OEM & Lieferant Ausgabe 2/2019 - OEM & Supplier 2/2019 by VEK Publishing

22 Engineering Partner Integration von ROS auf eine PX2-Plattform für autonomes Fahren Von Markus Haab, Account Manager E/E System-, Softwareentwicklung  und -test, ServiceXpert GmbH Die Anforderungen an Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge sind erheblich gestiegen und steigen weiter, insbesondere durch autonome Fahrfunktionen. Dies erhöht auch die Anforderungen an leistungsfähige Hard- und Software. Da die Möglichkeiten der autonomen Systeme laufend weiterentwickelt und verbessert werden, steigt in gleichem Maß auch der Bedarf an Know-how, die leistungsfähige Hard- und Software effizient zu nutzen. ServiceXpert Gesellschaft für Service-Infor- mationssysteme mbH arbeitet als Enginee- ring-Partner großer Nutzfahrzeug-OEMs an aktuellen Themen und ist in die Entwicklung innovativer Lösungen mit State-of-the-Art- Technologien involviert. In einem internen R&D-Projekt haben hierzu Ingenieure der ServiceXpert die Möglichkeiten für die Ver- wendung von Software-Frameworks wie Ro- bot Operating System (ROS) mit der NVIDIA Drive PX2-Plattform untersucht. Im Fokus sol- cher R&D-Projekte stehen immer der Aufbau von Erfahrungen im Umgang mit Komponen- ten sowie die Erforschung der Möglichkeiten hinsichtlich der Entwicklung von GPU-fähigen Lösungen, die Hardware-Integration mit Echt- zeitfähigkeit und die ADAS-Erweiterung im Allgemeinen. Das Forschungsprojekt startete mit der Untersuchung wichtiger Software-Frame- works, die derzeit bei der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen (ADAS) verwendet werden. Dann wurde extrapoliert, wie diese Software-Frameworks den Anforderungen intensiver Rechenanforderungen von auf künstlicher Intelligenz basierenden Algo- rithmen auf Basis einer eingebetteten High- End-GPU gerecht werden können. Bewertet wurden die in diesem Kontext wichtigen Eigenschaften Leistung, Datenspeicherung, Lizenzierung etc., um die Erkenntnisse ge- winnbringend in Kundenprojekte einbringen zu können. Um ROS auf die Anwendbarkeit in Service- Xpert Projekten zu prüfen, wurde das Fra- mework mit dem Automotive Data and Time-Triggered Framework (ADTF) verglichen und ein Beispielprogramm entwickelt, in dem die Entwicklungsschritte in ROS hinsicht- lich Integration einer Basler-Kamera gezeigt wurden. Schließlich wurde eine USB-Kamera angeschlossen, um den Wechsel zu einer an- deren Kamera zu demonstrieren. Die Mehr- fachkameraschnittstelle erwies sich durch das Vorhandensein einer vorentwickelten ROS-Paketschnittstelle von Sensortreibern für den ROS-Nachrichtentyp als einfach hän- delbar. Schließlich erfolgte die Integration des ROS zusammen mit wichtigen Computer-Vi- sion-basierten Bibliotheken (OpenCV, CUDA) auf die PX2-Plattform und einer auf Kanten- erkennung basierenden Nachbearbeitung der Bildrahmen. Für die Ingenieure der ServiceXpert zeichnete sich ROS für ein nicht-kommerzielles Produkt durch eine enorme Flexibilität für die Bereit- stellung und Integration von ADAS-basierten Verbesserungen aus, insbesondere durch die inhärente „Open-Source“-Lizenzierung. Es wird erwartet, dass die kommende Version ROS2 die aktuellenMängel behebt, beginnend mit der Möglichkeit einer direkten DDS-Unter- stützung, die derzeit auch im ADTF nicht vor- handen ist. Das Team der ServiceXpert hat bereits einige der zukünftigen Verbesserungen, die am bestehenden ROS-Code-Skelett (C ++) aus- geführt werden können, in dem Forschungs- projekt umgesetzt. Das im Projekt integrierte ROS-Paket ver- wendete Open-Source-Abhängigkeiten (Original-BSD-Lizenz), sodass in Zukunft pro- blemlos weitere Funktionen darauf aufbauen können. Zudem bildet die Faltung (Convolution) die Ba- sis der meisten Deep-Learning-Algorithmen und ermöglicht damit erst Autonomes Fahren. So können KI-basierte Lösungen mithilfe des Grafikprozessors (GPU) problemlos integriert werden. In der aktuellen Anordnung verwen- den die Sobel-Filter-basierten Faltungen die CPU im Hintergrund. Bei Autonomen Fahrfunktionen bildet die Kamera einen essentiellen Baustein. So konnte ServiceXpert durch die Sensorfu- sion der Kamera mit anderen Sensoren wie LIDAR und RADAR die Wegeplanung und das Verständnis der aufgenommenen Szene verbessern. Bilder: © ServiceXpert GmbH