Real2Sim - Realdatenbasierte Simulation und Feldtests zur Validierung autonomer Fahrzeuge
Es gilt die Automatisierung des Straßenverkehrs in Deutschland voranzutreiben und durch Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) bis hin zu Autonomous Driving (AD) den Straßenverkehr sicherer, effizienter und barrierefrei zu gestalten. Diese Systeme müssen jedoch im Vorfeld enorme Erprobungsphasen durchlaufen – zunächst in virtuellen Welten sowie in realen Feldtests auf der Strecke. Im Umfeld von NCAP-Fahrzeugtests (The European New Car Assessment Programme) gibt es den innovativen Ansatz, anstelle herkömmlicher Crash-Test-Dummies, digitale Verkehrsteilnehmer, -zeichen und sonstige Objekte in Echtzeit in die Fahrzeugsysteme einzuschleusen, sodass die Sensorsysteme diese als scheinbar realistische Objekte und Fahrzeuge wahrnehmen. Diese Methodik eignet sich zur Validierung der Sicherheit von autonomem Fahren als Closed-Loop-Tests in Fahrsimulatoren sowie im realen Mischverkehr. Vorteil dieses Verfahrens - gegensätzlich zu reinen Feldtests - sind Reproduzierbarkeit sowie die Durchführung kritischer Verkehrsszenarien. Automobilhersteller und -zulieferer können von dieser Erprobungsmöglichkeit profitieren, insbesondere wenn sich Szenarien durchgängig zunächst als Simulation sowie anschließend im Feld mit Augmented Reality erproben lassen.
Real2Sim entwickelt einen synchronen Validierungsansatz aus einer Realdatenbasierte Simulation sowie realen Feldtests unter Verwendung von Augmented Reality (AR)
Das Projekt Real2Sim wird durch die EVOMOTIV GmbH sowie die Hochschule Karlsruhe (IEEM) umgesetzt und durch Mitteln der Förderlinie Invest BW von Seiten des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg gefördert. Das Forschungsziel besteht darin, für Sensorfusionssysteme einerseits Realdatenbasierte Simulationen mit getreuer Umweltkulisse zu entwickeln sowie in Feldtests als auch Simulationen Augmented-Reality-Ansätze zu verwenden, um künstliche Objekte zu überlagern. Dabei wird untersucht, inwiefern solche simulative Tests nahe an reale Erprobungsumgebungen anknüpfen.
Ziele
Die unbegrenzte Vielfalt an Testszenarien und Kombination verschiedener Testsituationen ermöglicht eine Steigerung der Erprobungstiefe in einem frühen Entwicklungsstadium von ADAS/AD. In Real2Sim konzentriert sich die EVOMOTIV GmbH auf die praxisnahe Umsetzung am Fahrzeug sowie auf die Bedienung und Vermarktung der AR-basierten Testmethodik. Die Hochschule Karlsruhe entwickelt Methoden zur realitätsgetreuen Simulation und Validierung der Sensorfusion. Die Realdatenbasierte Simulation kann langfristig eine virtuelle Testplattform für AD darstellen. Sie kann aber auch unterstützen, neue Objekte und deren Abbilder für Kamera, Radar und Lidar in einer digitalen Umgebung zu entwickeln. Die folgende Abbildung veranschaulicht das Grundprinzip der Feldtestmethodik. Die Herausforderung besteht darin, Objekte in Echtzeit und synchron für verschiedene Sensorarten zu augmentieren.
Ziele und Vorteile im Bereich der Nachhaltigkeit von Feldtests mit Augmented Reality
- Gefahrenloses Testen von Risikosituationen
- Ressourceneffizienz, Aufwandsreduktion und Testbeschleunigung im Bereich NCA
- Reproduzierbarkeit, Skalierbarkeit und Erprobungstiefe durch das Testen von Risikosituationen
- Realitätsnahe Erprobung sowie Abbildung der Objekte in Wahrnehmungswelten verschiedener Sensoren
- Testen von Szenarien, die lokal vor Ort nicht möglich sind wie u.a. z. B. die Erkennung internationaler Verkehrsschilder
Zu erarbeitende Forschungsfragen
- Welcher Ansatz ist geeignet, um aus Videoumweltdaten eine virtuelle lückenlosen Rekonstruktion der Umgebung für Realdatenbasierte Simulationen sowie als virtuelle Umgebung der virtuellen Objekte in AR-Feldtests zu erstellen?
- Wie kann die Schnittstelle zwischen Fahrzeugsensoren und Augmentierung für Sensorfusion aussehen?
- Wie lassen sich Objekte im Abbild verschiedener Sensorarten in Szenen augmentieren?
- Wie kann die Intelligenz und Interaktionsfähigkeit der Objekte gestaltet werden?
- Wie kann die Nutzerschnittstelle aussehen, um Testszenarien zu erstellen?
Eckdaten
Karlsruhe
Institut für Energieeffiziente Mobilität (IEEM)
Moltkestr. 30
76133 Karlsruhe
Post >
Institut für Energieeffiziente Mobilität (IEEM)
Postfach 2440
76012 Karlsruhe