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Department of Computer Science
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WS 2019/2020

Autonomous Racing - Seminar

What is the purpose of the seminar?

  • All seminar topics are relevant for the success of the project group.
  • To get an overview of the problems and solution approaches.
  • To give all group members a common basic understanding of the problems.
  • To get familiar with a specific sub-area in order to be able to lead related sub-groups later on.

Scope and objectives

  • 30 minutes presentation + 8 - 10 pages elaboration.
  • Familiarization with the details of the given sub-problem.
  • The presentation should provide all group members with a basic understanding of the subproblem and corresponding possible solutions.
  • Please include details in the paper.

What is the purpose of the written elaboration?

  • For documentation for the group members.
  • Can be used for the interim/final report.

Helpful links

Seminar Topics

1. Projektmanagement - Timo

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

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 - Jan Henrik

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

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 - Marcel

Wie ist die Kinematik des Fernlenkautos und welche physikalischen Kräfte sind im Rahmen unserer PG relevant.

Hilfreiche Vorkenntnisse: Mechanik

Literatur:

6. Automatic Control & Model Predictive Control

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:

7. CUDA Programmierung

Hilfreiche Vorkenntnisse: Programmierkenntnisse, Rech­ner­ar­chi­tek­tur

Literatur:

8. ROS und Gazebo (Aufbau und Demonstration einer Testumgebung) - Jan

Hilfreiche Vorkenntnisse: Linux, Programmierkenntnisse

Literatur:

9. Neuronale Netzwerke

Hilfreiche Vorkenntnisse: Wahrscheinlichkeitsrechnung, Analysis, Lineare Algebra

Literatur:

10. Image Processing

Hilfreiche Vorkenntnisse: Bildverarbeitung, Computer Vision, Diskrete Mathematik

Literatur:

11. Objekterkennung & Feature generation

Hilfreiche Vorkenntnisse: Bildverarbeitung, Computer Vision, Diskrete Mathematik

Literatur:

12. Koordinatensysteme und und Koordinatentransformationen - Robin

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".

Site Map of TU Dort­mund University (Second Page in English).