Virtueller Radarsensor mit charakteristischen Eigenschaften

Regen, Gegenlicht oder Schmutz – was jeder Fahrer als störenden Faktor bei der Umfeldwahrnehmung kennt, trifft auch auf Sensoren zu. Fahrerassistenzsysteme müssen damit zurechtkommen und trotz fehlerbehafteter Sensordaten lebenswichtige Maßnahmen einleiten. Um dies reproduzierbar im virtuellen Fahrversuch abzusichern, haben die Forscher vom Institut für Fahrzeugtechnik der TU Graz gemeinsam mit Magna Steyr Engineering ein Radarsensormodell entwickelt, das Sensoreigenschaften realistisch simuliert und sich bereits in der Konzeptphase einsetzen lässt. Das Modell wurde mit Hilfe von CarMaker umfassend untersucht und getestet.

Herausforderung

Die Entwicklung eines Radarsensormodells, das die charakteristischen Eigenschaften realer Sensoren abbildet und zugleich wenig Rechenzeit benötigt.

Lösung

Ein phänomenologisches Sensormodell berechnet physikalische Sensoreffekte effizient auf Basis mathematischer Zusammenhänge. Mit seiner Hilfe wird analysiert, ob die simulierten Verkehrsobjekte im Erfassungsbereich des Sensors liegen und ob sie durch andere Objekte abgeschattet werden.

Das phänomenologisches Sensormodell analysiert, ob die simulierten Verkehrsobjekte im Erfassungsbereich des Sensors liegen und ob sie durch andere Objekte abgeschattet werden. Die so generierte Objektliste wird anschließend mit einem radarspezifischen Messrauschen beaufschlagt. Dabei werden die Eigenschaften realer Sensorbauteile mit Hilfe von einfachen mathematischen Zusammenhängen rechenzeiteffizient abgebildet. Umwelteinflüsse wie das Wetter und die Eigenschaften der detektierten Objekte werden hier ebenfalls berücksichtigt. Wie in realen Sensoren werden die verrauschten Signale mit einem Kalman Filter aufbereitet und anschließend dem Assistenzsystem zur Verfügung gestellt.

Die Simulationsergebnisse verdeutlichen die Relevanz, Fahrerassistenzsysteme im Umgang mit realistischen, d. h. fehlerbehafteten Sensorsignalen, zu testen. Das von der TU Graz und Magna Steyr Engineering entwickelte phänomenologische Sensormodell lässt sich bereits in der Konzeptphase für die virtuelle Entwicklung und Absicherung einsetzen; zu einem Zeitpunkt, an dem noch wenige Daten aus Messungen zur Verfügung stehen. Es benötigt wenig Rechenzeit und ist auf Basis von Datenblättern leicht zu parametrieren. Der Einsatz dieses Modells bei der virtuellen Entwicklung mit CarMaker kann bereits in frühen Phasen zu einem hohen Reifegrad eines Systems führen. Hierdurch können teure Entwicklungsschleifen vermieden und Entwicklungszeiten signifikant reduziert werden.

Download ausführlicher Anwenderbericht

Höhensimulation und RDE: CarMaker bei Horiba (Apply & Innovate 2016)
1.54 MB / PDF / 2016 / HORIBA Europe GmbH, Dr. Stefan Bender / Englisch
Abstandsregelsysteme: CarMaker an der TU Braunschweig (Apply & Innovate 2016)
4.65 MB / PDF / 2016 / TU Braunschweig, Thorsten Meister / Englisch
Allradantrieb: CarMaker bei BMW (Apply & Innovate 2012)
1.97 MB / PDF / 2012 / BMW, Matthias Prebeck / Englisch
FAS-Entwicklung in CarMaker: Bremssystem vom KIT (Apply & Innovate 2014)
3.09 MB / PDF / 2014 / Karlsruhe Institute of Technology, Simon Rothfuss / Englisch
ADAMS Data Converter (Apply & Innovate 2014)
4.49 MB / PDF / 2014 / Soluzioni Ingegneria, Stefano Agostoni / Englisch