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Nach der Teilnahme am Modul haben die Studierenden einen tiefgehenden Einblick in die Grundzusammenhänge autonomer Fahrzeuge. Die Studierenden sind in der Lage die wichtigsten Hardwarebausteine (Sensoren, Aktuatoren, Rechenplattformen) autonomer Fahrzeuge und deren Funktionsweise und Zusammenspiel zu erläutern. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage, die herausfordernden Aufgaben des autonomen Fahrens (Umfeldwahrnehmung, Pfadplanung, Regelung) und Ihre Grundproblematik zu verstehen, um im Anschluss reale Messdaten analysieren zu können und passende Algorithmen zur Lösung dieser Probleme entwickeln zu können.

Die Vorlesung behandelt die grundlegenden Konzepte und Prinzipien, die der Entwicklung und dem Betrieb von autonomen Fahrzeugen zugrunde liegen. Es werden zahlreiche Varianten und Anwendungen autonomer Fahrzeuge aufgezeigt, im Rahmen der Vorlesung fokussieren wir uns auf autonome Straßenfahrzeuge. Insgesamt bietet die Vorlesung einen breiten Überblick über die wichtigsten Konzepte und Technologien, die die Entwicklung autonomer Fahrzeuge und ihre Auswirkungen auf die Gesellschaft vorantreiben. Wir lernen in der Vorlesung die in autonomen Fahrzeugen verwendeten Hardwarekomponenten wie Sensoren, Aktuatoren und Rechenplattformen kennen. Wir lehren in der Vorlesung die grundlegenden Probleme, die für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge gelöst werden müssen, wie zum Beispiel Umfeldwahrnehmung, Lokalisierung, Pfadplanung, Entscheidungsfindung und Regelung. Anschließend wird auf die Softwaremodule eingegangen, die zur Steuerung des Verhaltens autonomer Fahrzeuge verwendet werden. Zusätzlich behandeln wir den Einsatz von Simulationen bei der Entwicklung und Erprobung autonomer Fahrzeuge sowie die rechtlichen und ethischen Überlegungen, die beim Einsatz autonomer Fahrzeuge in der realen Welt berücksichtigt werden müssen. Die Vorlesung schließt mit einer Diskussion über aktuelle Forschungs- und Entwicklungstrends im Bereich autonomer Fahrzeuge und mögliche zukünftige Entwicklungen.

Es werden keine Inhaltlichen Voraussetzungen benötigt.

In der Vorlesung werden die Lehrinhalte mittels Vortrags und Präsentation (Power Point) vermittelt. Dabei werden mittels Tablet-PC komplexere Sachverhalte hergeleitet und illustriert. Während der Vorlesung werden explizit Fragen gestellt, die eine Transferleistung von den Studierenden erwarten und bei denen die Studierenden die Möglichkeit bekommen sich zu Wort zu melden und eine etwaige Lösung zu diskutieren. Dadurch sollen die herausfordernden Aufgaben des autonomen Fahrens vertieft werden und der Transfer zur Anwendung von Hard-und Software auf verschiedene weitere Applikationen (z. B. Roboter in der Landwirtschaft) erreicht werden. Ebenfalls werden in der Vorlesung einfache situative Beispiele erläutert, die von autonomen Fahrzeugen gelöst werden müssen. Diese Beispielaufgaben können von den Studierenden aktiv gelöst werden. Diese Beispiele befinden sich primär im Bereich der Straßenfahrzeuge (z. B. Straßenkreuzung in der Innenstadt), wodurch die Studierenden im Anschluss in der Lage sind weitere Problemstellungen anderer autonomer Systeme (z. B. Roboter in der Landwirtschaft) zu analysieren und bewerten. Für die Beantwortung von Fragen zu den Einzelterminen und Hausaufgaben wird eine wöchentliche Sprechstunde angeboten, welche in Präsenz oder online wahrgenommen werden kann (Bekanntgabe des Termins über Moodle).

Die Modulprüfung erfolgt in Form einer schriftlichen Klausur (Bearbeitungsdauer 90 min, zugelassene Hilfsmittel: Taschenrechner). Anhand von Kurzfragen werden die Grundlagen zur Hardware und Software Autonomer Fahrzeuge überprüft. Anhand von Verständnisfragen und Transferfragen zeigen die Teilnehemenden z. B., dass Sie die einzelnen Softwarebausteine autonomer Fahrzeuge verstanden haben, reale Messdaten analysieren können und das Verhalten autonomer Fahrzeuge analysieren können.

Pendleton et. al, Perception, Planning, Control, and Coordination for Autonomous Vehicles, Machines 2017, 5(1), 6; https://doi.org/10.3390/machines5010006 M. Maurer, B. Lenz, H. Winner, and J. C. Gerdes, Autonomous Driving: Technical, Legal and Social Aspects. s.l.: Springer, 2016. M. H. Daniel Watzenig, Ed., Automated Driving: Springer International Publishing, 2017. A. Faisal, T. Yigitcanlar, M. Kamruzzaman, and G. Currie, “Understanding autonomous vehicles: A systematic literature review on capability, impact, planning and policy,” JTLU, vol. 12, no. 1, 2019, doi: 10.5198/jtlu.2019.1405.