Autonomous Racing - Seminar
What is the purpose of the seminar?
- All seminar topics are relevant for the success of the project group.
- Get an overview of the problems and approaches to solving them.
- To provide all group members with a common basic understanding of the problems.
- To become familiar with a specific sub-area in order to later be able to lead associated sub-groups.
Scope and goals
- 30 minutes of lecture + 8 - 10 pages of elaboration.
- Familiarization with the details of the given subproblem.
- The presentation should provide all group members with a basic understanding of the subproblem and corresponding possible solutions.
- Please include details in the paper.
Why the written elaboration?
- For documentation for group members.
- Can be used for the interim/final report.
Useful links
Seminar Topics
1. Projektmanagement / Stefan
Beschrieben werden sollen die Grundlagen des Software Projektmanagements, verschiedene Rollen der Projektteilnehmer, Projektphasen, Organisation der Projektarbeit (planen, verteilen, etc.), Management der Projektressourcen, Kontinuierliche (Um-)Planung hinsichtlich Projektzielen, Dokumentation und Berichtswesen und die menschliche Komponente im Projekt (kann sich an den Ausführungen in 'Projektmanagement für Ingenieure: Ein praxisnahes Lehrbuch für den systematischen Projekterfolg' orientieren).
Hilfreiche Vorkenntnisse: Projektmanagement, Verstehen der BWL-Sprache :)
Literatur:
- Alexander Schatten, Dietmar W. Markus Demolsky D. Markus Demolsky: Best Practice Software Engineering - Eine praxiserprobte Zusammenstellung von komponentenorientierten Konzepten, Methoden und Werkzeugen.
- Christian Aichele, Marius S.: IT-Projektmanagement Effiziente Einführung in das Management von Projekten.
- Jakoby, Walter: Projektmanagement für Ingenieure: Ein praxisnahes Lehrbuch für den systematischen Projekterfolg. (https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-8348-2274-1)
- www.oreilly.com/library/view/rt-essentials/0596006683/ch01.html
2. Rekursive Zustandsschätzung / Daniel
Das Problem der Zustandsschätzung soll motiviert und mit Bezug auf unsere PG kontextualisiert werden. Darüber hinaus soll das Bayes-Filter sowie das Kalman-Filter vorgestellt werden (das normale KF genügt erstmal). Des weiteren sollen die Annahmen, Vorteile, Nachteile und die Grenzen der Modelle dargestellt werden.
Hilfreiche Vorkenntnisse: Lineare Algebra, Wahrscheinlichkeitsrechnung
Literatur:
- Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, and Dieter Fox. 2005. Probabilistic Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents).
3. Sensorik & Aktorik des Fernlenkautos / Nils
Konzeptionelle Funktionsweise der Sensorik und was in welchem Bezugssystem gemessen wird: Gyroskop, Beschleunigungssensor, Magnetometer. Des weiteren soll die Aktorik des Fernlenkautos d.h. die Lenkung und der Antrieb vorgestellt werden.
Hilfreiche Vorkenntnisse: Mathematik
Literatur:
4. Simultaneous Localization and Mapping / Lucas
Das SLAM Problem soll erklärt und mit Bezug auf unsere PG motiviert werden. Darüber hinaus soll exemplarisch das Hector SLAM Verfahren vorgestellt werden.
Hilfreiche Vorkenntnisse: Lineare Algebra, Wahrscheinlichkeitsrechnung
Literatur:
- Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, and Dieter Fox. 2005. Probabilistic Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents).
5. Kinematik und Dynamik des Fernlenkautos / Nico
Wie ist die Kinematik des Fernlenkautos und welche physikalischen Kräfte sind im Rahmen unserer PG relevant.
Hilfreiche Vorkenntnisse: Mechanik
Literatur:
- link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-319-62533-1.pdf
- Manfred Mitschke, Henning WallentowitzDynamik der Kraftfahrzeuge
6. Automatic Control & Model Predictive Control / Alexander
Einführung und Motivation einiger Grundlagen der Regelungstechnik. Was ist Regelungstechnik, Worum geht es? Was ist das Ziel? Was sind die Modelle? Darauf aufbauend soll dann auf die Besonderheiten von Optimal / Model Predictive Control eingegangen werden und mit Bezug auf die Problemstellungen dieser PG erklärt werden.
Hilfreiche Vorkenntnisse: Signale & Systeme, Regelungstechnik, HM1-3, Optimierung
Literatur:
- link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-662-52678-1
- link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-53944-2_7
- Otto Föllinger: Optimale Regelung und Steuerung
- E.F. Camacho and C.Bordons: Model Predictive Control
7. CUDA Programmierung
Hilfreiche Vorkenntnisse: Programmierkenntnisse, Rechnerarchitektur
Literatur:
8. ROS und Gazebo (Aufbau und Demonstration einer Testumgebung) / Niklas
Hilfreiche Vorkenntnisse: Linux, Programmierkenntnisse
Literatur:
- wiki.ros.org
- ETHZ ROS Vorlesung: www.youtube.com/watch
- Gazebo: gazebosim.org/tutorials
- www.youtube.com/watch
9. Neuronale Netzwerke / Malik
Hilfreiche Vorkenntnisse: Wahrscheinlichkeitsrechnung, Analysis, Lineare Algebra
Literatur:
10. Image Processing
Hilfreiche Vorkenntnisse: Bildverarbeitung, Computer Vision, Diskrete Mathematik
Literatur:
11. Objekterkennung & Feature generation / Alper
Hilfreiche Vorkenntnisse: Bildverarbeitung, Computer Vision, Diskrete Mathematik
Literatur:
- www.themtank.org/a-year-in-computer-vision
- www.willowgarage.com/sites/default/files/orb_final.pdf
12. Koordinatensysteme und und Koordinatentransformationen
Körperfeste Systeme, Rotationen, Translationen, Homogene Koordinaten, Euler-Winkel, Beschreibungen von Dynamik in bewegten Bezugssystemen.
Hilfreiche Vorkenntnisse: Lineare Algebra, Mechanik
Literatur:
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Location & approach
The campus of TU Dortmund University is located close to interstate junction Dortmund West, where the Sauerlandlinie A 45 (Frankfurt-Dortmund) crosses the Ruhrschnellweg B 1 / A 40. The best interstate exit to take from A 45 is "Dortmund-Eichlinghofen" (closer to Campus Süd), and from B 1 / A 40 "Dortmund-Dorstfeld" (closer to Campus Nord). Signs for the university are located at both exits. Also, there is a new exit before you pass over the B 1-bridge leading into Dortmund.
To get from Campus Nord to Campus Süd by car, there is the connection via Vogelpothsweg/Baroper Straße. We recommend you leave your car on one of the parking lots at Campus Nord and use the H-Bahn (suspended monorail system), which conveniently connects the two campuses.
TU Dortmund University has its own train station ("Dortmund Universität"). From there, suburban trains (S-Bahn) leave for Dortmund main station ("Dortmund Hauptbahnhof") and Düsseldorf main station via the "Düsseldorf Airport Train Station" (take S-Bahn number 1, which leaves every 20 or 30 minutes). The university is easily reached from Bochum, Essen, Mülheim an der Ruhr and Duisburg.
You can also take the bus or subway train from Dortmund city to the university: From Dortmund main station, you can take any train bound for the Station "Stadtgarten", usually lines U41, U45, U 47 and U49. At "Stadtgarten" you switch trains and get on line U42 towards "Hombruch". Look out for the Station "An der Palmweide". From the bus stop just across the road, busses bound for TU Dortmund University leave every ten minutes (445, 447 and 462). Another option is to take the subway routes U41, U45, U47 and U49 from Dortmund main station to the stop "Dortmund Kampstraße". From there, take U43 or U44 to the stop "Dortmund Wittener Straße". Switch to bus line 447 and get off at "Dortmund Universität S".
The AirportExpress is a fast and convenient means of transport from Dortmund Airport (DTM) to Dortmund Central Station, taking you there in little more than 20 minutes. From Dortmund Central Station, you can continue to the university campus by interurban railway (S-Bahn). A larger range of international flight connections is offered at Düsseldorf Airport (DUS), which is about 60 kilometres away and can be directly reached by S-Bahn from the university station.
The H-Bahn is one of the hallmarks of TU Dortmund University. There are two stations on Campus Nord. One ("Dortmund Universität S") is directly located at the suburban train stop, which connects the university directly with the city of Dortmund and the rest of the Ruhr Area. Also from this station, there are connections to the "Technologiepark" and (via Campus Süd) Eichlinghofen. The other station is located at the dining hall at Campus Nord and offers a direct connection to Campus Süd every five minutes.
The facilities of TU Dortmund University are spread over two campuses, the larger Campus North and the smaller Campus South. Additionally, some areas of the university are located in the adjacent "Technologiepark".
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