Ein Blick auf die Messtechnik

Datengetriebene ADAS/AD-Entwicklung

11. März 2022, 10:30 Uhr | Autoren: Bernd Eggl und Adrian Bertl, Redaktion: Irina Hübner
Das Verifizieren und Validieren automatisierter bzw. autonomer Fahrfunktionen stellt höchste Ansprüche an die Messtechnik. Zukunftsfähige Kommunikationsstandards, hohe Datenqualität und intelligente Datenerfassung gilt es unbedingt zu berücksichtigen
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Das Verifizieren und Validieren automatisierter beziehungsweise autonomer Fahrfunktionen stellt höchste Ansprüche an die Messtechnik. Aspekte wie zukunftsfähige Kommunikationsstandards, hohe Datenqualität und intelligente Datenerfassung gilt es unbedingt zu berücksichtigen.

Auf Testfahrten werden zur datengetriebenen Entwicklung und zur Validierung von automatisierten Fahr- und Fahrerassistenz-Systemen innerhalb weniger Minuten Terabytes an Daten gesammelt. Die hochauflösenden Sensoren am Testfahrzeug liefern Rohdaten, mit denen sich die Systeme ein genaues Bild der Fahrzeugumgebung machen. Ein Beispiel: Modernste, in Kameras verbaute Imager liefern bis zu 8 MPixel bei 40 fps. Das entspricht bereits circa 450 MB/s an Rohdaten, die je nach E/E-Fahrzeugarchitektur an ein auswertendes System übertragen werden müssen.

Bereits standardisierte Fahrzeug-Bussysteme wie CAN, FlexRay oder auch Automotive Ethernet können die nötigen Anforderungen an die Datenübertragung für zukunftsorientierte ADAS/AD-Systeme (Advanced Driver Assistance Systems/Autonomous Driving) nicht bzw. nicht vollumfänglich abbilden. Proprietäre Übertragungslösungen auf Basis von GMSL oder auch FPD-Link haben sich etabliert, stellen aber die Entwicklung oder auch den Komponenteneinkauf und die Integration für ADAS/AD-Systemen vor ganz andere Herausforderungen, da diese Übertragungsstandards nicht in erter Linie für den automobilen Einsatz entwickelt wurden.

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Zwei Standards kämpfen um Pole-Position

Aktuell zeichnen sich zwei Standards in diesem Bereich ab: Der ASA Motion Link der Automotive SerDes Alliance und der MIPI A-PHY-Standard der MIPI Alliance. Beide Organisationen streben mit ihrer Arbeit einen Standard an, der die anspruchsvollen Automotive-Anforderungen sowie zukünftige Erweiterungen abdeckt. Die auf den Standards basierenden zukünftigen Physical-Layer-Produkte sollen einfache und kostengünstige Vernetzungsarchitekturen für zukünftige ADAS/AD-Systeme ermöglichen.

Automobile Rohdatenverarbeitung

In ADAS/AD-E/E-Fahrzeugarchitekturen (E/E, Elektrisch/Elektronisch) erfolgt die Verarbeitung von Rohdaten immer mehr auf zentralen Plattformen. Vom Sensor, zum Beispiel einer Kamera, müssen die Bilddaten in hoher Qualität im Fahrzeug zu mehren zentralen leistungsfähigen Rechnern übertragen werden. Diese Übertragungswege müssen automobilen Anforderungen genügen. Dazu zählen erhöhte EMV-Störsicherheit, lange Lebensdauer, geringe Kosten pro Empfangs- und Sendeknoten oder auch eine einfache Kabelführung.

Systemanforderungen wie kurze Latenzen, eine sichere Übertragung und eine sehr hohe aber asymmetrische Bandbreitenbereitstellung sind zu berücksichtigen. Der Standard sollte unterschiedliche Geschwindigkeitsklassen in der Übertragung zur Verfügung stellen, damit ein breiter Leistungsbereich der Sensoren kostenoptimiert abgedeckt werden kann. Über ein geeignetes Schichtenmodell sollten zukünftige Rohdatenschnittstellen und Rohdatenformate unterstützt werden können.

Ein ganz entscheidender Aspekt ist darüber hinaus, dass der Standard grundlegende Netzwerkfunktionaltäten mitbringt. Dabei sollte ein einfaches Filtern und Weiterleiten von Daten auf PHY-Ebene möglich sein, damit beispielsweise die Bilddaten einer Kamera an zwei unabhängige Systeme geleitet werden können. Auch Messsysteme, die im frühen Stadium zur Rohdatenerfassung in Testträgern eingesetzt werden, können dadurch einfacher eingebunden werden.

Reichweite und kritische Masse

Ein wichtiger Faktor für den Erfolg eines Standards ist seine Reichweite innerhalb der Interessengruppen. Die MIPI hat hierbei durch die Adaption der A-PHY-Interface-Version-1.0-Spezifikation als IEEE-Standard einen wichtigen Meilenstein erreicht. Im Kern geht es aber auch darum, die kritische Masse an tatsächlichen Nutzern eines Standards im automobilen Bereich auf allen Ebenen zu erreichen. Dies sind vor allem Chiphersteller, Steuergerätehersteller und Fahrzeughersteller. Einen entscheidenden Schub im Rennen um die Pole-Position kann die zeitnahe Verfügbarkeit von Implementierungen des Standards in SoCs, Sensor-ICs (wie zum Beispiel Imager) oder als reine SerDes-Chipsätze sein. Das Rennen bleibt also weiterhin spannend.

Das Produktportfolio von b-plus unterstützt im Bereich der ADAS/AD- Messdatenerfassung und -Verifikation. Dabei sind Schnittstellenlösungen zu hochbandbreitigen Sensoren unerlässlich und eines der Fachgebiete des Unternehmens. b-plus ist hierbei nicht auf einen Standard fixiert, sondern kann durch ein flexibles, auf FPGA-Technik basierendes modulares Produktkonzept neueste Technologien wie MIPI A-PHY oder ASA Motion Link unterstützen.

Produkte wie die Messdatenschnittstelle MDILink oder auch das Hardware-Reprocessing-System b-HiL sind somit bereits neben den bekannten Standards wie GMSL oder FPD-Link für die neuen Implementierungen gerüstet. Sie stellen einen einfachen Zugriff über 10-Gigabit-Ethernet auf diese speziellen Bussysteme und respektiv auf entsprechende Kameras, Radar- oder Lidar-Sensoren zur Verfügung. Die Sensor-Rohdaten können dann beispielsweise einfach auf für Fahrzeug-Testträger ausgelegten Rechenknoten wie BRICK2 oder DATALynx ATX4 aufgezeichnet oder über Algorithmen weiterverarbeitet werden.


  1. Datengetriebene ADAS/AD-Entwicklung
  2. Datenqualität als zentrales Element

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