ADAS entwickeln und optimieren

Schematischer Messaufbau für den Einsatz von IPEmotion mit der passenden Hardware. Durch die simultane Auswertung der Video-, CAN-Bus-Steuergeräte- und GPS-Positions-Daten können Entwickler das Fahrverhalten im Gesamtkontext analysieren.Ipetronik

Moderne Fahrerassistenzsysteme (ADAS) profitieren von den immer umfangreicher werdenden fahrzeugübergreifenden Kommunikationsmöglichkeiten. Nachdem in der Vergangenheit die Assistenzsysteme noch mit fahrzeugeigenen Messgrößen oder der sensoriellen Umfeld­erfassung auskamen, wird die Verkehrssicherheit in Zukunft dank ganzheitlicher Ansätze deutlich steigen. Angesichts dieser Entwicklung ist die Erfassung der reinen CAN- und LIN-Bus-Datenströme zur Optimierung und Zustandsdiagnose der Fahrzeugklimatisierung, Kraftstoffverbrauch und Bremsverhalten nicht mehr ausreichend.

Die Optimierung von Einzelkomponenten unter verschiedenen Last- und Umgebungsbedingungen, wie sie auf Teststrecken bei der Winter- und Sommer­erprobung oder in der Klimakammer ­simuliert wird, muss heute um Komponenten der Video- und GPS-Datenerfassung erweitert werden, um das Fahrzeug und das Fahrverhalten des Fahrers aus der Gesamtsituation im Straßenverkehr heraus zu analysieren.

Messtechnik für Fahrzeug-, Video- und GPS-Daten

Die großen Fahrzeughersteller führen heute integrierte Untersuchungen durch, die zunehmend das Gesamtsystem aus Fahrzeug, Fahrer und Verkehrsumfeld betrachten. Dies stellt die Anbieter von Messtechnik und Mess-Software vor neue Herausforderungen. Sie müssen neue Hard- und Software entwickeln, die eine synchrone Erfassung von Video-, Mess- und GPS-Positionsdaten in einem System gestattet. Die Messsoftware Ipemotion von Ipetronik bietet hier über das offene Plug-In-Konzept die Möglichkeit, die CAN-Bus-, Video- und GPS-Daten sowie weitere Systeme synchron zu erfassen und auszuwerten.

Das Zusammenspiel der elektronischen Helfer

Die neue Messtechnik leistet der Entwicklung von intelligenten Fahrerassistenzsystemen Vorschub. Elektronische Helfer steigern in hohem Maße die Fahrersicherheit und liefern dem Fahrer wichtige Information zur Vermeidung von Verkehrsunfällen. Mit Hilfe von Abstandssensoren ermitteln sie sicher und zuverlässig die Dis­tanz zu Vorgängerfahrzeugen. Neue Kamerasysteme erfassen Straßenschilder und gewinnen daraus Informationen für Geschwindigkeitsbegrenzungen. Optische Sensoren kommen bei der Fahrspurassistenz zum Einsatz, um das Fahrzeug sicher in seiner Spur zu führen. Bei den Entwicklungsprojekten für aktuelle Fahrerassistenzsysteme spielen Videos eine große Rolle, weil diese den Fahrer, das Fahrzeug sowie den umliegenden Verkehrsfluss aufzeichnen. In Kombination mit den CAN-Bus-Fahrzeugdaten aus den Steuergeräten lässt sich das System dann in einem Gesamtkontext betrachten.

Die Entwickler intelligenter Steuergeräte nutzen heute den Autosar-Standard. Hier bietet Ipemotion in der Version V02.00 die Möglichkeit, die Steuergerät-Beschreibungsdateien im ARXML-Format direkt zu importieren, um auf die CAN-Signale der Geräte zugreifen zu können.

Praxisbeispiel

In aktuellen Forschungsprojekten in der Nutzfahrzeugentwicklung, zeichnet der Video-Extender von Ipetronik bei den autarken Daten-Logging-Anwendungen, zum Beispiel bei Renault Trucks, Videodaten auf. Bis zu vier Videokameras lassen sich über den Extender an den Datenlogger anschließen. Als Kamera dient dabei die „ActionCAM 700 TVL“, die einen Bildwinkel von 70° bietet und in einem robusten IP67-geschützen Aluminiumgehäuse untergebracht ist. Der integrierte HAD-CCD-Sensor von Sony weist eine hohe Lichtempfindlichkeit auf, so dass Aufzeichnungen bei geringer Helligkeit von bis zu 0,1 Lux möglich sind.

Die GPS-Daten zur Bestimmung von Fahrzeugposition und Geschwindigkeit ermittelt der GPS-Empfänger Ipespeed, der aufgrund seiner hohen GPS-Datenaktualisierungsrate von 20 Hz die Position und Geschwindigkeit eines Fahrzeugs sehr ­genau erfassen kann. Die Messwerte speichert das System dann mittels NMEA-Protokoll in der Messdatei des Datenloggers oder direkt in Ipemotion.

Die grafische Oberfläche von IPEmotion ermöglicht die Auswertung der Video- und GPS-Daten.Ipetronik

Durch die simultane Auswertung der ­Video-, CAN-Bus-Steuergeräte- und GPS-Positions-Daten können Entwickler das Fahrverhalten im Gesamtkontext analysieren. Für den Fahrer ist es wichtig, dass die Einzelkomponenten aus Geschwindigkeitsüberwachung, Abstandssensorik, Fahrspurassistenz, Licht- und Regensensor sowie Hinderniserkennung optimal zusammenspielen und er in angemessener Form über die Gesamtfahrsituation informiert wird. Würden die Einzelkomponenten jeweils für sich betrachtet eine Gefahrensituation melden, dann käme es zu einer Überforderung des Fahrers, und er könnte bei einer kurzen Reaktionszeit eine Fehlentscheidung mit fatalen Folgen treffen. Die elektronischen Helfer sollen den Fahrer nicht ständig überinformieren, denn das würde im Unterbewusstsein zu einer Abstumpfung des Reaktionsverhaltens führen. Im schlimmsten Fall wird der Fahrer mit zu vielen Informationen überflutet, so dass er die Assistenzsysteme als Belastung wahrnimmt und abschaltet.

Ipemotion V02.00

Um das Zusammenspiel der Fahrerassistenzkomponenten zu optimieren, erweiterte Ipetronik den Funktionsumfang der Software Ipemotion in der neuen Version V02.00. So lassen sich nun Videodaten in den Formaten MPEG4, AVI sowie H.264 speichern und analysieren. Zudem lassen sich die Videos auf der separaten Speichereinheit (Video Extender) synchron mit den Messdaten der Ipetronik-Logger speichern. Bei höchster Auflösung fallen je Stunde zirka 750 MByte an Videodaten an, wobei die SSD des Video-Extenders bis zu 256 GByte Speicherkapazität für Daten aufweist.

Vom Fahrversuch zum Prüfstand

Die bei Fahrversuche auf der Straße gewonnenen Erkenntnisse fließen wieder in die Konzeption der Prüfstände ein. Ipemotion V02.00 bietet hier neue Funktionen im Modul Steuern und Regeln. Mit der neuen „Ablaufsteuerung“ lassen sich Test- und Prüfabläufe unmittelbar konfigurieren, wobei das System Test-Sequenzen über Trigger-Signale und Zeitfenster steuert. Wiederkehrende Prüfsequenzen lassen sich in eigenen Bausteinen speichern und über einen Befehl aufrufen.

Der Vorteil der Ablaufsteuerung besteht darin, dass sich komplexe und verschachtelte Prüfsequenzen einfach und übersichtlich in eine Reihenfolge bringen lassen, während die Wartung und Pflege der Anwendung auch in der Zukunft einfach möglich ist.

(av)