Beim diesjährigen Open House hat die IPG Automotive den virtuellen Fahrversuch auf die Tagesordnung gesetzt. Die Virtualisierung wird die Prozesse in der Fahrzeugentwicklung nachhaltig verändern.
IPG Automotive verfügt mit Carmaker über eine leistungsstarke Simulationssoftware für die Arbeit mit virtuellen Prototypen rund um das autonome Fahren.
Andreas Burkert
Als korrekte Vorhersagen über das Über- oder Untersteuern eines Fahrzeugs während der Vorentwicklung die Branche noch erstaunte, war die Automobilentwicklung im Wesentlichen mit ausgiebigen Testfahrten von mehreren Millionen Kilometern beschäftigt. Das wäre auch heute noch möglich. Doch allein für das Testen einer teilautonomen Fahrfunktion müssten über mehrere Jahre hinweg Heerscharren von Ingenieuren die Systeme auf der Straße erproben, um jedes mögliche Ereignis abzusichern. Ein Grund, weshalb virtuelle Fahrversuche seit Jahren die Fahrzeugtester entlasten. Doch mit den Fortschritten bei automatisierten Fahrfunktionen genügt das bei Weitem nicht mehr.
Heute müssen alle Register der Simulation entlang des gesamten Entwicklungsprozess gezogen werden, um die Anforderungen an die funktionale Sicherheit erfüllen zu können. Die Folge: Die Fahrzeugentwicklung befindet sich derzeit inmitten einer gewaltigen Transformation. Auf diese Entwicklung weist IPG Automotive schon lange hin. Die Karlsruher haben sich auf Simulationslösungen für die Fahrzeugentwicklung spezialisiert und sehen sich mit ihren Produkte weltweit als Technologieführer. Mit welcher Qualität sich mittlerweile Fahrversuche visualisieren und simulieren lassen, hat IPG Automotive im Darmstädter Kongresszentrum Darmstadtium demonstriert.
Absichern autonomer Fahrfunktionen
Bei der Open-House-Veranstaltung, einem jährlich stattfindende Branchentreff zum virtuellen Fahrversuch, zeigten IPG-Ingenieure wie auch Kunden des Unternehmens, wie mit dem virtuellen Fahrversuch durchgängig im gesamten Entwicklungsprozess getestet werden kann – vom Aufbau und Management bis hin zur Nutzung der virtuellen Testumgebung. Im Fokus stand dabei unter anderem das aktuelle Release 8.0 der Carmaker-Produktfamilie. Die Simulationssoftware Carmaker wird in der Automobil- und Mobilitätsindustrie weithin als Plattform für die Arbeit mit virtuellen Prototypen für Anwendungen im Bereich Fahrerassistenz und autonomes Fahren genutzt.
Das Programm ermöglicht das Testen und Absichern von autonomen Fahrfunktionen mit einem leistungsstarken, skalierbaren Fahrzeugmodell, um ein hohe Übereinstimmung mit realen Fahrversuchen zu gewährleisten. Wie konkret die Simulation die wirkliche Welt mittlerweile abbildet, wurde am Beispiel eines Gummidämpfers gezeigt, der im Fahrzeug verbaut, das Bremsverhalten auf Kopfsteinpflaster erheblich beeinflusst. Mit der Möglichkeit, künftig auch die physikalischen Eigenschaften solcher Einzelkomponenten abzubilden, sind für die Verhaltenssimulationen von autonomen Fahrfunktionen von größter Bedeutung.
Offene Integrations- und Testplattform
Als offene Integrations- und Testplattformen ausgelegt, "erlaubt Carmaker die schnelle und unkomplizierte Einbindung der zu testenden virtuellen und realen Komponenten in einen virtuellen Fahrzeugprototyp sowie die Integration der Simulationsumgebungen in bestehende Tool-Landschaften über eine Vielzahl unterstützter Standards und Schnittstellen", teilt uns das Unternehmen mit. Dass IPG nun auch einer der Ecosystem-Partner ist, die mit der Plattform Drive Constellation von Nvidia arbeitet, wird die Automobilbranche freuen. Die auf Hardware-in-the-Loop basierende, offene und skalierbare Simulationsplattform für autonome Fahrzeuge beschleunigt nämlich den gesamten Entwicklungsprozess.
Am Beispiel eines virtuellen Fahrversuchs wurde das Zusammenspiel der Simulationslösung Carmaker mit der Drive Constellation auf dem Branchentreff vor rund 500 Teilnehmern vorgeführt. Zuvor aber sprach Yoichi Sugimoto, Senior Chief Engineer bei Honda R&D (Automobile R&D Center), in seiner Keynote darüber, wie sehr der Entwicklungsprozess sich auf dem Weg zum automatisierten Fahren ändert. Ursächlich sind der immer höhere Anspruch an die Fahrsicherheit verbunden mit der Steigerung des Fahrkomforts, der starken Vernetzung der Einzelkomponenten im Gesamtfahrzeug, neue Gesetze zu nachhaltigen Mobilitätskonzepten wie eben auch die Entwicklungen rund um das automatisierte Fahren.
Künstliche Intelligenz für virtuelle Fahrversuche
Diese immense Steigerung des Entwicklungs- und Testaufwands lässt sich seiner Ansicht nach, nur noch über virtuelle Entwicklungsmethodik beherrschen. Dass sich darüber hinaus die Nachweisführung gegenüber Freigabeinstitutionen und Simulationsdatenmanagement mithilfe von ALM (Application Lifecycle Management) vereinfacht, ist für den Gesamtentwicklungsprozesse ebenso von Vorteil wie das Absichern virtueller Testfahrten automatisierter Fahrfunktionen durch den Einsatz von Algorithmen auf Basis künstlicher Intelligenz (KI).
So erklärt uns ein Entwickler auf der Konferenz, dass die manuelle Merkmalsextraktion und Klassifizierung von Bildbereichen zum Training von neuronalen Netzen derzeit äußerst zeitaufwändig und fehleranfällig ist. Auch deshalb liefert das Release 8.0 mit der neuen Funktion der semantischen Segmentierung die benötigte "Ground Truth"-Information zur Visualisierung.