03.09.2020 - 16:14

FEV: DCP für automatisiertes Fahren

FEV setzt auf das Distributed Co-Simulation Protocol (DCP) bei der Nutzung von Co-Simulation für automatisiertes Fahren. Durch die Nutzung dieses neuen Protokolls für automatisierte Fahrfunktionen will FEV einen wichtige Grundlage für die effektive Entwicklung automatisierter Fahrzeugsysteme bieten.

Kollaborative Systeme bieten dank direkter Kommunikation mit Fahrzeugen in der Nähe erhebliche Sicherheitsvorteile, um beispielsweise durch physische Hindernisse zu sehen und Bewegungen vorauszusagen, bevor sie tatsächlich geschehen. Die hochgradig komplexe und unvorhersehbare Umgebung, in der diese Systeme arbeiten, beinhaltet jedoch auch neue Herausforderungen für Entwicklung und Validierung.

„Collaborative Embedded Systems (CES) in Fahrzeugen müssen hohe Anforderungen erfüllen, damit ein sicherer und effektiver Betrieb in dynamischen und unvorhersehbaren Umgebungen möglich ist“, so Elmar Börner, Senior Group Director für die Entwicklung von ADAS und AD bei FEV. „Die unvorhersehbaren Betriebsbedingungen für diese Systeme stellen eine nahezu unbegrenzte Kombination von potenziellen Anwendungsfällen dar. Umfangreiche physische Prüfungen sind daher nicht praktikabel.“

Für die Bewältigung dieser Herausforderungen hält FEV eine von Co-Simulation unterstützte virtuelle Prüfumgebung für erforderlich. Der Begriff „Co-Simulation“ verweist auf einen virtuellen Entwicklungsansatz, bei dem mehrere Simulationstools mithilfe eines Co-Simulationsmaster wie xMOD, der Echtzeit-Software für virtuelle Experimente von FEV, integriert werden. Die Modell-Inputs können üblicherweise zusammengestellt und direkt von Slave-Anwendungen, beispielsweise durch das Functional Mock-up Interface (FMI), importiert werden. Bestimmte Modelle, etwa die in Tools wie CARLA entwickelten 3D-Umgebungsmodelle, sind jedoch an ihre ausführende Plattform gebunden und können daher nicht in einen Co-Simulationsmaster importiert werden.

FEV hat aus diesem Grund das neue sogenannte Distributed Co-Simulation Protocol (DCP) für die zeitsynchronisierte Ausführung von Modellen auf verteilten Plattformen eingesetzt. Die DCP-Unterstützung in xMOD ermöglicht eine einfache Integration von neuen Simulationsmodellen und sogar von Hardware in Co-Simulationen, die mit früheren Integrationsmethoden nicht kompatibel sind. Die Nutzung des DCP ermöglicht zum einen die Definition von Betriebsmodellen in harter und weicher Echtzeit oder Nicht-Echtzeit, zum anderen die Kombination von vorhandenen Modellaustauschlösungen. Außerdem sind komplexe cyber-physische Simulationen möglich, wie mehrere in einer üblichen 3D-Umgebung kollaborierende und mittels CES gesteuerte Fahrzeuge.

„Da eine Validierung ausschließlich auf der Straße nicht sinnvoll ist, sind virtuelle Prüfungen für automatisierte Fahranwendungen obligatorisch“, so Börner. „Komplexe cyber-physische Systemsimulationen und Co-Simulatoren spielen eine zentrale Rolle bei virtuellen Prüfungen. FEV ist stolz darauf, als erstes Unternehmen weltweit den DCP-Simulationsstandard im Zusammenhang mit automatisiertem Fahren zu verwenden. Unser Ansatz ermöglicht dem Nutzer die Integration und Handhabung von verschiedenen auf dem Markt erhältlichen Simulationsplattformen sowie den Umgang mit den in echten Fahrumgebungen auftretenden hochdynamischen Situationen.“

Neben der Nutzung neuer Simulationstools biete die FEV Lösung zudem eine Methodik für komplexe Simulationen an, sich an dynamische Gegebenheiten anpassen und sie bewältigen zu können. Dazu zählen beispielsweise unterschiedliche Verkehrs- und Umgebungssituationen oder sich dynamisch verändernde kollaborative Systemgruppen.

Autor: jst

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03.09.2020 16:57