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Autonomes Fahren

Fahrtests in die Simulation verlagern

10. Mai 2021, 09:53 Uhr   |  Irina Hübner

Fahrtests in die Simulation verlagern
© IPG Automotive

Innerstädtisches Szenario in einer Closed-Loop-Simulation für autonomes Fahren.

Im Projekt SET Level arbeitet das Fraunhofer LBF mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft an einer Simulationstechnologie für das autonome Fahren. Das Verfahren soll einen nennenswerten Anteil von Fahrtests in die Simulation verlagern und damit Freigabe- und Zulassungsverfahren verkürzen.

Erste praxistaugliche Lösungen wurden anhand von simulierten Verkehrsszenarien am 29. April 2021 auf dem virtuellen Halbzeitevent des Projektes vorgestellt. Mehr als 300 interessierte Besucher waren gleichzeitig eingewählt. Das internationale Publikum bestand aus Fach- und Führungskräften aus den Bereichen Automobilbau und -zulieferer, IT, Simulation und Forschung.

Forschende aus dem Fraunhofer LBF stellten die Möglichkeiten vor, in einer Closed-Loop-Simulation die Wechselwirkung von Fahrzeugsystemen und automatisierten Fahrfunktionen in einer szenarienbasierten Testumgebung zu testen. So lassen sich automatisierte Fahrfunktionen effizient mit unterschiedlichen Antriebsträngen, Lenk- oder Bremssystemen mit unterschiedlichen Fahrzeugeigenschaften erproben.

Closed-Loop-Simulation

Durch spezifische Schnittstellen ist es möglich, Systemmodelle aus Matlab/Simulink in die virtuellen Prüfumgebungen einzubinden und dabei die Standardnachrichten des ASAM Open Simulation Interface (OSI) zu implementieren. Dies erlaubt es dem Systementwickler, vollständig in seiner gewohnten Umgebung zu arbeiten. Auf unterschiedliche Anforderungen des jeweiligen Systemtests im Hinblick auf die Genauigkeit und Simulationsgeschwindigkeit wird innerhalb der Closed-Loop-Simulation mit unterschiedlichen Detailgraden der Teilmodelle reagiert.

»So kann zum Beispiel ein Fahrzeug durch eine einfache Kinematik dargestellt werden, um Routenplanung oder Einparkmanöver zu testen, während für die Erprobung sicherer Spurwechsel oder Ausweichmanöver auf der Autobahn ein komplexeres Modell der Fahrdynamik und Aktorik eingesetzt wird«, erläutert Riccardo Bartolozzi, Wissenschaftler am Fraunhofer LBF.

Herausforderungen für das sichere autonome Fahren

Vollautomatisierte (VDA Level 4) und fahrerlose/autonome (VDA Level 5) Fahrfunktionen gelten als vielversprechender Lösungsansatz für die Herausforderungen straßenbasierter Mobilität: Steigerung der Verkehrseffizienz, Erhöhung der Verkehrssicherheit sowie Emissionsreduktion. Eine Schlüsselrolle kommt dabei dem Thema Absicherung zu.

Da bei Level 4- und Level 5-Systemen der Fahrer nicht mehr durchgängig und innerhalb notwendiger Reaktionszeiten als Rückfallebene zur Verfügung steht, muss die Automation alle erdenklichen Verkehrssituationen und potenziellen Gefährdungen selbst abfangen und sicher behandeln.

Der Sicherheitsnachweis, dass die Automation dazu in der Lage ist, kann aber mit heutigen Methoden weder mittels Simulationen noch mittels Realfahrten erbracht werden. Im Projekt SET Level sollen Simulationsplattformen entwickelt werden, mit denen kostengünstig und flexibel automatisierte und vernetzte Fahrfunktionen im städtischen Bereich getestet werden können.

Großforschungsprojekt des BMWi

Das deutsche Großforschungsprojekt SET Level ist Teil der PEGASUS-Projektfamilie und läuft bis August 2022. SET Level vertieft die Simulationsansätze auf breiter Basis und erweitert die Anwendung auf den gesamten Verkehrsraum. Es wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) über das Programm »Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien« gefördert. Insgesamt 20 Projektpartner aus Wirtschaft und Wissenschaft arbeiten hierbei zusammen.

Projektpartner in SET Level sind: ADC Automotive Distance Control Systems (ein Unternehmen von Continental), Audi, BMW, dSPACE, DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik, ETAS, Ford-Werke, Fraunhofer LBF, FZI Forschungszentrum Informatik, IPG Automotive, MAN Truck & Bus, OFFIS - Institut für Informatik, Opel Automobile, PROSTEP, Robert Bosch, RWTH Aachen (Institut für Kraftfahrzeuge), TU Braunschweig (Institut für Regelungstechnik), TU Darmstadt (Fachgebiet Fahrzeugtechnik), Volkswagen, ZF Friedrichshafen.

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