Vernetzte und automatisierte Fahrzeuge

Konzept für neuen Sicherheitsstandard vorgestellt

9. Februar 2022, 8:11 Uhr | Irina Hübner
ASAM OpenODD: Defining the Operational Design Domain for Automated Vehicles.
© ASAM

Die Definition einer Operational Design Domain (ODD) ist fundamental für die Entwicklung eines sicheren automatisierten Fahrzeugs. Wie eine ODD definiert wird, ist bislang nicht festgelegt. Das Konzept für ASAM OpenODD soll der Grundstein für eine Sprache zur Definition von ODDs sein.

Eine Operational Design Domain (ODD) ist fundamental für die Sicherheit von vernetzten und automatisierten Fahrzeugen (Connected Automated Vehicles, CAV). Sie beschreibt die spezifischen Betriebsbedingungen, unter denen das CAV sicher eingesetzt werden kann. ASAM hat nun das Konzept für einen zukünftigen Standard zur Definition von ODDs veröffentlicht: ASAM OpenODD wird ein Sprachkonzept sowie ein maschinenlesbares Format spezifizieren, damit die ODDs eindeutig definiert und von verschiedenen Anwendern gemeinsam genutzt werden können.

Ziel ist es darüber hinaus, zu einer besseren Zusammenarbeit zwischen Fahrzeugherstellern und Behörden beizutragen und die Zulassung von automatisierten Fahrfunktionen beschleunigen. Das Konzeptpapier kann kostenlos heruntergeladen werden. Zusätzliche Anwendungsfälle oder Anforderungen können noch vor Beginn der Standardentwicklung vorgeschlagen werden.
 
Sicherheit ist für die Entwicklung von vernetzten und automatisierten Fahrzeugen (CAV) und die Realisierung des automatisierten Fahrens von grundlegender Bedeutung. Dies bedeutet einerseits, dass ein strenger Validierungsprozess für AD-Funktionen benötigt wird. Andererseits ist es aber auch nötig, Betriebsbedingungen zu definieren, unter denen ein Fahrzeug sicher eingesetzt werden kann. Zu diesen Betriebsbedingungen gehören Parameter wie zum Beispiel Straßentyp, Wetterbedingungen, Verkehrsbedingungen, Tageszeit und viele andere, die das Verhalten eines CAV beeinflussen können. Dieser sichere Betriebsbereich wird in der Operational Design Domain (ODD) festgelegt. Die ODD ist somit ein wichtiger Teil des Sicherheitskonzepts eines Fahrzeugs und muss während der gesamten Lebensdauer für eine bestimmte Konfiguration der automatisierten Fahrfunktion gültig sein.

Für den Automobilhersteller ist die ODD wichtig, weil sie festlegt, welchen Szenarien ein CAV ausgesetzt ist und gegen welche Szenarien eine Fahrfunktion oder das CAV validiert werden muss. Die ODD hilft dabei, die begrenzten Validierungsressourcen auf die notwendigen und relevanten Szenarien zu konzentrieren. Wenn die ODD beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit von mehr als 50 km/h oder das Fahren auf Autobahnen ausschließt, können die Fahrzeughersteller ihren Katalog von Testszenarien entsprechend anpassen und Tests mit höheren Geschwindigkeiten auf Autobahnen vernachlässigen.

Was kann ASAM ODD?

ODD-Definitionen sind insbesondere für simulationsbasierte Tests entscheidend. Es werden Standards benötigt, die es den Beteiligten ermöglichen, ODD-Definitionen auszutauschen, zu vergleichen und wiederzuverwenden. Hier kommt ASAM OpenODD ins Spiel: Der Standard wird ein maschinenlesbares Format bereitstellen, das eine definierte ODD für das Testen in Simulationen und anderen maschinenverarbeitenden Umgebungen repräsentieren kann. Darüber hinaus soll das Format durchsuchbar, austauschbar, erweiterbar, überprüfbar und für den Menschen lesbar sein, so dass es auch für alle anderen Nachbearbeitungsschritte verwendet werden kann. Auf diese Weise soll ASAM OpenODD dazu beitragen, dass ADAS und autonome Fahrsysteme nicht nur sicher, sondern auch schnell, effizient und zuverlässig entwickelt werden können.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel für den effektiven Einsatz von ASAM OpenODD ist die Zusammenarbeit zwischen Behörden und Herstellern von CAVs:  Eine Stadtverwaltung kann die ODD für ihr Stadtgebiet im ASAM OpenODD-Format beschreiben und den Automobilherstellern zur Verfügung stellen. Die Hersteller können ihre Fahrzeuge dann mit der definierten ODD abgleichen und so herausfinden, ob ihr Fahrzeug in dem jeweiligen Stadtbereich fahren darf. Außerdem können sie die Beschreibungen dazu nutzen, ihren Szenario-Testkatalog auf die Anforderungen der ODD abzustimmen. Die Aufsichtsbehörde hat den Vorteil, dass sie die ODDs überprüfen und für die Zulassung autonomer Fahrzeuge nutzen können.

Dr. Siddartha Khastgir von der WMG, University of Warwick, und Leiter der ASAM OpenODD Arbeitsgruppe kommentiert: »Die Definition der Operational Design Domain (ODD) ist der Schlüssel zur Entwicklung eines sicheren automatisierten Fahrzeugs. Wie eine ODD definiert wird, ist – bis heute – noch nicht offiziell festgelegt worden. Mit dem Konzept für ASAM OpenODD ist der Grundstein für eine Sprache zur Definition von ODDs gelegt. Das bedeutet, dass CAV-Hersteller in Zukunft ODD-Definitionen definieren und austauschen können und dass die Behörden ein gemeinsames Verständnis der ODD-Definition haben. Ich bin allen internationalen Experten dankbar, die zu dieser Arbeit beigetragen haben. Das Erreichen der Sicherheit des automatisierten Fahrens muss eine gemeinschaftliche Anstrengung sein und ASAM OpenODD ist ein Beispiel dafür.«

Das Konzept für ASAM OpenODD berücksichtigt neben dem Format und der Syntax auch Attribute (unter Nutzung von ISO 34503), Metriken und die Darstellung von Unsicherheiten. Der zukünftige Standard wird mit allen anderen Standards der ASAM OpenX-Familie kompatibel sein, insbesondere mit ASAM OpenDRIVE, ASAM OpenSCENARIO und ASAM OpenXOntology.

Die ASAM-OpenODD-Initiative berücksichtigt und ergänzt die laufenden internationalen Standardisierungsaktivitäten des BSI (BSI PAS 1883 – beschreibt eine Taxonomie für ODDs) und der ISO (ISO 34503 verwendet die Taxonomie, um ein High-Level-Definitionsformat für ODDs zur Verwendung durch Regulierungsbehörden, Systemingenieure, lokale Behörden usw. bereitzustellen). Alle drei Projekte stehen in engem Kontakt.

Bislang wurde nur das Konzept von ASAM OpenODD veröffentlicht. Die Arbeitsgruppe zur Entwicklung des Standards wird voraussichtlich im April 2022 ihre Arbeit beginnen. Potenzielle Nutzer eines zukünftigen Standards sind Spezialisten für Entwicklung, Simulation, Testverfahren, Sicherheit, Datenanalyse, Szenario-Editoren und Datenetikettierung sowie Infrastrukturbetreiber.

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