Autonomes Fahren beschäftigt nicht nur die Automobilhersteller, sondern auch Studenten vieler Fachrichtungen, die sich für eine Karriere in der Automotive-Branche vorbereiten. Im internationalen Konstruktionswettbewerb „Formula Student“ vergleichen sie sich und tauschen ihre Ideen aus. Das Team Ecurie Aix der RWTH Aachen setzt dafür in seinem aktuellen Rennwagen auf ein Mini-ITX Industrie-Motherboard von Kontron. Beim Einsatz wird es vom Kontron-Vertriebspartner Aaronn Electronic unterstützt.
„Probieren geht über Studieren“, lautet eine alte Redensart, die sich bereits in dem von den Gebrüdern Grimm angelegten Wörterbuch der deutschen Sprache findet. Doch Dinge ändern sich. „Probieren“ und Studieren schließen sich nicht mehr aus, sie lassen sich im Gegenteil hervorragend vereinen. Bester Beweis dafür ist die „Formula Student“, ein internationaler, studentischer Konstruktionswettbewerb, an dem über 500 Teams aus aller Welt teilnehmen. Aus Deutschland ist einer der langjährigsten Teilnehmer das 1999 gegründete Team Ecurie Aix der RWTH Aachen.
Bei dem Wettbewerb entwerfen und konstruieren studentische Teams innerhalb einer Saison eigene Rennwagen, die sich sowohl auf der Rennstrecke als auch in mehreren zusätzlichen Kategorien vor den strengen Augen einer Jury bewähren müssen. Dadurch sammeln die Teilnehmer neben dem theoretischen Wissen aus Vorlesungen und Seminaren wertvolle praktische Erfahrungen. Das schätzen auch die Automobilhersteller. Sie unterstützen den Wettbewerb, der inzwischen der größte und wichtigste seiner Art ist, tatkräftig.
Traditionsteam Ecurie Aix
Seit 2014 nimmt Ecurie Aix ausschließlich mit Elektrofahrzeugen an dem Wettbewerb teil, seit 2017 sogar mit jährlich zwei Fahrzeugen – einem fahrerlosen und einem mit Fahrer. Das Team dafür besteht jeweils aus 60 bis 70 Studierenden unterschiedlicher Fachrichtungen – Maschinenbauern, Informatikern, Elektrotechnikern und Wirtschaftsingenieuren. Denn es geht nicht nur darum, ein funktionierendes Fahrzeug zu bauen, sondern auch das Team zu organisieren, die Materialien zu beschaffen, mit Lieferanten und Sponsoren zu verhandeln – und das alles neben dem regulären Studium.
Die Bauteile des Fahrzeugs werden von den Studierenden nach Möglichkeit selbst konstruiert und gefertigt. Lediglich Teile, deren Konstruktion so komplex ist, dass sie nicht selbst hergestellt werden können, lässt das Team nach seinen Vorgaben anfertigen.
In den vergangenen Jahren hat sich der Wettbewerb erheblich professionalisiert und ist inzwischen auf einem sehr hohen technischen Niveau. So ist das Regelwerk für die Teilnahme aktuell 130 Seiten stark. Vieles davon dient der Sicherheit, abseits davon ist es trotz des großen Umfangs recht frei gestaltet, weil eine möglichst große Bandbreite an Lösungsansätzen gefördert werden soll.
Neue Anforderungen durch Driverless-Software
Selbstverständlich möchte jedes teilnehmende Team auch Rennen gewinnen, ein Gewinn ist aber auch die Beschäftigung mit den Praxisproblemen und der kooperative Austausch mit den anderen Teams. Das sehen auch die Hersteller so, die den Wettbewerb sehr genau beobachten.
Neu hinzugekommen ist vor drei Jahren ein Wettbewerb mit fahrerlosen Fahrzeugen. In dieser Kategorie tritt Ecurie Aix in der Saison 2018/19 bereits mit dem dritten Modell an. Im Driverless-Wettbewerb spielt Software eine noch größere Rolle als im Fahrerwettbewerb. Die Strecke muss nicht nur über Sensoren erfasst und eingeschätzt werden, sondern müssen auch die bestmögliche Route und das bestmögliche Fahrverhalten errechnet und dem Fahrzeug die dazu notwendigen Steuerungsbefehle übermittelt werden.
Entscheidung für das mITX-CFL von Kontron
In den Vorjahren lief die erforderliche Software dafür auf einem Embedded-System von NVIDIA. „Beim autonomen Fahren arbeitet man in der Software sehr viel mit Optimierungsvorgängen. Außerdem sollte möglichst alles in Echtzeit berechnet werden. Kommt zur Verbesserung dann auch nur eine Rechenschleife hinzu, führt das zu einem deutlich höheren Leistungsbedarf“, erklärt Sebastian Lossen, technischer Teamleiter Driverless bei Ecurie Aix.
Daher hat sich sein Team vorgenommen, als Basis für die Software des eace07.d, des aktuellen Modells ihres Rennwagens, ein möglichst modulares System aufzubauen. Als Betriebssystem dient das hardwarenah programmierbare Ubuntu. Kompakte Bauweise und Leistungseffizienz waren bei der Auswahl der Hardware Grundvoraussetzungen.
Auf der Suche ist Ecurie Aix schließlich bei Kontron fündig geworden. Dessen Mini-ITX Industrie-Motherboard mITX-CFL-S bietet nicht nur die geforderte Flexibilität in Bezug auf CPU und RAM. Es überzeugte auch durch die Vielzahl an Schnittstellen, zu denen unter anderem drei Ethernet-Ports, vier RS232-Anschlüsse und viele USB-Ports gehören.
Kurze Wege, schnelle Erfolge
Aufgrund von Erfahrungen in der Vergangenheit war dem Rennteam außerdem die räumliche Nähe zum Hersteller wichtig. Die Anfrage des Studenten-Teams wurde vom Hersteller Kontron an seinen bewährten Vertriebspartner Aaronn Electronic weitergegeben. Der kümmerte sich nicht nur um die Auslieferung der Boards, sondern übernahm auch die RAM-Assemblierung. Zudem unterstützt er die Studierenden bei der Treiberanpassung.
„Die Anfrage aus Aachen haben wir sehr gerne angenommen“, sagt Alexander Squarra, Account Manager bei Aaronn Electronic. „Wir haben langjährige Erfahrung bei der Unterstützung von Kunden aus der Industrie von der Systemanalyse über die Produktauswahl und die Prototypenentwicklung bis zur Serienfertigung. Das Team von Ecurie Aix beim Bau eines fahrerlosen Rennwagens begleiten zu dürfen, ist aber auch für uns eine schöne Gelegenheit, sich mit Zukunftshemen zu befassen und Innovationen mitzugestalten“. Squarra hofft daher auf eine lange und erfolgreiche Zusammenarbeit mit Ecurie Aix.
Für die Zusammenarbeit mit anderen studentischen Teams und Start-ups ist Aaronn ebenfalls offen. „Mit 25 Jahren hat unsere Firma schließlich genau das richtige Alter“, schmunzelt Squarra. „Damit bringen wir viel Erfahrung bei Embedded PCs unterschiedlichster Bauformen, industriellen Display-Lösungen inklusive verschiedenster Touch-Technologien und im Bereich 19" Rackmount Server mit, sind aber noch nicht zu alt, um uns nicht für neue Anwendungsideen zu begeistern – ganz nach dem Motto: Probieren geht über Studieren.“
Die Partnerschaft zwischen Kontron und Aaronn Electronic
Die Aaronn Electronic GmbH in Puchheim bei München gehört seit Jahren zu den erfolgreichsten Vertriebspartnern und Systemintegratoren für Embedded Systems von Kontron. Die Kooperation zwischen Kontron und Aaronn besteht seit mehr als 20 Jahren, in denen die Partner gemeinsam eine Vielzahl von Kundenprojekten realisiert haben. Dank des umfangreichen Portfolios an Hardware-, Software- und Service-Lösungen von Kontron sowie der Expertise und Flexibilität von Aaronn erzielen die Partner für jede individuelle Kundenanwendung das Optimum an Möglichkeiten.
Über Ecurie Aix
1999 hatten Studenten der RWTH Aachen die Idee, ein Formula Student Team zu gründen. Schon im darauffolgenden Jahr wurde der Plan mit Ecurie Aix in die Realität umgesetzt. Der Name des Teams setzt sich als Hommage an die nahegelegene Rennstrecke Spa-Francorchamps aus dem französischen Wort für Rennstall, Ecurie, und Aix-la Chapelle, der französischen Bezeichnung für Aachen, zusammen. 2002 war Ecurie Aix eines der ersten deutschen Teams, das an der Formula Student teilnahm. Seitdem wurden alle zwei Jahre neue Boliden gebaut. 2010 ging das Team bei der neuen Formula Student Electric mit seinem ersten Elektro-Boliden an den Start. Seit 2014 baut Ecurie Aix ausschließlich Rennfahrzeuge mit elektrischem Antrieb, seit 2017 auch Elektromobile für die autonome Wettbewerbsklasse.
eace07.d ist der Driverless-Rennwagen des Teams Ecurie Aix der RWTH Aachen in der Saison 2018/19 der Formula Student. Sein Elektro-Getriebe mit 1300 Nm erlaubt es, in 2,5 Sekunden von 0 auf 100 km/h zu beschleunigen. Es verfügt über vier Radnabenmotoren in Verbindung mit Planetengetrieben, die in den Radträgern untergebracht sind. Die den Fahrer ersetzende Lenk-und Bremsaktorik ermöglicht Richtungswechsel über einen Servomotor, der über nachgestellte Lenkgetriebe ein maximales Lenkmoment von 23 Nm direkt auf die Lenksäule bringt. Der Sicherheit dient ein Bremssystem mit einem „pneumatischen Muskel“ mit Arbeitsluftdrücken von bis zu 8 und Speicherluftdrücken von bis zu 200 bar.
Teilansicht des Autos mit Logos
In der Rennsaison 2018/19 setzt das Team Ecurie Aix der RWTH Aachen in der Formula Student auf ein Industrie-mITX-Board von Kontron und wird bei der Implementierung vom Kontron-Vertriebspartner Aaronn Electronic unterstützt.
Kontron mITX-CFL-S Board
Dank kompakter Bauweise, hoher Leistungseffizienz, seinen zahlreichen und vielfältigen Anschlüssen sowie den Möglichkeiten des modularen Aufbaus wurde das Kontron mITX-CFL-S das Herzstück des fahrerlosen Rennwagens eace07.ddes Teams Ecurie Aix der RWTH Aachen in der Formula Student.
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