Die schnellste Route in die Simulation

Bei der Konzeptentwicklung von Fahrerassistenzfunktionen ist die Frage nach der Effektivität im realen Straßenverkehr sehr wichtig. Im Optimalfall vermeidet oder verhindert ein Assistenzsystem sehr viele Unfälle, ohne dabei Falschauslösungen in unkritischen Situationen zu haben. Als Analysewerkzeug für Effektivitätsbewertung ist die virtuelle Simulation nicht mehr weg zu denken. Hierbei wird ein virtueller Prototyp des Systems u.a. in Verkehrssituationen aus dem realen Feld auf die Probe gestellt. Aus enormen Mengen realer Unfall- und Normalfahrdaten stellen Entwicklerinnen und Entwickler dafür verschiedenste Szenarien zusammen.

Ausgangspunkt im Entwicklungsprozess sind oft einzelne Unfälle. Im konkreten Fall wird betrachtet, wie ein Assistenzsystem den Unfall verändert hätte: Wird die Unfallschwere vermindert oder der Unfall sogar ganz vermieden? Anschließend betrachtet man den Einsatz bei einer Vielzahl vergleichbarer Fälle, um zu bewerten, wie effektiv das System insgesamt ist, oder ob es Bereiche gibt, die bisher nicht berücksichtigt wurden.

Darüber hinaus ist es wichtig, sowohl unkritische Situationen, in denen das System gar nicht reagieren sollte, als auch kritische Situationen zu betrachten. Bei dieser Art der Auslegeentscheidungen helfen besonders die Normalfahrdaten. Mit ihrer Hilfe bekommt man ein Gefühl dafür, wie bestimmte Manöver stattfinden. Beispiel: Mit welcher Geschwindigkeit biegen Verkehrsteilnehmer ab? Gerade für das autonome Fahren sind die Normalfahrdaten deshalb von großer Bedeutung. Mit ihnen lässt sich das Spektrum der betrachteten Fahrsituation signifikant erweitern.

Um diese simulativen Bewertungen effizient durchführen zu können, müssen möglichst viele Situationen mit geringem Aufwand möglichst exakt in die Simulation überführt werden können. Bislang war die Übertragung in eine komplette Simulation allerdings oftmals zeitaufwendig, unflexibel und anfällig für Ungenauigkeiten.

Unsere Expertinnen und Experten haben sich im Auftrag der CARIAD SE diesem Problem gewidmet. Entstanden ist ein Tool, das die Szenarien vollautomatisch in eine Simulation in CarMaker von IPG Automotive konvertiert. 

Mit diesem Tool hat man jetzt die Möglichkeit ausgewählte Szenarien aus dem Unfall- als auch dem Normalfahrtbereich mit nur einem Befehl zu simulieren. Neben den Informationen zu den Beteiligten haben wir so viele Zusatzinformationen über die Verkehrssituation wie möglich berücksichtigt, z.B. Sichthindernisse oder (durch das Fahrzeug detektierbare) Straßenmarkierungen. Die Simulation ist dabei stets flexibel an die individuellen Anforderungen der Anwenderinnen und Anwender anpassbar. So können beispielsweise Fahrzeuge, Sensorik und zu testende Funktionen variiert werden.

In nur knapp einem Jahr Entwicklungszeit haben unsere Kolleginnen und Kollegen ein herausragendes Ergebnis erzielt: Sie konnten die üblichen Abweichungen, die bei derartigen Vorwärtssimulationen entstehen, auf ein Minimum reduzieren. Mit Hilfe eines zweistufigen Optimierungsprozesses haben sie es möglich gemacht, Zeitpunkte von besonderem Interesse (z.B. Crashkonstellation in Unfalldaten) mit sehr hoher Genauigkeit in der Simulation abzubilden. Und das trotz der vielen verschiedenen Veränderungs- und Anpassungsmöglichkeiten. Diese Genauigkeit bietet so kein anderes Tool und verhilft bei der Funktionsentwicklung zu schnellen, zuverlässigen Bewertungen, Absicherungen und Prognosen.