- Realistischer Test der Perzeptionsfunktionen mit aufgezeichneten Daten aus der realen Welt
- Umfassende Unterstützung von Rohdatenschnittstellen und -bussen für Sensoren
- Modulares und leicht erweiterbares Replay-System für aktuelle und zukünftige Anforderungen
Aufgabe
Die Gewährleistung der Sicherheit und Genauigkeit von Kamera-, Lidar- und Radarsensoren unter allen Bedingungen ist für ADAS/AD von entscheidender Bedeutung. Jeder Sensor im Fahrzeug muss mit realen Daten validiert werden, um seine Perzeptionsfähigkeit in verschiedenen Verkehrs- und Umgebungsszenarien zu testen. Ob für die Sensorentwicklung, die Validierung oder das Benchmarking, eine robuste Data-Replay-Lösung ist erforderlich.
Herausforderung
Der Sensormarkt für Automobilanwendungen ist sehr dynamisch geworden, so dass die Anbieter häufig mit innovativen Sensorversionen aufwarten müssen, die moderne Kommunikationsstandards und hohe Auflösungen unterstützen. Die meist auf Computer-Vision-Algorithmen basierenden Perzeptionsfunktionen, die den Sensor zu einer intelligenten Komponente machen, müssen anhand von Daten aus realen Testfahrten gründlich getestet werden. Dies erfordert Data-Replay-Testsysteme, die den aktuellen Anforderungen gerecht werden und gleichzeitig genügend Raum für Flexibilität und Erweiterungen bieten.
Lösung
Die dSPACE Data-Replay-Lösung zur Validierung von Smart-Sensor-Komponenten basiert auf einem modularen Ansatz. Eine Kombination aus speziellen Schnittstellen zur Sensordateneinspeisung und Echtzeitfunktionen gewährleistet ein äußerst realistisches Data Replay.
Die aufgezeichneten und annotierten Sensordaten werden in der Regel vorab in einen lokalen Zwischenspeicher heruntergeladen oder direkt aus der Cloud auf den Wiedergabe-PC gestreamt. RTMaps, das hochperformante Ausführungsframework für Multisensoranwendungen, läuft auf dem Replay-PC, um die aufgezeichneten Datenströme in einer Vielzahl von Dateiformaten wie MDF4, rosbags oder PCAP zu lesen und die Daten in die Dateninjektionsschnittstellen, die Sensor Data Interface (SDI) Unit oder die SCALEXIO LabBox zu transferieren. RTMaps kann auch zur Berechnung von KPIs (Key Performance Indicators) nach dem Replay verwendet werden, indem die Ausgabe der Sensorkomponente mit Referenzdaten verglichen wird. Das gesamte Data-Replay-System kann über gRPC und XIL API fernbedient und überwacht werden.
a) Example data replay setup for test of lidar or radar sensor, b) Example data replay setup for test of camera sensor.
Die kompakte FPGA-basierte SDI-Unit zur Einspeisung von Sensorrohdaten in die Smart-Sensor-Komponente unterstützt relevante Schnittstellen wie FPD-Link und GMSL und ist anpassbar an neue Sensorschnittstellen. Das Echtzeitsystem SCALEXIO LabBox sorgt für ein jitterarmes Echtzeit-Data-Replay von Frame-basierten Sensordaten, zum Beispiel Lidar-Punktwolken, und erstellt die erforderliche Restbussimulation, um Fahrzeugstatusinformationen zu liefern und die Sensorkomponente während der gesamten Antwort im erwarteten Betriebspunkt zu halten. Die SCALEXIO LabBox unterstützt Ethernet (UDP und TCP/IP) und CAN/CAN FD Bus Netzwerke. Für den Fall, dass in Zukunft anspruchsvollere Anwendungsfälle wie Datenfusion behandelt werden müssen, kann der Aufbau leicht durch Hinzufügen weiterer Buskanäle und kompakter SDI-Units oder einer modularen Environment-Sensor-Interface (ESI)-Unit erweitert werden, um die parallele Einspeisung mehrerer heterogener Datenströme in verschiedene Sensoren zu ermöglichen, während das Data Replay dank hardwarebasierter gPTP-Synchronisation genau bleibt. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Gesamtsystem mit geringem Aufwand für Closed-Loop-Simulationen und szenariobasierte Tests angepasst werden kann.
