Ziele und Ideen

Im HiL-Labor werden Testmethoden für umweltsensorbasierten Fahrfunktionen erforscht. Das Ziel ist die Verlagerung eines Teils des Testprozesses in eine Laborumgebung, um die Kosten und den Zeitaufwand der Tests zu reduzieren. Darüber hinaus können auch sicherheitskritische Testfälle stärker berücksichtig werden, als z.B. im realen Fahrversuch.
Ein konkretes Ziel ist die Verbesserung von Radarzielsimulatoren, um unterscheidbare Ziele wie LKWs, PKWs, Fußgänger, etc. für Radarsensoren darzustellen. Weiterhin ist der Aufbau einer Kamerasimulation mit einer direkten Bildübertragung an ein zu testendes Steuergerät geplant. Außerdem wird eine Methode zur Benchmarkanalyse von Sensoren und Datenfusionsalgorithmen entwickelt. Weiterhin ist der Aufbau einer verteilten Versuchsumgebung mit anderen Laboren geplant, wobei verschiedene Simulationsteilnehmer über LAN miteinander verbunden werden. Der Realitätsgrad des Versuchs wird dabei von der reinen Simulation bis zum realen Fahrzeug variiert.

Ausstattung

  • NI PXI-System (NI PXIe-1085)
  • 16 Analoge Eingänge
  • 16 Analoge Ausgänge
  • 8 Relais Ausgänge
  • Wheelspeed Generator 4 Kanäle
  • 6 CAN-Schnittstellen
  • 4 Flexray –Schnittstellen
  • 2 LIN-Schnittstellen
  • 8 PSI5 Kanäle
  • 16 PWM-Input Kanäle
  • 16 PWM-Output Kanäle
  • 1 Gb/s Ethernet
  • Freiprogrammierbarer FPGA
  • Frequenzgenerator
  • Oszilloskop
  • Widerstandssimulator 8 Kanäle
  • 8 Spannungsmesskanäle (-75 – 75V)
  • 8 Strommesskanäle (0 – 50A)
  • GPS-Simulator (NI USRP RIO)
  • 2 NVIDIA Drive PX2
  • 1 dSPACE MicroAutoBox II
  • 4 Desktop-PC Arbeitsplätze mit Ubuntu
  • 1 Laptop-Arbeitsplatz mit Windows 7
  • 1 HiL-Systemarbeitsplatz mit Windows 7
  • Lötstation
  • Netzstecker
  • Integriertes Multimeter
  • Integriertes Labornetzteil
  • Oszilloskop
  • 55“ Bildschirm für Präsentationen
  • Besprechungstisch mit 6 Sitzplätze

Anwendungsbeispiele

Das HiL-System verfügt über alle gängigen Busschnittstellen, die aktuell im Automotiv-Bereich eingesetzt werden (CAN, LIN, FlexRay), womit umfangreiche Restbus-Simulationen erstellt werden können. Durch das offene NI PXI-System, lassen sich auch zukünftig neue Standards, wie BroadR-Reach Ethernet, in das System integrieren.

Die Echtzeitumgebung VeriStand (National Instruments) erlaubt – im Sinne eines MiL und SiL
Tests – die Einbindung von Softwarekomponenten aus verschiedenen Quellen (MATLAB, Simulink-Modelle, C-Code, LabVIEW, etc.) wobei diese beliebig untereinander verknüpft werden können oder direkt mit den Ein- und Ausgängen des HiL-Systems verbunden sind.

Der Test von fahrsituationsabhängigen Funktionen kann mit Hilfe einer Fahrsimulation realisiert werden. Die Fahrsimulation im CARISSMA-HiL wird zum einem über die Software CarMaker (IPG Automotive GmbH) und zum anderen über VTD (VIRES Simulationstechnologie GmbH) realisiert. Die Fahrsimulation erzeugt sämtliche Ego-Fahrzeugdaten, die für die Ansteuerung des zu testenden Teilsystems notwendig sind. Sie stellt die Daten für die Restbussimulation bereit, die über CAN, LIN, FlexRay und zukünftig über Automotive-Ethernet an ein Steuergerät gesendet werden. Außerdem können die Daten auch zur Speisung von Modellen und Softwarebausteinen auf dem Echtzeitrechner des HiL-Systems verwendet werden. Im Sinne eines Closed-Loop-Kreislaufes kann umgekehrt der Output des zu testenden Teilsystems, der Modelle oder Softwarebausteine, über das HiL-System in die Fahrsimulation zurückgespielt werden und dort Simulationsparameter verändern. Sämtliche angebundenen Komponenten (z.B. die Fahrsimulation, Steuergeräte, Softwarebausteine, Sensoren etc.) werden mit der Software Veristand (National Instruments) vernetzt und ggf. konfiguriert.

Das HiL-System des CARISSMA verfügt über einen freiprogrammierbaren FPGA, der unter anderem das Nachbilden proprietärer Schnittstellen von Steuergeräten ermöglicht. Darüber hinaus ist der FPGA vielseitig einsetzbar, um wenig genutzte Sensorsignale zu erzeugen oder vorhandene Schnittstellen zu erweitern, ohne eine dedizierte Karte bereitstellen zu müssen.

Im CARISSMA HiL-System ist ein GPS-Simulator (NI USRP RIO) integriert. Mit diesem kann die Funktion „Standortbestimmung“ mit simulierten GPS-Signalen getestet werden, wie sie zum Beispiel in Navigationssystemen oder anderen positionsabhängigen Assistenz- und Sicherheitsfunktionen benötigt wird. Der GPS-Simulator erzeugt die Signale von bis zu 12 Satelliten, wobei der Leistungspegel jedes simulierten Satelliten vom Benutzer festgelegt werden kann. Darüber hinaus lassen sich eigene Bewegungsprofile für die Satelliten erzeugen. Typische Signalstörungen der GPS-Satelliten, die zu Positionsungenauigkeiten im terrestrischen Empfänger führen, können ebenfalls simuliert werden.

Laborleitung und Team

Wissenschaftliche Mitarbeiterin CARISSMA
Sanjana Biank, M.Eng.
Tel. : +49 841 9348-3363
Raum : W101
Fax : +49 841 9348-6440
E-Mail :
Wissenschaftlicher Mitarbeiter CARISSMA
Pascal Brunner, M.Sc.
Tel. : +49 841 9348-6422
Raum : W101
Fax : +49 841 9348-996422
E-Mail :
Versuchingenieur CARISSMA - HiL-Labor
Sebastian Edler, M.Sc.
Tel. : +49 841 9348-3358
Raum : W101
Fax : +49 841 9348-997173
E-Mail :
Wissenschaftlicher Mitarbeiter CARISSMA
Dipl.-Ing. Fabio Reway
Tel. : +49 841 9348-6462
Raum : W101
Fax : +49 841 9348-996462
E-Mail :
Wissenschaftlicher Mitarbeiter Kompetenzfeld Luftfahrt
Georg Seifert, M.Sc.
Tel. : +49 841 9348-6260
Raum : P302
Fax : +49 841 9348-996260
E-Mail :

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