Virtuelle Absicherung in der Automobilindustrie verändert das Design, die Tests und die Markteinführung von Fahrzeugen grundlegend. Dies gilt insbesondere für Fahrerassistenzsysteme, autonomes Fahren und Softwareentwicklung.

Da Fahrzeuge zunehmend komplexer und softwaregesteuert werden, bietet die virtuelle Absicherung eine stabile Grundlage zur Gewährleistung von Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung – und das bei gleichzeitiger Kosten- und Zeitersparnis im Vergleich zu herkömmlichen physischen Tests.

Fahrerassistenzsysteme wie adaptiver Abstandsassistent, Spurhalteassistent und automatisches Notbremsen basieren auf ausgeklügelter Software und Sensorintegration. Virtuelle Absicherung spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Prüfung dieser Systeme, indem sie reale Fahrszenarien simuliert und Systemreaktionen bewertet.

• Simulation von Fahrszenarien: Virtuelle Absicherung ermöglicht Ingenieuren die Erstellung detaillierter Simulationen verschiedener Fahrbedingungen, einschließlich städtischer Umgebungen, Autobahnen und widriger Wetterbedingungen. Wir entwerfen und entwickeln verteilte virtuelle Absicherungspipelines für unsere Kunden, wobei die Fahrzeugsimulation einen der wichtigsten Teile der Architektur darstellt. Der Einsatz modernster Simulationen wie Carla, CarMaker und anderer in unseren Pipelines hilft, die Effektivität von Fahrerassistenzsystemen bei der Hinderniserkennung, der Spurhaltung und der Geschwindigkeitsanpassung zu testen. Wir entwickeln auch kundenspezifische Fahrzeugsimulationen, z. B. mit Unity3D, wenn aktuelle Fahrzeugsimulationen nicht alle Anforderungen unserer Kunden erfüllen.

• Sensorfusion und Kalibrierung: Fahrerassistenzsysteme sind auf Daten aus mehreren Sensoren angewiesen, darunter Kameras, Radar und Lidar. Virtuelle Absicherung erleichtert die Fusion und Kalibrierung dieser Sensoren und sorgt für eine genaue Dateninterpretation und Systemreaktionsfähigkeit. Wir entwickeln kundenspezifische Sensorsimulationen und Sensormodelle, die von unseren Kunden spezifiziert werden.

• Testen der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI): Die Interaktion zwischen Fahrer und Assistenzsystemen ist entscheidend für Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit. Wir entwickeln kundenspezifische augmented und virtual Realität Anwendungen in Unity3D und Unreal, die das Testen von HMI-Designs ermöglichen und sicherstellen, dass Warnungen, Steuerungen und Feedback intuitiv und effektiv sind. Darüber hinaus erstellt unser engagiertes und preisgekröntes UI/UX-Team neue benutzerfreundliche HMI-Designs und unterstützt unsere Kunden bei Studien mit modernen Methoden der Aufmerksamkeitsanalyse wie Eye-Tracking etc.

Autonomes Fahren stellt eine der komplexesten Herausforderungen in der Automobilindustrie dar und erfordert fortschrittliche Algorithmen und umfangreiche Tests, um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Virtuelle Absicherung ist unverzichtbar bei der Entwicklung autonomer Fahrzeuge und bietet eine kontrollierte Umgebung, um autonome Systeme zu testen und zu verfeinern.

• Simulation komplexer Szenarien: Autonome Fahrzeuge müssen eine Vielzahl von Szenarien bewältigen, von belebten Stadtstraßen bis hin zu ländlichen Straßen. Wir entwickeln virtuelle Validierungslösungen, die die Simulation dieser komplexen Umgebungen ermöglichen, einschließlich Interaktionen mit Fußgängern, Radfahrern und anderen Fahrzeugen, um Entscheidungsalgorithmen und Systemrobustheit zu testen.

• Algorithmusentwicklung und -test: Autonomes Fahren basiert vermehrt auf maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz zur Interpretation von Sensordaten und zur Entscheidungsfindung beim Fahren. Virtuelle Validierung unterstützt die Entwicklung und das Testen dieser Algorithmen, ermöglicht iterative Verbesserungen und stellt sicher, dass sie unerwartete Situationen bewältigen können. Wir unterstützen unsere Kunden bei der Entwicklung von KI-Pipelines und der Integration dieser Algorithmen in virtuelle Validierungsarchitekturen.

• Sicherheits- und Redundanzprüfungen: Sicherheit hat beim autonomen Fahren oberste Priorität. Virtuelle Validierung bietet eine Plattform, um Systemredundanzen und Sicherheitsvorkehrungen zu testen und sicherzustellen, dass Fahrzeuge Systemausfälle oder unerwartete Ereignisse sicher bewältigen können.

Fahrzeuge enthalten mittlerweile Millionen von Codezeilen, um alles von Infotainmentsystemen bis hin zu Antriebssteuerungen zu verwalten. Virtuelle Absicherung ist entscheidend für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Leistung von Software.

• Software-in-the-Loop (SiL)-Tests: Virtuelle Absicherung umfasst SiL-Tests, bei denen Softwarekomponenten in einer simulierten Umgebung getestet werden. Wir integrieren die Softwareartefakte unserer Kunden (z. B. vECUs) in die virtuelle Umgebung. Dieser Ansatz ermöglicht es Entwicklern, Fehler zu identifizieren und die Leistung zu optimieren, bevor die Software in physische Hardware integriert wird.

• Kontinuierliche Integration und Bereitstellung: : Virtuelle Absicherung unterstützt agile Softwareentwicklungspraktiken, einschließlich Continues Integration and Delivery. Entwickler können ihre Softwareartefakte in einer virtuellen Umgebung testen und so Kompatibilität und Funktionalität vor der Veröffentlichung sicherstellen. Wir kombinieren CI/CD und virtuelle Absicherungspipelines um für die Softwareentwicklungsprozesse unserer Kunden einen nahtlosen Entwicklungsansatz zugewährleisten.

• Cybersicherheitstests: Da Fahrzeuge zunehmend vernetzt sind, ist Cybersicherheit ein kritisches Anliegen. Virtuelle Absicherung ermöglicht rigorose Tests von Softwaresicherheitsmaßnahmen, identifiziert Schwachstellen und gewährleistet einen robusten Schutz vor Cyberbedrohungen.

Virtuelle Absicherung in der Automobilindustrie bietet viele Vorteile in Bezug auf Projekteffizienz, Flexibilität und Sicherheit:

• Kosten- und Zeiteffizienz: Virtuelle Absicherung reduziert den Bedarf an physischen Prototypen und umfangreichen realen Tests, senkt die Entwicklungskosten erheblich und beschleunigt die Markteinführung.

• Skalierbarkeit und Flexibilität: Virtuelle Umgebungen können leicht skaliert und angepasst werden, um eine Vielzahl von Szenarien und Konfigurationen zu testen, was Flexibilität in Entwicklungs- und Testprozessen bietet.

• Verbesserte Sicherheit und Zuverlässigkeit: Durch die frühzeitige Identifizierung von Problemen im Entwicklungsprozess verbessert die virtuelle Absicherung die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Fahrerassistenzsystemen, autonomen Fahrzeugen und Softwarekomponenten.

In der Automobilindustrie ist die Kombination aus virtueller und physischer Absicherung entscheidend für zuverlässige Testergebnisse und Wettbewerbsfähigkeit. Während virtuelle Modelle eine effiziente Möglichkeit bieten, reale Bedingungen zu simulieren, bleibt die Integration mit traditionellen Testmethoden unerlässlich.

• Modellgenauigkeit und Realismus: Die Sicherstellung, dass virtuelle Modelle reale Bedingungen genau darstellen, ist entscheidend für zuverlässige Validierungsergebnisse. Wir sorgen für eine kontinuierliche Verfeinerung und Validierung anhand physikalischer Tests, die erforderlich sind.

• Integration mit physischen Tests: Während virtuelle Absicherung viele physische Tests ersetzen kann, wird sie oft in Verbindung mit traditionellen Methoden verwendet, um eine umfassende Validierung sicherzustellen. Die Balance zwischen virtuellen und physischen Tests erfordert sorgfältige Planung und Koordination. Wir bieten sowohl virtuelle als auch physische Tests für unsere Kunden an, wobei beide Teams Hand in Hand arbeiten, um die Software unserer Kunden auf verschiedenen Ebenen zu testen und zu validieren.

• Technologische Fortschritte: Da sich die Technologie weiterentwickelt, müssen Hersteller ihre Simulationswerkzeuge und -prozesse kontinuierlich aktualisieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Dies erfordert laufende Investitionen in Software, Hardware und Schulung des Personals.

Die Zukunft der virtuellen Absicherung in der Automobilindustrie wird von innovativen Technologien geprägt sein, die Testprozesse effizienter und genauer machen:

• Integration von KI und maschinellem Lernen: Die Integration von KI und maschinellem Lernen in virtuelle Validierungstools wird die Vorhersagefähigkeiten verbessern und Entscheidungsprozesse automatisieren.

• IoT und Nutzung von Echtzeitdaten: Das Internet der Dinge (IoT) wird Echtzeitdaten von vernetzten Fahrzeugen bereitstellen, Simulationen verfeinern und die Genauigkeit der virtuellen Validierung verbessern.

• Kollaborative Entwicklungsplattformen: Kollaborative Plattformen werden die virtuelle Validierung über verschiedene Teams und Standorte hinweg erleichtern und einen nahtlosen Austausch von Daten und Erkenntnissen ermöglichen.

Virtuelle Absicherung revolutioniert die Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen, autonomen Fahrtechnologien und Automobilsoftware. Durch einen kosteneffizienten, effizienten und skalierbaren Ansatz für Tests und Validierung ebnet sie den Weg für sicherere, zuverlässigere und innovativere Fahrzeuge. Während sich die Branche weiterentwickelt, wird die virtuelle Validierung ein Eckpfeiler der Automobilentwicklung bleiben und Fortschritte in Technologie und Design vorantreiben.

Seit vielen Jahren ist in-tech an agilen Projekten für verschiedene OEMs und First Tiers beteiligt und konzentriert sich auf die Entwicklung innovativer Softwarelösungen. Dazu gehören die Konzeption und Entwicklung von Architekturen, Hochleistungsalgorithmen, Frameworks, Tools und Co-Simulationen in den Bereichen autonomes Fahren, ADAS und virtuelle Absicherung.

Autor:

Oliver Trauer

Technical Head – ADAS/AD & Virtual Validation