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ADAS-Validierungsmethoden

Test the Best

4. November 2018, 19:00 Uhr | Von Reinhold Greifenstein und Christine Schäfer

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Recording-Lösung der ADAS-Validierungskette

Wie erwähnt, ist die Serientauglichkeit einer ECU und deren Software anhand verschiedener Tests zu verifizieren. Die dazu notwendige Anzahl zu fahrender Kilometer für eine ausreichende Testabdeckung liegt typisch bei 100.000 bis über eine Million – bezogen auf die jeweilige Fahrfunktion. Zudem werden Rohdaten des entsprechenden Sensorik in weiteren Entwicklungsprozessen ebenfalls zur Validierung von Algorithmen benötigt. Dafür ist das Auskoppeln und Aufzeichnen von Rohdaten mithilfe leistungsfähiger Messtechnik ein wesentlicher Teil der Validierungskette.

Um die großen Datenmengen eines autonomen Systems für die Messsysteme zur Verfügung zu stellen, müssen sowohl Software- als auch Hardware-Aspekte betrachtet werden – inklusive geeigneten Schnittstellen und Interfaces.

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Zu einer kompletten und durchgängigen ADAS-Validierungskette gehören das Debuggen und Testen von Multisensor-Applikationen, die Testszenarien und die schnelle Steuergeräteanbindung zur Erfassung der Sensordaten sowie die Anbindung in eine Cloud-Umgebung.

Diese Validations-Werkzeugkette bietet für die Aufnahme, Analyse und Verarbeitung vieler Sensoreingänge, beispielsweise Kameras oder Radar, ein Komplettsystem aus Recorder, Messtechnikadapter und dem Visualisierungsframework AVETO.vis (Bild 2) für den gesamten Validierungsprozess. Mit dieser Software steht ein flexibles Framework-System mit Einsatzmöglichkeiten in der kompletten Testphase eines Steuergeräts zur Verfügung.

Aufgenommene Daten, Werte und Ergebnisse lassen sich anhand dieser Visualisierung für weitere Tests, wie Hardware-in-the-Loop, verwenden. AVETO.rec ermöglicht dabei die Aufzeichnung der Sensordaten, ist dabei äußerst performant und bildet eine gut ausgearbeitete Schnittstelle zur Hardware Brick (Bild 3).

Anspruchsvolle messtechnische Aufgaben werden ermöglicht, um die generierten Daten im Anschluss zu validieren. Schwerpunkt ist dabei die Sicherstellung der Datenintegrität nach ISO 26262-8.

HiL-Verfahren zum Replay von Recordings ohne Imager

HiL-Verfahren setzen eine Verfügbarkeit von Daten voraus, die aus synthetischen oder aufgezeichneten Quellen bestehen. Synthetische Daten, die über ein Modell und einen Datengenerator generierbar sind, decken in der Realität schwer reproduzierbare Situationen ab, wie Geisterfahrer auf der Autobahn oder das Notbremsen bei Stauende. Allerdings ist die Generierung von synthetischen Daten nur als eine Annäherung an die Realität zu betrachten, sodass die Validierung zusätzlich immer mit real eingefahrenen Daten durchzuführen ist.

Um die realitätsnahe Fahrzeugumgebung und die Bussysteme lückenlos nachzubilden, werden die aufgezeichneten Busdaten zeitsynchron zu den Bilddaten abgespielt. Des Weiteren ist die Vorhaltung der Sensorinitialisierung und deren Kommunikation beispielsweise über I2C von großer Bedeutung, weil das Steuergerät bei der Wiedergabe von aufgezeichneten Rohdaten nicht den erwarteten Input, vor allem in der Initialisierungsphase, bekommen würde. Hierbei wird zum Beispiel das »Grey Pattern«, aber auch der aufgezeichnete Bildzähler mithilfe von Software-Mechanismen vorgehalten und abgeändert, um keine Fehlermeldungen im Steuergerät auszulösen.

Über eine 10-Gbit-Ethernet-Schnittstelle werden die aufgenommen Rohdaten in das kompakte, Cluster-fähige HiL-System eingespielt. Dabei ist es für genaue Werte außerordentlich wichtig, die Bilddaten mit den Busdaten zeitsynchron abzuspielen. Ein optimiertes HiL-System (Bild 4) bietet dem Entwickler dafür die Möglichkeit, Bilddaten entweder zu »verlangsamen« oder Frame-weise zu »beschleunigen«, um synchron zum restlichen Fahrzeugbus bleiben zu können und einen etwaigen Jitter auszugleichen. Ein kleines, kompaktes Gehäuse, das all diese Fähigkeiten vereint und gleichzeitig mit den vielen Datenströmen umgehen kann, ermöglicht das Testen bereits am Entwicklertisch. Somit werden auftretende Fehler bereits in der frühen Entwicklungsphase erkannt und können noch vor den ersten Fahrzeugtests behoben werden. Das verringert die Kosten für die aufwendigen Testfahrten und ermöglicht es, abgesicherte Produkte schneller in Serie zu bringen.

Daten beherrschen und Testprozesse früher beginnen

Der Validierungsweg zu einem selbstentscheidenden System ist häufig gepflastert mit Insel-orientierten Einzellösungen. Wagt man sich an eine komplette Entwicklungskette des Datentransfers für ADAS, so tendieren aktuelle Lösungen zu einer zentralen Entscheidungsplattform, die immer mehr Gigabits an Datenströmen zur Echtzeitverarbeitung aufnimmt. Bestehende Abläufe in der Funktionsentwicklung gepaart mit dem genannten Datenaufkommen benötigen adäquate Technologien und eine zuverlässige Werkzeugkette, die für zukunftsorientierte Anforderungen skalierbar sein muss.

Themen wie die Datenintegritätsprüfung im Testfahrzeug bei der Datenerfassung, Mechanismen für die Zeitsynchronisierung sowie Sensor-HIL-Systeme bieten die Möglichkeit, Daten zu beherrschen, wiederzuverwenden und Testprozesse früher zu beginnen. Mit modernen Hardware-Plattformen, die ideal auf Messtechnik und Prototyping im Auto zugeschnitten sind, bietet b-plus Aktionsfreiräume in der Funktionsdefinition des automatisierten Fahrens. Validierung, Messtechnik und Betrieb von Software-Frameworks für Prototyping und hochparallele Rechenvorgänge sind mit diesen Plattformen gewährleistet. (eck)

Die Autoren

Christine Schäfer

studierte Medientechnik an der Hochschule Deggendorf. Im Anschluss an ihr Studium trat sie 2015 beim Entwicklungsdienstleister b-plus ein. Schäfer ist im Marketing mit Schwerpunkt Kommunikation tätig.

Reinhold Greifenstein

studierte Elektro- und Informationstechnik an der Fachhochschule München. Nach seinem Studium arbeitete Greifenstein mehr als acht Jahre als Entwicklungsingenieur sowie als Teamleiter bei IAV. Seit Oktober 2016 ist er als Produktmanager für die AVETO-Werkzeugkette bei b-plus tätig.