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- Fahrerassistenzsysteme
Einleitung
Die stetig zunehmende Verkehrsdichte, höhere Sicherheitsansprüche, wachsende Umweltauflagen und eine sich demografisch verändernde Bevölkerung stellen die Automobilindustrie in den kommenden Jahren vor große Herausforderungen. Moderne Fahrerassistenzsysteme leisten einen entscheidenden Beitrag zur Bewältigung dieser Aufgaben, indem sie den Fahrer in gefährlichen Situationen unterstützen, autonom Maßnahmen zur Unfallvermeidung ableiten oder als Bestandteil von Betriebsstrategien für den Antriebsstrang den Kraftstoffverbrauch senken.
Typische Beispiele für Fahrerassistenzsysteme sind der Abstandsregeltempomat, die Verkehrszeichenerkennung, der Spurhalteassistent und die Einparkhilfe. Grundlage dieser Systeme ist die zuverlässige Erkennung des Fahrzeugumfelds und der Fahrsituation. Umgebungsinformationen von Radar-, Lidar-, Video- oder Ultraschallsensoren bilden daher die Basis vieler heutiger Anwendungen. Zukünftige Systeme werden komplexere Verkehrssituationen interpretieren und autonomer in das Fahrgeschehen eingreifen können. Zudem besteht der Bedarf, neben der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs auch weiter entfernte Bereiche der Fahrstrecke zu berücksichtigen. Ein Konzept in diesem Zusammenhang beruht auf der Auswertung von prädiktiven Streckendaten, dem sogenannten „Elektronischen Horizont“, der auf Basis digitaler Straßenkarten und der aktuellen Fahrzeugposition bereitgestellt wird. Der elektronische Horizont eröffnet dabei die Möglichkeit für ein vorausschauendes Fahren, beispielsweise in Form von adaptiven Scheinwerfersystemen, Kurvenwarnassistenten und prädiktiven Abstandsregeltempomaten.
Für die Entwicklung leistungsfähiger Fahrerassistenzsysteme und ihre Erprobung im Fahrzeug sind geeignete Werkzeuge notwendig. dSPACE unterstützt alle Entwicklungsschritte – beginnend beim architekturbasierten Systementwurf, über blockdiagrammbasiertes Funktions-Prototyping und die automatische Seriencode-Generierung bis zum Steuergeräte-Test. Die Vorteile dieser Lösungen sind eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis bei gleichzeitig hoher Softwarequalität, wie die zahlreichen Einsatzbeispiele der dSPACE Kunden zeigen.
dSPACE Produkte
Frühe Simulation von Konzeptideen
Typischerweise werden Konzeptideen frühzeitig mittels Simulation auf dem PC bewertet. Dazu sind neben dem Funktionsmodell passende Streckenmodelle erforderlich. Zur Nachbildung des Fahrzeugverhaltens, der Straße und des Umgebungsverkehrs stehen dafür in Form der Toolsuite dSPACE Automotive Simulation Models (ASM) geeignete Modelle zur Verfügung. Die Simulation kann dabei auf realen Straßenverläufen beruhen. Zur Bereitstellung des elektronischen Horizontes steht das dSPACE ADAS RP Blockset (NAVTEQ Interface) zur Verfügung. MotionDesk ergänzt die dSPACE-Werkzeugkette und visualisiert die Bewegungen mechanischer Objekte in einer 3D-Welt.
Verkehrssimulation in Echtzeit
Echtzeitsimulationsmodelle für Antriebsstrang, Bordnetz und Fahrdynamik
ADAS RP Blockset von dSPACE – Entwicklung von kartenbasierten Fahrerassistenzsystemen.
3D-Animation mechanischer Systeme in einer virtuellen Welt, z.B. zur Visualisierung von HIL-Experimenten.
Funktionsentwicklung im Fahrzeug
Neben der reinen Simulation ist es wichtig, Fahrerassistenzfunktionen im Fahrzeug erlebbar zu machen und Änderungen am Algorithmus unmittelbar im Fahrzeug umsetzen zu können. Mit den flexiblen dSPACE Prototyping-Systemen lassen sich die Reglerentwürfe modellbasiert so lange optimieren, bis sie exakt den Anforderungen entsprechen. Entwürfe werden automatisch aus dem Blockdiagramm auf dem System implementiert und in Echtzeit berechnet. Die MicroAutoBox II mit zusätzlich integriertem Embedded-PC ermöglicht zudem, direkt auf der MicroAutoBox den elektronischen Horizont basierend auf digitalen Straßenkarten zu berechnen und Videodaten vorzuverarbeiten. Der Anschluss von HMIs und die Umsetzung von WLAN- oder Mobilfunk-Anwendungen sind darüber ebenfalls möglich.
Zur Ankopplung von entsprechenden Spezialwerkzeugen stehen dedizierte Blocksets zur Verfügung, zum Beispiel zur Bereitstellung des Elektronischen Horizontes das dSPACE ADAS RP Blockset (NAVTEQ Interface) und das ADASIS v2 HR Blockset, sowie zur Ankopplung von EB ADTF Assist das dSPACE ADTF Blockset. Die Anbindung von Sensoren und Aktoren über serielle Schnittstellen wie SPI oder I2C ist über das Programmable Generic Interface möglich.
Beschleunigtes Rapid Control Prototyping für die Reglerentwicklung.
MicroAutoBox Embedded PC
ADAS RP Blockset von dSPACE – Entwicklung von kartenbasierten Fahrerassistenzsystemen.
ADASIS v2 HR Blockset – Entwicklung kartenbasierter Fahrerassistenzsysteme via ADASIS-v2-Standard
ADTF Blockset – Entwicklung von videobasierten Fahrerassistenzsystemen
Interface-Box zur dezentralen Ankopplung von seriellen Schnittstellen und Protokollen an dSPACE-Systeme
Automatische Seriencode-Generierung
Bei der Seriencode-Generierung mit dSPACE TargetLink® werden die spezifizierten Funktionen in Serien-C-Code überführt und anschließend auf dem Steuergerät implementiert. Dies reduziert die Codierungs- und Entwicklungszeiten erheblich und verbessert gleichzeitig die Qualität des Seriencodes. Um Unfälle mit anderen Verkehrsteilnehmern zu vermeiden, greifen moderne Fahrerassistenzsysteme autonom in die Längs- und Querführung des Fahrzeugs ein. Sie stellen somit ein sicherheitsrelevantes elektronisches System dar. Der TÜV SÜD hat die Eignung von TargetLink für die Entwicklung sicherheitsrelevanter Systeme bestätigt.
Seriencode-Generierung für Ihr Steuergerät, automatisch und direkt aus Simulink®/Stateflow®.
TÜV SÜD bestätigt die Eignung von TargetLink für die Entwicklung sicherheitsrelevanter Systeme
HIL-Test
Die Vielschichtigkeit moderner Steuergeräte-Software erfordert
gründliche Steuergerätetests. Die Simulationssoftware und -hardware von
dSPACE deckt alle denkbaren Testszenarien ab, angefangen bei Tests
einzelner Steuergeräte bis hin zu Integrationstests ganzer
Steuergeräte-Verbunde. Für den HIL Test sind passende Streckenmodelle
erforderlich. Die Toolsuite dSPACE Automotive Simulation Models (ASM)
stellt auch hier zur Nachbildung des Fahrzeugverhaltens, der Straße und
des Umgebungsverkehrs geeignete Modelle zur Verfügung. Die
HIL-Simulation kann dabei auf realen Straßenverläufen beruhen. Zur
Bereitstellung des elektronischen Horizontes steht das dSPACE ADAS RP
Blockset (NAVTEQ Interface) zur Verfügung. Zudem ist die Kopplung vom
HIL-Simulator mit EB Assist ADTF über das dSPACE ADTF Blockset einfach
und schnell möglich.
Zur Emulation von Sensordaten, zum Beispiel von dem
direkt im zu testenden Steuergerät verbauten Drehraten-Sensor, dient das
Programmable Generic Interface.
Steuergeräte-Test mit dSPACE Simulator
Echtzeitsimulationsmodelle für Antriebsstrang, Fahrdynamik und Umgebungsverkehr
ADAS RP Blockset von dSPACE – Entwicklung von kartenbasierten Fahrerassistenzsystemen.
ADTF Blockset – Entwicklung von videobasierten Fahrerassistenzsystemen
Interface-Box zur dezentralen Ankopplung von seriellen Schnittstellen und Protokollen an dSPACE-Systeme
Ethernet-Schnittstellen
Zur Entwicklung und zum Test von Steuergeräten im Fahrerassistenzbereich ist die Kopplung der dSPACE Echtzeitplattformen mit Fremdsystemen über Ethernet zunehmend relevant. Leistungsfähige Optionen für verschiedene Anwendungsbereiche stehen dafür zur Verfügung (Ethernet-Schnittstellen-Übersicht).
GPS Interfaces
Zum Anschluss von GPS-Sensoren stehen verschiedene Optionen zur Verfügung. Die Beispielimplementierung Receiving GPS Data with the MicroAutoBox zeigt den Empfang von GPS-Daten auf der MicroAutoBox über das Protokoll NMEA-0183. CAN-basierte GPS-Sensoren können in ähnlicher Weise angeschlossen werden. Der Anschluss von entsprechenden USB-Geräten ist über die MicroAutoBox II mit zusätzlich integriertem Embedded-PC möglich.
Receiving GPS Data with the MicroAutoBox
MicroAutoBox Embedded PC
Erfolgsstorys
Erfolgsstorys für Fahrerassistenzsysteme
