Funktionale Absicherung kamerabasierter Aktiver Fahrerassistenzsysteme durch Hardware-in-the-Loop-Tests

  • An increase in the number of driver assistance systems that help the driver besides a warning functionality also by autonomous actions intervening in the driving tasks is to observe in the area of automotive electronics. Thus high demands on the functional safety of these systems are created to ensure a flawless behaviour in all driving situations and to avoid or to mitigate safety critical situations. The functional safety of these driver assistance systems has to be increased and ensured by (amongst others) adequate testing methods and their efficient application within the established development processes. This work provides an overview on existing scientific as well as industrial approches for the testing of automotive elctronics and on driver assistance systems. The focus is on those systems gaining information about their surrounding from camera sensors. From the challenge of ensuring the functional validation of such safety critical systems, specific requirements are derived. The ‚delta’ between these requirements and the state of the art defines the need for action, to research on new or the extension of existing methodologies and the necessary approaches and implementations for their application. The method of ‚Visual Loop Testing’ will be presented for that. It can be applied as a new part of test technologies for the functional validation by the usage of graphics engines. For that, photorealistic graphics are generated to stimulate the assistance systems. The necessary new procedures for the efficient application of these technologies will be designed to enable the description and creation of test cases in a visually presentable format. Thus, modern assistance functions cam be developed more efficient, more reliable, more cost-effective and safer at the same time and road safety can be increased. First empirical evaluations in the context of prototypical realizations of this work confirm this assumption.
  • Im Bereich der Automobilelektronik ist eine Zunahme an Fahrerassistenzsystemen zu bemerken, die den Fahrer neben einer warnenden Funktion durch autonomes aktives Eingreifen in seiner Fahraufgabe unterstützen. Dadurch entsteht eine hohe Anforderung an die funktionale Sicherheit dieser Systeme, um ein einwandfreies Verhalten in allen Fahrsituationen zu garantieren und sicherheitskritische Situationen zu vermeiden oder zu entschärfen. Die funktionale Sicherheit derartiger Fahrerassistenzsysteme muss u. a. durch adäquate Testmethoden und einen effizienten Umgang damit innerhalb der etablierten industriellen Entwicklungsprozesse erhöht und sichergestellt werden. Diese Arbeit bietet einen Überblick über existierende wissenschaftliche wie industrielle Ansätze zum Testen von Automobilelektronik sowie über aktive Fahrerassistenzsysteme. Der Schwerpunkt wird dabei auf diejenigen Systeme gelegt, die Informationen über ihre Umgebung aus Kamerasensoren gewinnen. Aus der Herausforderung, die funktionale Absicherung derart sicherheitskritischer Systeme zu gewährleisten, werden spezifische Anforderungen abgeleitet. Aus dem „Delta“ zwischen Anforderungen und Stand der Technik ergibt sich ein Handlungsbedarf, um neue Methoden und für deren Anwendung nötige Vorgehensweisen und Werkzeuge zu erforschen bzw. bestehende zu erweitern. Die Methode des „Visual Loop Tests“ wird dafür vorgestellt. Sie kann durch die Anwendung sog. Grafik-Engines als neuer Bestandteil der Test-Technologien zur Absicherung eingesetzt werden. Dabei werden fotorealistische Grafiken zur Stimulation der Assistenzsysteme erzeugt. Die für die effiziente Anwendung dieser Technologien benötigten neuen Vorgehensweisen zur Beschreibung und Erzeugung von Testfällen in einem visuell repräsentierbaren Format werden erarbeitet. Dadurch können moderne Assistenzfunktionen gleichzeitig effizienter, zuverlässiger, sicherer und kostengünstiger entwickelt werden und die Sicherheit auf den Straßen wird erhöht. Die erste empirische Bewertung im Rahmen der prototypischen Umsetzung bestärkt diese Einschätzung.

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Metadaten
Author:Florian Schmidt
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-28587
Advisor:Peter Liggesmeyer
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2012/01/22
Year of Publication:2012
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2012/01/20
Number of page:287
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Informatik
DDC-Cassification:004 Datenverarbeitung; Informatik

$Rev: 12793 $