Wie gelingt es, immer neue Fahrerassistenzsysteme und Funktionen für automatisiertes Fahren zuverlässig im Fahrzeug zu implementieren? Neusoft Reach setzt auf eine Absicherungslösung, die durchgängige Tests vom Arbeitsplatz des Entwicklers bis zur Steuergerätefreigabe ermöglicht. 

Künftige, intelligent vernetzte und automatisierte Fahrzeuge sind hochgradig software­de­finiert. Software- und Servicefähigkeiten entwickeln sich immer stärker zu den differenzierenden Wettbewerbsmerkmalen der Automobil­industrie. Für die Fahrzeuge der nächsten Generation stellt Neusoft Reach schon jetzt eine AUTOSAR-konforme Software-Plattform zur Verfügung. Sie enthält einen umfassenden ADAS/AD-Stack (Advanced Driver Assistance Systems/Autonomous Driving), ergänzt um ein Driver Monitoring System (DMS) für automatisiertes Fahren (L2+/L4) und einen hochpräzisen Positionierungscon­troller. Unser Ziel bei Neusoft Reach ist es, mit der weltweit fortschrittlichsten intelligenten Umfelderfassungs- und Identifikationstechnologie maßgeblich zur Sicherheit und Effizienz des Transports beizutragen. 

Motivation: Robust und innovativ

Das Ziel von Neusoft Reach ist es, die ADAS/AD-Funktionen kontinuierlich auszubauen und zu optimieren. In diesem Zuge definierte das Entwicklungsteam für die kamerabasierten Funktionen Leistungs- und Performance-Werte, die mit den bislang verwendeten Entwicklungs- und Absicherungslösungen nicht mehr zuverlässig und effizient zu erreichen waren. Um robuste Funktionen zur Verfügung zu stellen, sollten außerdem eine frühzeitige Validierung neuer Algorithmen zur Sensorfusion und Perzeption sowie des Gesamtsystems einfach möglich sein.

Erstellung realitätsnaher Simulationsszenarien

Das Simulationsszenario, also die Position und Trajektorien aller Objekte einer Simulation, wurde während Testfahrten mit realen Sensoren auf­gezeichnet. Aus diesen Daten werden Szenarien synthetisiert, die nun flexibel modifizierbar sind. Beispielsweise lassen sich die Geschwindigkeiten aller Verkehrsteilnehmer individuell ändern, Abstände neu definieren, die Größen der Objekte ändern etc. Damit ist es den Entwicklern möglich, die Leistungsfähigkeit eines Algorithmus frühzeitig zu bestimmen. Und das auch für alle relevanten Corner Cases. Die Entwickler setzten auch manuell generierte Szenarien wie C-NCAP ein.

Data-Replay-Tests

Neben den SIL- und HIL-Tests führen wir auch Tests mit Realdaten durch. Sie werden beispielsweise genutzt, um Fehler, die bei Testfahrten aufgetreten sind, im Labor nachzustellen. Dazu wird derselbe Testaufbau wie im HIL-Fall verwendet: SCALEXIO, Sensor Simulation PC und ESI Unit. Beim Data Replay werden die Daten mit RTMaps vom Sensor Simulation PC abgespielt. Er überträgt sie sowohl zur ESI Unit (Kamerarohdaten) und zum SCALEXIO-System (Buskommunikation, zum Beispiel CAN). Dort werden die Daten jeweils gepuffert und abschließend zeitsynchron in elektrische Signale für das Steuergerät gewandelt. Der Test-aufbau kann also ohne Umbauten für Open-Loop- und Closed-Loop-Tests genutzt werden. 

Erfahrungen aus dem Entwicklungsprojekt

Mit der Simulations- und Validierungslösung von dSPACE konnte Neusoft Reach mehrere ADAS/AD-Steuer­geräte erfolgreich absichern und auf den Markt bringen. Sie werden in Pkw und kommerziellen Fahrzeugen wie Lkw eingesetzt. Eines der abgesicherten Systeme war eine 360°-Rundumsicht mit fünf Kameras, für jede wurde eine Dateneinspeisung per ESI Unit realisiert. Als besonders nützlich stellte sich die einfache Wiederverwendung von Tests zwischen SIL- und HIL-Verfahren dar: Einerseits können frühzeitigt bei der Funktionsentwicklung erstellte Tests auch bei der Steuergerätefreigabe verwendet werden, andererseits stehen den Funktionsentwicklern schon umfassende HIL-Tests für das SIL-Verfahren zur Verfügung. Die entwickelten Tests lassen sich durchgängig zwischen den Simulationsplattformen VEOS und SCALEXIO wiederverwenden. Im Projekt ist auch eine Fehlereinspeisung als wertvolles Feature entstanden, mit dem wir die Zuverlässigkeit der Systeme überprüfen, wenn es beispielsweise zu pixel- oder zeilenbasierten Farbfehlern oder Rauschen kommt. Solche Fehler können automatisiert oder manuell eingespeist werden. Die Flexibilität der ESI Unit bezüglich Sensorschnittstellen und Protokollen wie Maxim GMSL1 und GMSL2, TI FPD-Link III und MIPI CSI-2 ist ausgezeichnet. Das versetzt uns in die Lage, die Anforderungen unterschiedlicher OEMs mit einem System zu erfüllen und uns auf Besonderheiten von Zulieferern einzustellen. Um die Software auf den AUTSAR-basierten Steuergeräten zu implementieren, nutzen wir den Seriencode-Generator TargetLink. Seine leistungsstarken AUTOSAR-Funktionen vereinfachen das Erstellen AUTOSAR-konformer Software.

Rolle und Bewertung der dSPACE Lösung

Die Lösung von dSPACE, bestehend aus leistungsfähiger, hochrealistischer Simulationssoftware, einem HIL-Simulator, einem hochperformanten PC zur Sensorsimulation sowie der ESI Unit, spielt eine Schlüsselrolle bei der Freigabe eines neuen Steuergeräts. Durch die frühzeitige und durchgängige Nutzung der SIL- und HIL-Methodik sowie des Replay-Verfahrens gelang es, die Software-Entwicklungszyklen zu verkürzen und die Qualität der Software zu verbessern. Dies trägt wesentlich zur Reduzierung der Kosten bei und leistet einen wichtigen Beitrag zur zeitgerechten Markteinführung. Im Vergleich zu früheren Projekten ohne die dSPACE Lösung hat sich die Gesamteffizienz um 70 % verbessert. Damit wurden die Investitionskosten bereits überdurchschnitt­lich ausgeglichen.

Ausblick

Neusoft Reach arbeitet an weiteren Assistenzfunktionen und baut den Leistungsumfang der Systeme für automatisiertes Fahren weiter aus. Dabei arbeiten wir eng mit dSPACE zusammen, um die Absicherungs­lösung an neue Anforderungen anzupassen. Im Bereich der Datenaufzeichnung evaluieren wir, wie uns das Data-Logging-System AUTERA dabei unterstützt, unsere Workflows effizienter zu gestalten. Die neue Software Sensor-Realistic Simulation steht ebenfalls auf unserer Agenda, verspricht sie doch eine hochgenaue Umweltsensorsimulation mit realistischen Licht- und Wettereffekten. 

Yan Wei, Neusoft Reach

Über Neusoft

Neusoft bietet ein reichhaltiges Portfolio an softwarebasierten Design-Dienstleistungen, Produkten und vor­integrierten Lösungen für Industrien wie Automobil, Unterhaltungselektronik, Mobilgeräte, IoT, Medizin, Geschäftsprozess-Outsourcing, Finanzen, Sicherheit und Versicherung, Informationstechnologie-Outsourcing und mehr. Neusoft beschäftigt insgesamt mehr als 20.000 Mitarbeiter weltweit in Asien, Europa, Nordamerika und im Nahen Osten. Neusoft konzentriert sich auf Software-Technologie und deckt mit seinen Produkten und Lösungen für die Automobilindustrie die Bereiche Navigation, ADAS, HMI, Connected Car und Infotainment ab. Neusoft bedient eine große Anzahl von Automobil-OEMs und Tier-1-Kunden auf der ganzen Welt, einschließlich Nordamerika, Europa und Asien. Neusoft Reach Automotive Technology Co., Ltd. (kurz “Neusoft Reach”) ist ein innovatives Unternehmen, das sich auf die Anwendung von mobilem Internet, künstlicher Intelligenz und neuen Energietechnologien in der Auto­mobilbranche konzentriert.

dSPACE MAGAZINE, PUBLISHED MAY 2021