Advanced Driver Assistance Systems

Autonomes Fahren fordert smartes Testen

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„Hoch skalierbare und zukunftssichere ADAS-Testlösungen der ADAS-iiT basieren auf der standardisierten NI-Plattform, die dazu beitragen soll, autonome Fahrzeuge sicherer zu machen und schneller als erwartet auf den Markt zu bringen“, sagt Rahman Jamal, Business & Technology Fellow bei National Instruments (NI) Bild: National Instruments
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Autonomes Fahren, smarte Produktion und das Internet of Things (IoT) gehören für Rahman Jamal, Business & Technology Fellow bei National Instruments (NI), zusammen. Alle drei Bereiche treiben nicht nur die Entwicklung voran, sie fordern auch das Testen der Systeme, die nicht zuletzt aufgrund steigender Softwareanteile immer komplexer werden. Gerade bei der Realisierung von Fahrzeugassistenzfunktionen (Advanced Driver Assistance Systems – ADAS) ist das Testen entscheidend.

Fragen: Michael Corban, Chefredakteur KEM Konstruktion

KEM Konstruktion: Herr Jamal, das autonome Fahren gehört neben der smarten Produktion oder dem Internet of Things zu den Treibern der technischen Entwicklung – gibt es zwischen diesen Aspekten einen Zusammenhang?

Rahman Jamal, National Instruments: Diese disruptiven Trends treiben nicht nur die Entwicklung voran, sondern stellen unsere existierenden Ökosysteme auch noch auf den Kopf. All diese Trends sind letztendlich Facetten des IoT – zum einen die kommerziellen Produkte wie Fitnesstracker, zum anderen die großen industriellen IoT-Systeme. Smart Mobility – also autonome Fahrzeuge – und Smarte Production, die wir in Deutschland gerne als ‚Industrie 4.0‘ bezeichnen, sind solche industriellen IoT-Systeme. Auch wenn sie auf den ersten Blick nichts miteinander zu tun haben, gibt es sehr viele Gemeinsamkeiten: In allen drei Bereichen wird immer mehr Funktionalität in Software abgebildet, in allen drei Bereichen ändern sich Funktionen sehr schnell und in allen drei Bereichen werden das Design und Testen von Geräten und Systemen immer komplexer.

KEM Konstruktion: Sie sprechen damit einen zentralen Aspekt bei der Entwicklung des autonomen Fahrens an, das Testen – insbesondere das automatisierte Testen. Welche Rolle können hierbei IoT-Technologien spielen?

Jamal: Autonome Fahrzeuge werden den Straßenverkehr und unsere Leben verändern. Das Hauptziel dieser Technologie ist es natürlich, die Sicherheit auf den Straßen zu erhöhen und die Anzahl an Verkehrstoten zu reduzieren. Doch auch verringerte Emissionen und verbesserte Mobilitätslösungen sind Vorteile, die wir davon erwarten dürfen. In neue Fahrzeuge werden daher Technologien verbaut, die dem Fahrer ADAS-Funktionen an die Hand geben und letztendlich ein vollautonomes Fahren ermöglichen sollen. Diese Technologien wie etwa Radar, Kameras und RF-Kommunikation werden mittels Sensorfusion zusammengeführt und arbeiten somit gemeinsam, was dem Fahrzeug wiederum einen vollständigeren Überblick über seine Umgebung verleiht. Damit autonome Fahrzeuge sicherer sind als menschliche Fahrer, müssen sie aber umfassend getestet werden – und zwar sowohl bezüglich der Entwicklung von Fahrzeugkomponenten als auch hinsichtlich der ordnungsgemäßen Funktionsweise der Hard- und Software. Auch das Aufkommen der V2X-Kommunikation (Vehicle to everything – der Informationsaustausch zwischen dem Fahrzeug und allen anderen Verkehrsteilnehmern) bei autonomen Fahrzeugen erfordert neue Prüfarchitekturen, die in Echtzeit die sich mit den Netzprotokollen und Sensorsteuer- und -regelalgorithmen schnell ändernden Konformitäts- und Zertifizierungsanforderungen adressieren können.

IoT-Technologien wiederum unterstützen den Anwender dabei, seine Tests zu optimieren. Werfen wir doch einmal einen Blick auf die Technologien, die in einer IoT-Plattform eingesetzt werden. Kommerzielle IoT-Plattformen können

  • IoT-Endpunkte verwalten und für Vernetzung sorgen,
  • Zugriff auf die Daten gewähren und sich um die sogenannte ‚Data Ingestion‘ kümmern – also Datenquellen priorisieren, unterschiedliche Dateien validieren und sie sinnvoll weiterleiten –,
  • die Visualisierung und Analyse von IoT-Daten erlauben und
  • den Anwender bei der Realisierung und Verwaltung von IoT-Anwendungen unterstützen.

Von all diesen Technologien würden moderne automatisierte Testsysteme enorm profitieren, denn sie hätten das Potenzial, den automatisierten Test auf den neuesten Stand zu bringen – und zwar in den Bereichen Systemmanagement, Datenmanagement, Daten-Analytik sowie Applikationsentwicklung und -management.

KEM Konstruktion: Wie sieht konkret Ihr Angebot aus, um die genannten Aufgaben mit Hilfe von IoT-Technologien zu lösen?

Jamal: Wir haben dazu SystemLink vorgestellt, eine Anwendungssoftware für die Verwaltung global verteilter Testsysteme – das geht in diese Richtung. Diese Software adressiert genau die hier angerissenen Punkte Systemmanagement, Datenmanagement und Testsoftwaremanagement. SystemLink ist quasi eine ‚Middleware‘, deren zentrale, webbasierte Oberfläche für die Verwaltung von Geräten, Software und Daten für deutlich effizientere Abläufe und mehr Produktivität sorgt. SystemLink kann dabei nicht nur mit NI-Produkten wie LabView, TestStand und verschiedenen Hardwaresystemen verwendet werden, sondern bietet auch eine offene Architektur für die Integration zahlreicher Hard- und Softwaretechnologien von Drittanbietern.

KEM Konstruktion: NI unterstützt ja bereits mit der ADAS-iiT-Initiative eine Strategie zur Entwicklung von Testlösungen für Fahrerassistenzsysteme. Ziel ist, viele Tests von der Straße in die virtuelle Welt zu holen (hier.pro/EsbOo). Welcher Stand ist hier erreicht?

Jamal: Diese Initiative wurde von vier unserer Alliance Partner ins Leben gerufen, nämlich Konrad Technologies, SET, S.E.A. Datentechnik und MeasX. Diese vier technologisch innovativen Unternehmen bringen ihre Kompetenzen in den Bereichen Advanced Driver Assistance Systems, Sensorfusion, Hardware-in-the-Loop (HiL), V2X-Kommunikation sowie GNSS-Simulation und Datenmanagement zusammen – mit dem Ziel, künftig Lösungen aus einer Hand für vollautonome Fahrzeuge anzubieten. Ihre hoch skalierbaren und zukunftssicheren ADAS-Testlösungen basieren auf der standardisierten NI-Plattform, die genau dazu beitragen soll, autonome Fahrzeuge sicherer zu machen und schneller als erwartet auf den Markt zu bringen. Dadurch, dass NIs Hard- und Software extrem flexibel und anpassbar ist, können neue Technologien wie Radar, Kameras und Lidar in das Fahrzeug integriert werden. Zudem lassen sie sich dadurch auch nahtlos in existierende Testarchitekturen und -systeme implementieren.

KEM Konstruktion: NI bietet nicht zuletzt auch Lösungen für das Testen von 5G-Produkten an (siehe u.a. hier.pro/i60eo). Lässt sich das entstehende, sehr komplexe System aus Fahrzeugen mit einem generell steigenden Softwareanteil, Multisensorintegration beim autonomen Fahren und 5G-Kommunikation noch sicher in den Griff bekommen?

Jamal: 5G gilt auch als eine Schlüsseltechnologie für V2X-Anwendungen. Beobachter der Branche sagen voraus, dass es bis 2020 dauern wird, bis drahtlose Kommunikation über 5G für V2X-Systeme verfügbar sein wird. Der neue Standard verspricht unter anderem, dass eine neue Klasse an Anwendungen möglich sein soll, die dem Systemtest wiederum eine neue Ebene der Komplexität bescheren. Mit anderen Worten: Die Messlatte beim Testen wird höher gelegt, wenn einem System, das bereits V2X-Funktionalität aufweist, ein SDR-Modul (Software-Defined Radio) für den Millimeterwellenbereich hinzugefügt wird. Sowie ADAS- und V2X-Systeme und autonome Fahrzeuge mit 5G-Technik ausgestattet werden, wird damit 5G auch Teil der HiL-Testsysteme sein. Mehr noch: Durch die vielen weiteren Anwendungen, in denen 5G zum Einsatz kommen wird – etwa im IoT und der M2M-Kommunikation –, ist es sehr wahrscheinlich, dass der HiL-Test weitverbreitet sein wird.

www.ni.com

Weitere Details zu NI-Lösungen in der Automobilentwicklung:

hier.pro/OZgUt

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