Diese Veröffentlichung beschreibt die Verwendungsmöglichkeiten einer Simulationsumgebung für die Validierung kamerabasierter Fahrerassistenzsysteme am Beispiel einer auf Expertenwissen basierenden Fahrspurerkennung und eines mit realen Bildern trainierten Fahrzeugklassifikators. Als Erstes wird der für die Erprobung verwendete Hardware-in-the- Loop Prüfstand beschrieben. Anschließend wird auf die Kamerasimulation eingegangen, insbesondere werden Schritte zur Parametrierung und Erstellung der Basisszenarien beschrieben. Die Validierung der Kamerasimulation für die Spur- und Fahrzeugerkennung wird durch den Vergleich von Systemgrößen zwischen Simulation und Realität durchgeführt. Weiterhin werden die Möglichkeiten durch die Variationsmöglichkeiten der Simulationsumgebung demonstriert. Abschließend wird ein Ausblick für sinnvolle Anwendungsfälle gegeben und Grenzen aufgezeigt. Im Rahmen dieser Veröffentlichung wurde gezeigt, dass mit einem Hardware-in-the-Loop Prüfstand und einem in Echtzeit simulieren Fahrzeugumfeld ähnliche Leistungswerte für kamerabasierte Systeme wie bei einer realen Testfahrt erreicht werden können. Weiterhin wurden die Fähigkeiten zur Abstraktion der definierten Szenarien demonstriert. Anhand von realen Testfahrten wurde ein Kameramodell für verschiedene Witterungsbedingungen erstellt und das Umfeld der Szenarien entsprechend dem realen Vorbilds modelliert. Bei der Modellierung wurde zwischen dem Verkehrsbereich und dem Umfeld unterschieden. Der relevante Verkehrsbereich wurde mit einer hohen Genauigkeit modelliert. Bei dem Umfeld können entsprechend des Anwendungsfalls Vereinfachungen angenommen werden. Diese müssen allerdings auf Grund eventueller Rückwirkungen auf den Verkehrsbereich kritisch betrachtet werden. Zur Validierung der Simulationsergebnisse wurde für die Evaluierung einer Fahrzeug- und Spurerkennung in den umgesetzten Szenarien ein Vergleich von relevanten Systemgrößen durchgeführt. Die sich aus validierten Testszenarien und Teilmodellen ergebenen Möglichkeiten wurden durch die Variation von Parametern in den Grenzen des Modells dargestellt. Durch diese Eigenschaft kann ohne viel Aufwand ein größerer Merkmalsraum betrachtet werden. Zur Demonstration wurden Wetterbedingungen und Objekteigenschaften modifiziert. Die Ergebnisse wurden mit der Leistungsfähigkeit der Systeme in den Basisszenarien verglichen. Durch die genannten Eigenschaften stellt ein Hardware-in-the-Loop Prüfstand in Verbindung mit einem validierten Kamerasensormodell eine gute Ergänzung zur realen Fahrzeugerprobung oder statischen Videosequenzen dar. Dieser Ansatz ist in der Lage, die Lücke zwischen den technischen und wirtschaftlichen Grenzen einer realen Fahrzeugerprobung und der Invarianz von Videoaufnahmen zu schließen.
Möglichkeiten und Grenzen der simulationsbasierten Validierung von kamerabasierten Fahrerassistenzfunktionen
Mess- und Versuchstechnik, VDI-Fachtagung Erprobung und Simulation in der Fahrzeugentwicklung, 15 ; 141-152
VDI-Berichte ; 2106
2010
12 Seiten, 6 Bilder, 1 Tabelle, 14 Quellen
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