Forschungsprojekt APEROL erfolgreich beendet

Demonstrator Foto: Jens Schneider

Am Umwelt-Campus Birkenfeld wurde nach fast drei Jahren Laufzeit das Teilprojekt APEROL - Autonome, personenbezogene Organisation des Straßenverkehrs und digitale Logistik - erfolgreich abgeschlossen. Dieses befasste sich mit dem Pilotbetrieb automatisierter, elektrisch fahrender Fahrzeuge im Straßenverkehr und deren Integration in ein übergreifendes Mobilitätssystem. Der Umwelt-Campus war hierbei Teil eines Konsortiums mit der RWTH Aachen, PSI Logistics, MAT.TRAFFIC, der Stadt Aachen und der Firma Ergosign. In der Arbeitsgruppe “Verteilte Systeme” des Umwelt-Campus wurde unter anderem ein autonom fahrender Logistik-Demonstrator entwickelt und erprobt.

Der Demonstrator besteht aus dem Fahrzeug „Posty“ und einem intelligenten Schließfachsystem, auch Micro-Hub genannt. Hiermit ist es möglich Briefe oder andere Sendungen autonom durch den Campus zu transportieren. Eine Web-App ermöglicht dem Nutzer Aufträge zu erteilen und Passwörter für das Schließfach festzulegen. Das verteilte System ist in der Lage, die optimale Route zu bestimmen.

Eine besondere Herausforderung von autonomen Fahrzeugen innerhalb von Gebäuden ist die Lokalisierung, da in geschlossenen Umgebungen oftmals kein GPS-Signal verfügbar ist. Zur Lösung dieses Problems wurden verschiedene Lokalisierungsalgorithmen getestet und erprobt. 

Für die Realisierung der Fahrmanöver wurden ein regelbasierter und ein KI-basierter Ansatz implementiert. Der KI-Ansatz ermöglicht es Umgebungen flexibel und stetig zu lernen, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs kontinuierlich zu verbessern. Mit diesem Ansatz ist es dem Modell möglich, die über Kameras und Sensoren erfasste Umgebung zu lernen und damit das Fahrverhalten kontinuierlich zu verbessern.

Das Team bestand aus sechs Wissenschaftlern unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Guido Dartmann. Im Team hat jedes Mitglied an unterschiedlichen Schwerpunkten geforscht. So untersuchte Matthias Dziubany die Routenoptimierung während Lars Creutz an der Systemarchitektur und IT-Sicherheit für den Demonstrator forschte. Justus Renkhoff  befasste sich mit maschinellen Lernverfahren, um mehrere Problemstellungen des autonomen Fahrens mit einem künstlichen neuronalen Netz zu lösen. Die intuitive Web-App zur Auftragsbuchung und zur Überprüfung des Sendungsstatus entstand unter der Federführung von Sam Kopp, während Jens Schneider sich mit dem Thema der Lokalisierung und Fahrzeugentwicklung beschäftigte. Verschiedene Feldversuche führte Levin Czenkusch durch, der die Evaluation des Gesamtsystems unterstützte. Im Rahmen des Projekts entstanden mehrere wissenschaftliche Arbeiten.

Eine Demonstration dessen kann hier in einem Video von ihm und Dominik Graf gesehen werden: https://youtu.be/erbW2DYQw3M

Weitere Informationen zum Informatik-Studium am Umwelt-Campus sowie zur Forschung finden sich unter www.umwelt-campus.de/iss bzw. https://www.umwelt-campus.de/fachrichtung-informatik/