Dr. Martin V. Butz und Thies Lönneker vom COBOSLAB gewinnen simulierten Autorennwettbewerb auf dem IEEE Congress on Evolutionary Computation (IEEE CEC-2009)

Scheinbar intelligente Rennautokontroller gibt es schon seit Jahren. Das weiß jeder, der schon mal eine Autorennsimulation gespielt hat. Allerdings kennen diese „normalen“ Rennautobots die gesamte Strecke im Voraus und die Ideallinie und Geschwindigkeit ist normalerweise entweder vorgegeben oder wird aus dem bekannten Streckenverlauf berechnet – eventuell noch mit Berücksichtigung der aktuellen Konstellation der gegnerischen Fahrer in der näheren Umgebung.

Die CEC-2009 Simulated Car Racing Competition stellt eine andere Herausforderung: Ohne zu wissen auf welcher Strecke oder gar wie die Strecke verläuft, müssen die Bots, nur mit lokalen Distanzsensoren zu Gegnern und Streckenrand, aktueller Orientierung und Position zur Strecke, sowie Vorwärts- und Seitgeschwindigkeit ausgestattet, das Auto kontrollieren; also Gas geben oder Bremsen, schalten und natürlich lenken. Was als Praktikum am Lehrstuhl für Informatik VI begonnen hatte, führte nun zum Sieg auf der CEC-2009, die neben der GECCO Konferenz (Genetic and Evolutionary Computation Conference) die größte Konferenz zu Evolutionären Algorithmen ist.

Dr. Martin V. Butz, Leiter des interdisziplinären COBOSLABs, und Informatikstudent Thies Lönneker nahmen sich der Aufgabe an und entwarfen eine Kontrollstrategie, die sich sehr flexibel an die aktuellen Umgebungsparameter anpassen kann. Als Grundinformation wurden die erwähnten Distanzsensoren zum Streckenrand genutzt. Richtung und Distanz der längsten Distanzschätzung in Fahrtrichtung wurden mittels parametrisierter Funktionen in Sollgeschwindigkeit und Lenkeinschlagwinkel umgerechnet. Die involvierten Parameter wurden mittels dem evolutionären Optimierungsverfahren CMA (Covariance Matrix Adaptation) auf verschiedenen Strecken optimiert. Der resultierende Controller, der auf den meisten Strecken am Besten abschnitt, wurde dann zum Wettbewerb eingereicht. Darüberhinaus wurden aber auch noch andere Funktionalitäten mit einprogrammiert bzw. optimiert – wie zum Beispiel das Verhalten auf dem Seitenstreifen, wenn der Wagen eine Kurve doch zu schnell nehmen wollte oder wenn es zu einer Karambolage kam, oder auch effizientes Schalten, ABS, ASR und eine online Optimierung des Controllers nach der ersten Runde.

Die CEC-2009 Simulated Car Racing Competition ist in ein „Simulated Car Racing Championship“ eingebunden, das Rennen auf insgesamt drei Konferenzen umfasst. Die Wettbewerbe auf der GECCO Konferenz und auf dem IEEE Symposium on Comptuational Intelligence and Games (IEEE CIG-2009) stehen noch aus.

Weitere Informationen inklusive Wettbewerbsvideos sind auf der CEC-2009 Simulated Car Racing Competition Webseite zu finden.