareentwicklung WS 2010 / 2011)

PSE Gruppe und Betreuer
Am 10.03.2011 stellten die Studenten der diesjährigen "Praxis der Softwareentwicklung"-Gruppe ihre Lösung im Rahmen einer abschließenden Präsentation vor. Unter dem Titel "Energieeffizientes autonomes Fahren" war es die Aufgabe der Studenten, innerhalb eines gegebenen Verkehrssimulators einen Autofahrer zu modellieren und implementieren, der autonom zu einem beliebigen Zielpunkt fährt, ohne dass es hierbei zu Unfällen mit anderen Verkehrsteilnehmern kommt. Als wesentliche zu lösende Teilprobleme dieser Aufgabe sind unter anderem die dynamische Routenfindung, Interaktion mit anderen Verkehrsteilnehmern und die Berechnung von Kurvengeschwindigkeiten zu nennen. Weiterhin sollte insbesondere die Energieeffzienz des Fahrzeugs bewertet und optimiert werden können - letzteres etwa durch Wählen einer defensiveren Fahrweise oder durch die Wahl alternativer Routen. Hierdurch konnten die Studenten einerseits einen Einblick in aktuelle Forschungsaktivitäten im Bereich der Elektromobilität gewinnen und andererseits Erfahrungen im Umgang mit diskreter, ereignisorientierter Simulation sammeln. Die Softwareentwicklung orientierte sich am Wasserfallmodell, wobei die Studenten sowohl in moderne Entwicklungsmethoden und Werkzeuge eingeführt wurden als auch die Möglichkeit hatten, in anderen Vorlesungen vermitteltes theoretisches Wissen praktisch umzusetzen.

 

Im Rahmen der Lehrveranstaltung entwickelte die Gruppe unter dem Namen "αDrivεr - αutonomous εfficient Driver" eine Implementierung eines solchen Fahrers, ein auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten beruhendes Energieverbrauchsmodell, sowie eine Bewertungskomponente, über die sich Metriken wie Energieverbrauch, Beschleunigung und Geschwindigkeit eines Fahrers sowie das zu jedem bestimmten Zeitpunkt ausgeführte Fahrmanöver übersichtlich darstellen und auswerten lassen.

Vorausplanung von Fahrmanövern
Vorausplanung von Fahrmanövern: der αDrivεr berechnet Kombinationen von möglichen Fahrmanövern voraus und wählt die bezüglich einer bestimmten Metrik am besten passende Kombination - etwa hinsichtlich einer möglichst hohen Energieeffizient oder einer möglichst geringen Fahrzeit.
Energieeffizienzbewertung
Bewertung der Energieeffizienz: der αDrivεr ermöglicht es, Fahrtsimulationen hinsichtlich verschiedener Metriken (etwa der Geschwindigkeit oder der Energieeffizient) auszuwerten und die Ergebnisse zu visualisieren.