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Automatischer Tankwart für Elektrofahrzeuge

Zwei Professuren der TU Chemnitz forschen im Rahmen des Projektes GINKO an Lösungen, die helfen sollen, Vorbehalte beim Thema Elektromobilität abzubauen

  • André Froß (r.) von der Core Mountains GmbH erläutert Michael Jokesch von der Professur Robotersysteme die Erkennung der Ladeschnittstelle mit Hilfe der Bildverarbeitungsalgorithmen. Foto: Steve Conrad

Hemmschwellen für die Nutzung von Elektrofahrzeugen abzubauen – das ist das Ziel des Projektes GINKO an der Technischen Universität Chemnitz. Die Abkürzung steht für „Generische Infrastruktur zur nahtlosen energetischen Kopplung von Elektrofahrzeugen“. Gefördert wird das Projekt, in dem die Professur Schaltkreis- und Systementwurf und die Professur Robotersysteme mit fünf Industriepartnern zusammenarbeiten, seit dem 1. Januar 2013 für drei Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms Unternehmen Region.

Ein Schwerpunkt der bisherigen Forschungsarbeit bestand in der Ansteuerung eines Roboterarms zur automatischen Verbindung mit einem Fahrzeug. „Wir entwickeln eine anwenderfreundliche Lösung, die den Nutzer bei der Suche nach einer geeigneten Ladestation am Ziel seiner Fahrt unterstützt und ihm auch den Weg dorthin weist - und zwar sowohl im Freien als auch innerhalb von Gebäuden“, beschreibt Thomas Graichen von der Professur Schaltkreis- und Systementwurf. Am Zielort angekommen, verbindet ein Roboterarm das Fahrzeug automatisch mit der Ladestation und der Fahrer kann mit einem einzigen Tastendruck den Ladevorgang starten. Die Entwicklung des Roboterarms hat die Professur Robotersysteme in Zusammenarbeit mit der Chemnitzer Core Mountains GmbH durchgeführt. „Um den Roboterarm zuverlässig ansteuern zu können, galt es, Lösungen im Bereich der Bildverarbeitung zu entwickeln. Denn bevor der Roboter das Ladekabel anstecken kann, muss zuerst bekannt sein, wo genau sich die Ladebuchse am Fahrzeug befindet“, erklärt Michael Jokesch von der Professur Robotersysteme. Dazu wird von der Core Mountains GmbH Software entwickelt, die mit Hilfe von Mustererkennungsalgorithmen in einem Bild nach der bekannten Struktur der Ladebuchse sucht. Ist diese gefunden, positioniert sich der Roboterarm zunächst grob, um anschließend eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Stecker und Buchse herzustellen.

Auch studentische Arbeiten flossen in die Entwicklung ein. Während eines Praktikums bei der Core Mountains GmbH haben Studierende eine Objekterkennung umgesetzt, die die Position des Fahrzeugs im dreidimensionalen Raum erkennt. Sie grenzt zum einen den Suchbereich für die Ansteuerung des Roboters ein und definiert zum anderen Räume, in die der Roboterarm nicht eindringen darf. „So können nicht nur Schäden am Fahrzeug vermieden, sondern auch zusätzliche Sicherheitsanforderungen erfüllt werden. Betritt zum Beispiel ein Fußgänger den Arbeitsbereich, so wird dies erkannt und der Roboterarm wird sofort gestoppt“, sagt André Froß von der Core Mountains GmbH.

Auch die anderen Projektpartner haben in der bisherigen Projektlaufzeit Demonstratoren erarbeitet – sie forschten für die Indoor-/Outdoor-Navigation, die Ladesteuerung und die Energieverbrauchsmessung. „Die Aufgaben der nächsten Monate bestehen nun darin, die Entwicklung der Systembestandteile abzuschließen. Im Anschluss sollen diese zu einem Gesamtsystem verbunden und dessen Funktionalität überprüft werden“, blickt Graichen voraus.

Weitere Informationen erteilt Thomas Graichen, Telefon 0371 531-33437, E-Mail thomas.graichen@etit.tu-chemnitz.de.

(Autoren: Sven Quinger und Katharina Thehos)

Katharina Thehos
08.10.2014

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