21_FFG_InVADE - Integriertes Vehicle-in-the-Loop für automatisiertes Fahren und E-Mobilität

Systematisches Testen und Absichern von automatisiertem Fahrfunktionen ist einer der Schlüssel um diese Technologie zur Marktreife zu führen. Das Testen auf der Straße hat neben dem Vorteil der Realitätsnähe den Nachteil, dass der Zeit- und Kostenaufwand für komplexe Automatisierungsstufen ab SAE Level 3 enorm ist. Derzeit arbeiten viele Institutionen daran, das Testen auf der Straße weitgehend durch X-in-the-Loop Methoden, reichend von der rechnerischen Simulation (Model-in-the-Loop), Komponentenprüfständen (Simulation-, Hardware-, Processor-in-the-Loop) und Gesamtfahrzeugprüfständen (Human-in-the-loop, Vehicle-in-the-Loop) zu ersetzen. Einer der größten Herausforderungen ist es dabei das komplexe Wechselspiel zwischen ADAS/AD Sensorik, Fahrzeugführungsalgorithmus und Fahrzeugaktuatorik (Antrieb, Bremse, Lenkung) in ausreichender Realitätsnähe auf einem Prüfstand abzubilden. Auch das Generieren von relevanten Fahrszenarien beim szenarienbasierten Testen gestaltet sich als komplex, da die Kritikalität und Relevanz von Szenarien schwer beschreibbar sind. Das Projekt befasst sich mit dem systematischen Testen von automatisierten Fahrfunktionen auf einem eigens im Projekt entwickelten Prüfstandskonzept. Es ermöglicht die Gesamtfahrzeugintegration und bietet Testmöglichkeiten für automatisierte Fahrfunktionen, den gesamten Antriebstrang und hochdynamische Fahrmanöver im Grenzbereich. Dazu wird in einem ersten Schritt eine vorhandene Simulationsumgebung auf einem Gesamtfahrzeugprüfstand mit harter Echtzeit appliziert. Verfügbare Sensormodelle und Sensorstimulatoren werden auf dem Prüfstand implementiert und mit Versuchsfahrten bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen detailliert validiert. Als Szenario werden Fahrten auf dem bereits im Detail modellierten Autobahnabschnitt der A2 Graz-West bis Laßnitzhöhe gewählt. Eine validierte Verkehrsflusssimulation erzeugt realitätsnahes Verhalten von Fahrzeugen des umgebenden Verkehrs. Diese Szenarien werden mit kritischen Situationen durch sogenanntes „Stress Testing“ erweitert und repräsentativ aus einer Tiefenanalyse von Unfalldatenbanken bestimmt. Den Abschluss des Projekts bildet eine Wirkungsanalyse des vorgestellten Konzepts, welche die effiziente Entwicklung von alternativen Antrieben, Fahrdynamikregelsystemen und automatisierten Fahrfunktionen demonstriert. Die Innovation liegt dabei in der enormen Realitätsnähe welche durch Echtzeitverhalten aller Komponenten, Digitalisierung realer Strecken, Verkehrsflüsse und Unfalldaten sowie der Validierung und Verifizierung des Systems erreicht wird. Derzeit gibt es noch keine Normen und Gesetze, welche die Zulassungen automatischer Fahrzeuge regeln und die Entwicklung des Prüfstands mit der weltweit höchsten Realitätsnähe bedeutet auch die Chance, hier eine einflussreiche Rolle zu spielen.