Abschluss des CVC-Leitprojekts zum autonomen Fahrbetrieb von Nutzfahrzeugen im Off-Road-Bereich am Beispiel des Unimogs
Entwicklung von robusten und sicheren Navigationslösungen von Nutzfahrzeugen in rauen, unstrukturierten Geländen
Am 23. September 2020 demonstrierte ein autonom fahrender Unimog auf dem Gelände der ZAK (Zentrale Abfallwirtschaft Kaiserslautern) sein Können: entwickelt vom Lehrstuhl für Robotersysteme (RRLab) der TU Kaiserslautern ist der Unimog ein Best Practice Beispiel für die Erforschung des autonomen Fahrbetriebs von Nutzfahrzeugen im Off-Road-Bereich.
Minister Dr. Wissing und Prof. Berns vom RRLab mit dem autonom fahrenden Unimog
Während im Pkw-Sektor autonomes Fahren auf Straßen stattfindet – mit klar definierten Strukturen und auf festem Untergrund-, herrschen Off-Road gänzlich andere Bedingungen. Autonome Fahrzeuge für den Off-Road-Bereich sind primär dort von Interesse, wo durch autonomes Arbeiten Effizienz gesteigert oder die Sicherheit von Menschen gewahrt werden kann. Dies sind Szenarien wie etwa das autonome Arbeiten auf Baustellen oder der Einsatz autonomer Fahrzeuge in der Landwirtschaft, wo besonders Produktivität von hoher Relevanz ist. Darüber hinaus bergen auch der Katastrophenschutz und das Rettungswesen großes Potenzial für autonome Lösungen. Dort ist der Vorteil von autonomen Fahrzeugen, dass weniger Menschen in hochriskanten Gebieten eingesetzt werden müssen und beispielsweise selbstfahrende Konvois Hilfsgüter transportieren können.
Vor dem Hintergrund der potenziellen Einsatzmöglichkeit im Katastrophenschutz erforschte der Lehrstuhl für Robotersysteme der TU Kaiserslautern an einem Unimog technologische Lösungen für automatisierte Nutzfahrzeuge, die im Off-Road-Bereich verwendet werden können. Gefördert wurde das Projekt durch den CVC Südwest und das Land Rheinland-Pfalz. Von Mercedes Benz Special Trucks wurde der Unimog U5023 zur Verfügung gestellt und vom RRLab entsprechend technisch umgerüstet. Mit einem neuen Lenk- und Bremssystem sowie vielfältigen Sensoren und einer leistungsfähigen Hard- und Softwareausstattung kann er sich autonom in unbekannten und rauen Arealen fortbewegen. Der Unimog zeichnet sich gerade durch seine Geländegängigkeit und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten aus.
Problematisch am Projekt jedoch war, die autonome Navigation des Fahrzeugs und die Umwelterkennung in stark unstrukturierter Umgebung zu realisieren. Es mussten in einem langen Entwicklungsprozess durch Simulation und reale Erprobung die Voraussetzungen geschaffen werden, um die robuste Lokalisation des Unimogs und die korrekte Erfassung von Umweltdaten sicherzustellen. Über spezielle Steuerungs- und Sensorkomponenten wurde die Detektion von statischen und dynamischen Hindernissen ermöglicht. Ebenso mussten Lösungen zur Navigation und Steuerung des Fahrzeugs erarbeitet werden. Vor allem die dabei entstehenden riesigen Datenmengen der unterschiedlichen Sensoren auszuwerten, abzugleichen und die Ergebnisse richtig zu interpretieren, stellte eine enorme Herausforderung dar.
Der Unimog ist nun – wie er auf der ZAK bewies – zu Abschluss des CVC-Leitprojekts in der Lage, Daten zu einem unbekannten, unwegsamen Gelände zu erfassen, die Informationen korrekt zu verarbeiten, seine Route selbständig zu planen und diese autonom zu fahren. Dies ist die Basis für die autonome Ausführung von Arbeitsprozessen unter kaum vorhersehbaren, komplexen Bedingungen und in verschiedenartigen Einsatzszenarien abseits befestigter Straßen.
Die Projektergebnisse zeigen sich als vielversprechender Meilenstein für die weitere Entwicklung autonomer Fahrzeuge für den Off-Road-Bereich. Es ist der erste Schritt, um Navigationslösungen und autonome Nutzfahrzeuge für raues Gelände bis zur Marktfähigkeit zu bringen.
