Arbeitspakete
 
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Arbeitspakete

Das OFP Projekt umfasst 8 Arbeitspakete. Die beiden übergreifenden Arbeitspakete Standardisierung und Veröffentlichung (AP1) und System Engineering und Test (AP8) begleiten das OFP Projekt während der gesamten Laufzeit. AP1 beinhaltet die Projektübergreifenden Aufgaben zur Standardisierung der Offenen Fusions Plattform und ist weiterhin der Rahmen für die Koordination der Veröffentlichungen im Projekt. In AP 8 wird die Systemarchitektur entworfen, die Schnittstellen zwischen den Modulen definiert und auch die abschließenden Tests der Use Cases definiert und durchgeführt. Weiterhin werden in AP 8 die systemübergreifenden technischen Fragen behandelt und die Anforderungen definiert.
Die drei Fusionsinput Module (AP 2, 3, 4) zu Radar Sensorik, Surroundview und V2X/Karte sind eng mit den Sensorherstellern und Softwarelieferanten verbunden und liefern die Daten für die Fusionsplattform. In AP 5 wird die Fusionsplattform (HW und Basis SW) und in AP6 das Umgebungsmodell, das auf der HW läuft, entwickelt. Dies sind die beiden Kernarbeitspakete im OFP Projekt. AP 7 ist, basierend auf dem Umgebungsmodell, zuständig für die finale Funktionsumsetzung der Use Cases im Fahrzeug. 

04/15/2016

AP 1: Standardisierung und Veröffentlichungen

AP 1 beinhaltet die zentralen Aufgaben, der Veröffentlichung und Standardisierung im Rahmen des OFP Projektes. Inhalte und Ergebnisse des Projekts werden in Zeitschriften veröffentlicht und es gibt regelmäßige Gespräche mit Verbänden und Industrie zur Standardisierung der Schnittstellen. Zur Unterstützung der Aktivitäten innerhalb der Verbundpartner wird ein effizientes IPR-Management vom Projektkoordinator aufgesetzt. 

04/06/2016
 

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AP 2: Fusionsinput RADAR Sensorik

Das Hauptziel dieses Arbeitspakets ist die Entwicklung und praktische Umsetzung eines radar-basierten Umgebungserfassungssystems. Dazu gehört die Ableitung eines Lastenheftes aus der Systemspezifikation und die Definition der Schnittstellen. Auf der Radar-Schaltungsebene werden die HF-Komponenten für Sender und Empfänger sowie die Basisbandschaltung und Digitalelektronik entwickelt und optimiert. Außerdem werden die Radar-Sensoren als Input für das Mehrkanalsystem verwendet und die SW – Verarbeitungsmodule implementiert. 

04/06/2016
 

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AP 3: Fusionsinput Surroundview

Das Hauptziel von AP3 ist die Integration eines Surroundview-Kamera-Systems und die Entwicklung geeigneter Bildverarbeitungssoftware. Die Bildverarbeitung erkennt Parkmarkierungen, Ladeplatten und dynamische Hindernisse und leitet die Informationen an das Sensorfusions-Modul weiter. 

04/06/2016
04/06/2016
 

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AP 4: Fusionsinput V2X und Digitale Karte

In diesem Arbeitspaket werden die Bausteine der Fahrzeug-zu-X (V2X) Kommunikation sowie der digitalen Karte erstellt, die jeweils eine direkte Schnittstelle mit der Fusionsplattform aufweisen.
Als offene Plattform möchte OFP möglichst allen in Frage kommenden Quellen für Umfeldinformationen integrieren, die sich im automotive Umfeld anbieten. Wie das Forschungsumfeld der letzten Jahre zeigt, ist eine wichtige Quelle die V2X-Kommunikation. Ein Informationsaustausch zwischen Verkehrsteilnehmern und der Infrastruktur birgt große Potentiale für Effizienzsteigerungen und bessere Ressourcennutzung (zum Beispiel durch ein intelligentes Parkraum- und Lademanagement, wie im in OFP adressierten Use Case). Es werden Möglichkeiten eröffnet ein Einzelfahrzeug als einen Baustein eines höherstehenden Geflechts von integrierten Mobilitätskonzepten zu begreifen und die Fahrfunktionen entsprechend auszugestalten. Notwendige Grundlage ist dabei die Einbeziehung von vorhandenen Standards und Basistechnologien, um eine möglichst hohe Passung mit bestehenden Aktivitäten im aktuellen Forschungsumfeld zu gewährleisten. Damit schafft die offene Fusionsplattform die Rahmenbedingungen dafür, dass diese Funktionalitäten von entsprechenden Interessengruppen aufgegriffen und weiter in Richtung Marktreife gebracht werden kann. Aufbauend auf einer Analyse bestehender Kommunikationsstandards (wie z.B. ITS-G5 auf der Basis von 802.11p) wird eine technische Lösung aufgebaut, die eine drahtlose Kommunikation sowohl zwischen den Fahrzeugen, als auch als zwischen Fahrzeug und Infrastruktur erlaubt. Die hierbei ausgetauschten Informationen stellen die Grundlage für die im zentralen Use Case verankerten Interaktionskonzepte zum berührungslosen Laden. Unterstützend erfolgen simulationsgebundene Analysen mit dem Ziel einer Optimierung von Betriebsstrategien sowie Abschätzungen über den geplanten Use Case hinaus auf Basis stochastischer Verkehrs- und Kommunikationsmodelle.

Die Verwendung einer digitalen Karte im Bereich der automatischen Fahrzeugsteuerung stellt hohe Anforderungen an die Qualität der Karte im Sinne von Genauigkeit und Informationsdichte. Die Karte dient als Grundlage für einen georeferenzierten Informationsaufbau. Es ist dabei erforderlich, sowohl topologische Inhalte (Straßennetz als Knoten- und Kantenmodell) als auch topografische Informationen (Bordsteinkanten, befahrbare Flächen usw.) in der Karte zu verankern, um damit sowohl die eigene Position des Fahrzeugs als auch die gewonnenen Informationen aus der objektgenerierenden Sensorik abzugleichen und zu plausibilisieren.

 

04/06/2016
 

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AP 5: Entwicklung der Fusionsplattform

Inhalt dieses Arbeitspaketes ist die Spezifikation und Entwicklung einer offenen und effizienten Lösung für ein Fusionssteuergerät. Diese Plattform wird ausreichend Rechenleistung und ein Software Framework zur Verfügung stellen, um verschiedenste Funktionen im Bereich Sensorfusion parallel in unterschiedlichen Kontexten auszuführen. Ein besonderes Augenmerk gilt hierbei der Funktionalen Sicherheit.

Auf der Fusionsplattform werden die Daten verschiedener Sensoren aus den vorherigen Arbeitspaketen fusioniert und zusammen mit den Informationen weiterer in den Demonstrator-Fahrzeugen vorhandenen Sensoren ein umfassendes Modell der Fahrzeugbewegung sowie der kompletten Umgebung erstellt. Darauf aufbauend wird eine automatisierte Längs- und Querführung im Demonstrator-Fahrzeug implementiert. Basierend auf dieser Funktionalität werden autonome und intelligente Anwendungen wie das voll automatisierte Laden einer Vielzahl von Elektrofahrzeugen in einer Umgebung mit limitierter Verfügbarkeit von Ladestationen realisiert.

Der Demonstrator der Fusionsplattform wird offen und skalierbar sein:

  • Es werden verschiedene gängige Automotive Schnittstellen unterstützt.
  • Es werden verschiedene Grade an funktionaler Sicherheit nebeneinander und flexibel auf der Plattform realisiert, bis hin zu ASIL D.
  • Die Fusionsplattform wird über eine Vielzahl von Rechenkernen und parallelen Rechenwerken die notwendige Skalierbarkeit zur Verfügung stellen, um die Anforderungen der adressierten Anwendung autonomes Laden zu erfüllen.

Neben der Hardware wird in diesem Arbeitspaket eine Basis-Software-Infrastruktur für die Fusionsplattform entwickelt. Die Laufzeit-Umgebung soll mehrere Prozessoren mit einer Vielzahl von Rechenwerken unterstützen und damit hinsichtlich der möglichen Verwendung von heutigen und zukünftigen Hardware-Architekturen skalierbar sein. Ein besonderer Forschungsschwerpunkt besteht in einem umfassenden Konzept für ein effizientes und skalierbares Zusammenspiel verschiedener Prozessoren in einer Softwareumgebung, die eine möglichst hohe Portierbarkeit der Funktionen ermöglicht. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt untersucht die Fragestellung, wie umfassend der Hochleistungsprozessor über einen anderen Mikrocontroller in das Sicherheitskonzept integriert werden kann. Ziel der Forschungsarbeit ist es, eine im Automotive Umfeld noch nicht dagewesene Komplexität bestehend aus einer hohen Rechenleistung, hohe Anforderungen an die funktionale Sicherheit und dem Zusammenspiel mehrerer verschiedener Prozessoren in einem System ökonomisch skalierbar und technisch beherrschbar zu machen. Der Demonstrator ist hierbei ein Proof-of-Concept für die in OFP erarbeiteten neuen Lösungsansätze.

 

04/06/2016
 

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AP 6: Entwicklung des Umgebungsmodells der Fusionsdaten

Ziel des AP6 ist die Entwicklung eines modularen und erweiterbaren ADAS Fusions-Frameworks. Das Framework abstrahiert von der Basissoftware der OFP Hardwareplattform und ergänzt sie um Funktionen und Standardschnittstellen, die spezifisch auf die Anforderungen bei der Entwicklung von komplexen Assistenzfunktionen abgestimmt sind.
Auf der Grundlage dieses Frameworks wird ein Fusionssystem für automatisierte Park- und Ladefunktionen aufgebaut. Hierfür werden die benötigten Softwarekomponenten (Sensorinterfacemodule, Basisfunktion) aus den Sensorarbeitspaketen integriert, Fusionsmodule implementiert und um Funktionen zur Zustandsüberwachung und Qualitätsbewertung ergänzt.
Die im Fusionssystem gewonnenen Daten werden zur Erstellung eines fusionierten Umfeldmodells verwendet und über eine standardisierte Schnittstelle als Input für die Funktionsmodule bereitgestellt. In diesem digitalen Model der Fahrzeugumgebung sind alle Informationen enthalten, die für die funktionale Umsetzung benötigt werden. Die Umsetzung beschränkt sich exemplarisch auf die notwendigen Anteile für eine Demonstration der geplanten automatisierten Park- und Ladefunktionen. Durch das Ergänzen von weiteren Sensoren und Verarbeitungsmodulen kann das Umfeldmodell jedoch um beliebige Informationen erweitert werden. Damit werden zukünftig auch andere Funktionen, bis hin zum automatisierten Fahren, ermöglicht. 

04/06/2016
 

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AP 7: Funktionsumsetzung: Valet-Parken mit automatisiertem kabellosen Laden

In diesem Arbeitspakets wird der Use Cases Valet-Parken mit automatisiertem kabellosem Laden funktional umgesetzt. Nachdem der Fahrer das Fahrzeug an der Abgabeposition verlassen hat, löst er den automatischen Vorgang aus. Das Fahrzeug fährt zunächst vollautomatisch auf einen freien mit einer Ladeplatte für kabelloses Laden ausgestatteten Ladeplatz und beginnt dort den Ladevorgang (Schritt 1). Nach der Ladevorgang abgeschlossen wurde verlässt das Fahrzeug vollautomatisch den Ladeplatz, fährt zu einem freien Stellplatz auf dem Parkplatz und parkt dort ein (Schritt 2). Fordert der Nutzer die Bereitstellung des Fahrzeugs an, so verlässt das Fahrzeug den Stellplatz vollautomatisch und begibt sich zur Bereitstellungsposition, an der der Nutzer einsteigt und manuell mit dem Fahrzeug weiterfahren kann (Schritt 3).

Um die Funktionalität gemeinsam mit der Fusionsplattform und dem zugehörigen Umfeldmodell evaluieren zu können, wird die Funktionalität zusammen mit der Fusionsplattform und den von dieser benötigten Sensoren in Demonstratorfahrzeuge integriert. Nur mittels der erfolgreichen Integration in Fahrzeuge kann eine aussagekräftige Evaluierung der Fusionsplattform, des Umgebungsmodells und der Funktion erfolgen. Um die Generalisierbarkeit der Ansätze zeigen zu können erfolgt die Integration in drei unterschiedliche Versuchsfahrzeuge. Außerdem bietet der Einsatz mehrerer Fahrzeuge die Möglichkeit der Erforschung der Interaktion zwischen diesen. Im Use Case ist die durch C2I- und C2C-Kommunikation unterstützte Interaktion zwischen den automatisch fahrenden Fahrzeugen ein zentraler Baustein, um den Use Case anwendungsnah bearbeiten zu können.

 

04/06/2016
 

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AP 8: Standardisierung und Veröffentlichungen

Die im Rahmen dieses Projekts entwickelte OFP zeichnet sich durch hohe Komplexität aus. AP8 dient dazu, die verschiedenen Stränge der Spezifikation, der Entwicklung und des Testbetriebs zu begleiten und dabei systematisch und effizient zu unterstützen. Die Ausgestaltung des Arbeitspakets lehnt sich dabei grob an ein V-Modell an.
Ausgehend von dem zentralen Use Case wird hierfür eine grundlegende Systemarchitektur definiert, die als Basis für die Spezifikation des Systems dient. Die Spezifikation erfolgt schrittweise durch Ausgestaltung eines Lastenhefts im Rahmen eines Anforderungsmanagementprozesses. Hierfür wird das Gesamtsystem in funktionale Einheiten dekomponiert und so schrittweise in einem Top-Down-Verfahren von der Gesamtsystemebene bis hin zur Modulebene beschrieben und ausspezifiziert. Dabei werden die maßgeblichen Schnittstellen identifiziert und ausgestaltet. Parallel zu diesen Tätigkeiten werden auf allen Systemebenen Use Cases definiert, aus denen Testfälle für einen systematischen Testbetrieb abgeleitet werden. Adäquate Testmethoden werden ausgewählt und aufgebaut und ermöglichen damit in einer rückwärtigen Schrittfolge eine konsistente Teststrategie bis hin zu den übergreifenden Gesamtsystemtests, in denen die abschließende Verifikation und Validation durchgeführt wird. 

04/06/2016
 

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Kontakt

Kontaktieren Sie den Verbundkoordinator:
Dr. Michael Schilling
E-AEP – Projektleiter Advanced Engineering Projects
Hella KGaA Hueck & Co.
Beckumer Str. 130
59552 Lippstadt
E-Mail: kontakt@ofp-projekt.de 

 
04/06/2016
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