Schon seit knapp 20 Jahren, genau gesagt seit 2006, gibt es an der THWS ein besonderes Projekt: Studierende entwickeln und bauen jedes Jahr ein Rennfahrzeug und messen sich mit anderen Hochschulen in einem internationalen Konstruktionswettbewerb „Formula Student“. Dort geht es darum, ein einsitziges Formelfahrzeug zu konstruieren und einen funktionierenden Prototyp herzustellen. Das Ergebnis wird nach verschiedenen Kriterien von Experten aus der Praxis bewertet und muss sich auf internationalen Rennstrecken im praktischen Wettbewerb behaupten.

Das „Mainfranken-Racing Team“ (MFR) der THWS ist bei der Fakultät Maschinenbau am Standort Schweinfurt angesiedelt, aber im Zuge der Entwicklungen im Automobilbau kamen auch Studierende anderer Fakultäten hinzu: Zunächst die  Elektrotechnik (Elektroantrieb) und seit einigen Jahren auch unsere Fakultät Informatik und Wirtschaftsinformatik, denn die aktuelle Herausforderung lautet: Autonomes Fahren, von der Formula Student als „Driverless“ bezeichnet.

Im Jahr 2023 hatte das Mainfranken Racing Team sein fünfzehntes Fahrzeug aus der Taufe gehoben. Der MF15 war nach den Vorgaben der Formula Student vollelektrisch angetrieben mit einer Carbon Karosserieversehen und – das Highlight – erstmals für autonomes Fahren konzipiert. Beim MF15 lag das Hauptaugenmerk auf den softwaretechnischen Komponenten und der mechanischen Umsetzung der Driverless Bauteile. Bereits mit der ersten Softwareversion für das Fahrzeug gelang es, ein Auto selbständig fahren zu lassen. Die Performance der Software wurde verbessert und Abweichungen zwischen Simulator und Realität identifiziert. Dabei konnten Geschwindigkeiten von bis zu 70 km/h erzielt werden.

Insbesondere ging es beim MF15 wie auch beim Nachfolgemodell MF16 um die Erkennung der Fahrbahnbegrenzung mithilfe einer LiDAR (Light imaging, detection and ranging)) auf der Nase und einer Stereokamera über dem Fahrerkopf. Anhand dieser Daten wird mithilfe der selbstentwickelten Software eine Karte inklusive eines Pfads für das Fahrzeug generiert.

Maßgeblich an dieser Entwicklung beteiligt waren zwei Studierende unserer Fakultät: Tamara Bergerhoff und Sebastian Baader. IWINet hat den Informatik-Anteil des Projekts in vielfacher Hinsicht gesponsort.

Tamara Bergerhoff arbeitet seit 4,5 Jahren im Projektteam des MFR, Sebastian Baader seit 3,5 Jahren. Sie haben sich insbesondere mit LiDAR-Perception, SLAM, Planung und Regelung beschäftigt. Beide haben inzwischen ihre Masterarbeit im Masterstudiengang Artificial Intelligence des F IW  fertiggestellt.

Tamara Bergerhoffs Masterarbeit befasst sich mit der Geschwindigkeitsplanung. Ziel ist es, für eine zuvor erkannte Strecke die maximal mögliche Geschwindigkeit zu bestimmen, ohne dass das Fahrzeug instabil wird oder die Haftung verliert. Dabei werden die Streckenbeschaffenheit und die Umgebungsbedingungen mithilfe von Künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen abgeschätzt.

Sebastian Baaders Masterarbeit beschäftigt sich mit der Lenkwinkelsteuerung. Hierbei wird ein Lenkwinkel berechnet, der es dem Fahrzeug ermöglicht, auch bei hohen Geschwindigkeiten und starken wirkenden Kräften möglichst präzise der Strecke zu folgen. Durch maschinelles Lernen wird das Fahrverhalten modelliert, wodurch die Steuerung kontinuierlich optimiert werden kann.

Betreut werden die beiden Arbeiten von Prof. Dr. Frank Deinzer

Aus der Sicht von IWINet hat das Projekt einen besonderen Reiz. Es ergänzt, so das Ziel der Formula Student Gruppe, „die theoretischen Inhalte des Studiums durch praktische Erfahrungen in Teamarbeit, Zeitmanagement und Projektleitung. Außerdem werden herausfordernde praktische Erfahrungen in der Fertigung und Produktion gesammelt, die sich auf die Rentabilität und Marktrelevanz konzentrieren“. Das Projekt ist also ein besonderes Beispiel für studentische Selbstorganisation und fakultätsübergreifende Kooperation. IWINet würde eine weitere studentische Beteiligung unserer Fakultät sehr begrüßen und dann den Informatik-Anteil an dem MFR Projekt weiter fördern. Vielleicht gelingt es ja, dieses Projekt auch in der Lehre bekannt zu machen.

Vor kurzem hat das IWInet Team das Mainfranken Racing Team in Schweinfurt besucht. Lukas Keß vom MFR stellte im Maschinenbau-Labor der THJWS die Entwicklung des MF16 vor und gab eine Übersicht über die in den internationalen Wettbewerben gewonnenen Platzierungen – beeindruckend angesichts der Konkurrenz auch großer Universitäten. Tamara Bergerhoff und Sebastian Baader gaben einen Einblick in ihre Masterarbeiten.

Der MF16, die beteiligten Studierenden des F IW Tamara Bergerhoff und Sebastian Baader, sowie das IWINet Team mit Eva Wedlich, Markus Schäfer und Bernd Breutmann

Bericht: Bernd Breutmann