Validierung von ADAS/AD-Plattformen (ECUs) mit Data-Replay-Tests

• Testen von Sensorfusion und Perzeptionskomponenten mit aufgezeichneten Daten aus der realen Welt
• Synchrone Wiedergabe von heterogenen Datenströmen (Sensoren und Fahrzeugbusdaten)
• Echtzeit-Datenanpassung der aufgezeichneten Daten mit Sicherheits- und Zeitinformationen, z. B. SecOC, IPSec
• Modularer Ansatz zur Anpassung an unterschiedliche Bandbreitenanforderungen

Aufgabe

Das Benchmarking verschiedener Software-Versionen der ADAS/AD-Plattformen sowie die Validierung und Release-Tests der Perzeptions- und Sensorfusionsplattformen (ECUs) sind eine anspruchsvolle Aufgabe. Daten aus der realen Welt sind für diese Tests von entscheidender Bedeutung, da die Plattformen in verschiedenen realen Umgebungs- und Verkehrsszenarien getestet werden müssen, um ihre Leistungsfähigkeit unter den komplexen Bedingungen und nicht nur in einfachen synthetischen Simulationen unter Beweis zu stellen.

Herausforderung

Während der Data-Replay-Tests (Datenwiedergabetests) müssen die ADAS/AD-Plattformen auf die gleiche Weise mit Daten versorgt werden wie im Fahrzeug bei realen Testfahrten. Heterogene Datenströme einschließlich Sensor- und Netzwerk-/Busdaten müssen synchronisiert werden. Eine einzige AD-Plattform kann mit Daten von mehr als 25 Sensoren gespeist werden, was wiederum in einigen Fällen eine Bandbreite von mehr als 40 Gbit/s ergibt. Ein weiterer herausfordernder Aspekt ist die wachsende Zahl von Sicherheitsfunktionen in den neuen ADAS/AD-Plattformen. Einige Plattformen sind mit „Replay Attack“-Gegenmaßnahmen ausgestattet, die das direkte Abspielen der Daten während der Aufzeichnung ungültig machen, da der Fehlermodus automatisch ausgelöst wird. All dies muss in einer sehr skalierbaren Weise geschehen, um sicherzustellen, dass Tausende oder sogar Millionen von Kilometern innerhalb eines kurzen Zeitrahmens getestet werden können.

Lösung

Systemmodularität ist das Kernstück der dSPACE Data-Replay-Lösungen, um die Skalierbarkeit der Tests zu ermöglichen und die Data-Replay-Tests zu beherrschen. Unterschiedliche Bandbreitenanforderungen können durch einfaches Aufrüsten des Server-PCs abgedeckt werden, während zusätzliche Sensor- und Busschnittstellen einfach durch Hinzufügen von Environment Sensor Interface Units (ESI-Einheiten) und SCALEXIO-Systemen erweitert werden können.

All diese Komponenten werden durch gPTP (generalized Precision Timing Protocol) synchronisiert, um eine synchrone Dateneinspeisung zu gewährleisten. Das SCALEXIO-Echtzeitsystem sorgt für eine jitterarme Echtzeitwiedergabe aller Fahrzeugbusdaten wie Ethernet (Some/IP), CAN und FlexRay. Es unterstützt auch die Echtzeitanpassung der aufgezeichneten Daten mit Sicherheits- und Zeitinformationen, um die „Replay Attack“-Maßnahmen in den ADAS/AD-Plattformen zu testen und zu überwinden. Die Environment Sensor Interface Unit (ESI-Einheit) unterstützt eine breite Palette von Standard-Sensorschnittstellen und kann leicht an neue Schnittstellen angepasst werden. Auch die Skalierbarkeit ist gewährleistet, da das gesamte System durch offene APIs leicht automatisiert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das komplette System mit minimalem Aufwand zusätzlich zu den Data-Replay-Tests auch für Closed-Loop-Simulationen verwendet werden kann.

RTMaps, das Entwicklungsframework für Multisensoranwendungen von Intempora, unterstützt neben umfassenden 2D- und 3D-Visualisierungsfunktionen auch die synchrone Wiedergabe aufgezeichneter Datenströme in einer Vielzahl von Dateiformaten wie MDF4, Rosbags, DAT-Dateien usw. Dies ist für die Fehlersuche und Fehleranalyse von Vorteil. Der Echtzeitzugriff auf SCALEXIO und RTMaps erfolgt über die XIL API, die zur Überwachung, Analyse und Manipulation der wiedergegebenen Daten in Echtzeit durch die Software dSPACE ControlDesk genutzt werden kann.