Archiv Newsletter 2016 ()

Video Interface Box

Kamerabasierte Systeme leichter testen mit der Video Interface Box

Sicherheitssysteme machen einen großen Teil des Kaufanreizes für Neufahrzeuge aus. Damit Kunden nach dem Kauf nicht enttäuscht werden, müssen Sicherheitssysteme  verlässlich funktionieren. Für die Entwicklung bedeutet dies, dass sie intensiv getestet werden müssen. Um Zeit- und Kostenaufwand zu reduzieren, kann der virtuelle Fahrversuch als Ergänzung zum realen Fahrversuch eingesetzt werden. Mit CarMaker lassen sich die für die Tests relevanten Elemente wie Fahrzeug, Straße, Verkehrsteilnehmer und -objekte analog zum realen Fahrversuch virtuell abbilden.

Einspeisung virtueller Bilddaten in reale Komponenten

Die Simulation bietet mehrere Möglichkeiten, die virtuell generierten Bilddaten in das zu testende Steuergerät einzuspeisen.

Der „Monitor-HIL“ ist als Methode am schnellsten und sehr kostengünstig. Wie der Name bereits vermuten lässt,  werden dabei auf einem hochauflösenden Monitor die virtuellen Bilddaten abgespielt und das zu testende Kamerasystem komplett (Optik, Bildsensor (Imager) und ECU)  vor dem Bildschirm platziert, so dass das Kamerasystem die virtuell dargestellten Daten erfassen und weiterverarbeiten  kann. Diese Methode ist zwar einfach umzusetzen, doch muss auch mit Schwierigkeiten gerechnet werden. Gerade bei Szenarien mit sehr hohen Helligkeitsunterschieden, wie zum Beispiel in Gegenverkehrssituationen bei Nacht oder bei Tunnelausfahrten, stößt der Monitor-HIL an seine Grenzen. Auch die Präzision bei der Montage ist eine Herausforderung. Für den Test von Kamerasystemen mit extremen Weitwinkellinsen ("Fischaugen") ist der Monitor-HiL in der Regel gänzlich ungeeignet.

Die Schwierigkeiten des Monitor-HILs können jedoch umgangen werden, wenn die Bilddaten direkt in das zu testende Steuergerät übertragen werden. Dafür haben wir die Video Interface Box geschaffen. Der Ansatz dabei ist, Bildsensor und Optik vom Rest des Kamerasystems physikalisch zu trennen. Für diese Schnittstelle wurde  ein maßgeschneidertes Hardware Interface entwickelt. Da an dieser Stelle baubedingt sowieso meist Schnittstellen existieren, ist eine Kopplung ohne weiteres möglich – selbst mit Serienversionen des Steuergeräts. Mit dem Sensor Model Extension Package für CarMaker kann der entfernte optische Pfad, bestehend aus auf dem Sensor angebrachtem Farbfilter und Linse, nachgebildet werden. Die Hardware-Schnittstelle wird als austauschbare Aufsteckplatine innerhalb der Video Interface Box realisiert, um das Testsystem so flexibel wie möglich zu gestalten. Auf der Hauptplatine befinden sich alle Aspekte hinsichtlich Einbettung und Timing von Daten als FPGA Code. Diese sind so vom Anwender parametrierbar und projektspezifisch anzupassen. Die Parametrierung wird in IPGMovie realisiert. Die Visualisierungssoftware  IPGMovie wird mit der Video Interface Box über den HDMI Ausgang einer handelsüblichen Grafikkarte verbunden. Dabei ist für ein effizientes und verzögerungsarmes Versenden der Bilddaten mit exaktem, zuverlässigem Timing gesorgt.

Verwendung der Video Interface Box im Vehicle-in-the-Loop-Fahrzeug

Auch im Vehicle-in-the-Loop-Testfahrzeug  kann die Video Interface Box eingesetzt werden. So können kamerabasierter Fahrerassistenzsysteme, das Device-under-Test, unter realen Gegebenheiten im Gesamtfahrzeug getestet werden. Die Vehicle-in-the-Loop-Methode vereint die Vorteile des realen Fahrversuchs und der Simulation und wird typischerweise gegen Ende des Entwicklungsprozesses eingesetzt. Anders als im realen Fahrversuch werden jedoch Teile der Umwelt in der Simulation berechnet. Das hat den Vorteil, dass auch komplexe Szenarien einfach generiert oder gar aus früheren Phasen der Simulation übernommen werden können und vollständig reproduzierbar durchführbar sind.