07 May Joanneum Research – Digitaler Zwilling für Sensor-Simulation
Die Testregionen der Zukunft sind mehr als Asphalt und Straße – sie sind digital. JOANNEUM RESEARCH hat im Auftrag der österreichischen Testregion ALP.Lab in einem sehr anspruchsvollen Referenzprojekt einen Digitalen Zwilling höchsten Detailgrades realisiert.
Automatisierte Fahrmanöver werden immer auf Basis von Ergebnissen der Umfeldwahrnehmung, wobei das Umfeld des Fahrzeugs über verschiedene Sensoren wie Kamera, Ultraschall, LIDAR oder RADAR wahrgenommen wird, geplant und durchgeführt. Zur Simulation einer solchen Umfeldwahrnehmung eines automatisierten Fahrzeugs ist es somit essenziell, dass auch die zugrundeliegenden Sensorsysteme simuliert werden können. Die Simulation eines LIDAR oder RADAR Sensors kann beispielsweise auf Basis eines Strahlverfolgungsverfahrens (Raytracing) erfolgen. Dabei wird zunächst die Reflektivität jener vom virtuellen Sensor ausgesendeten Signale in einem Umgebungsmodell berechnet. Die Reflektivität der Signale ist wiederum stark abhängig von der Geometrie und den Materialeigenschaften (Reflexion, Absorption, Streuung) der getroffenen Objekte. Dabei müssen aber auch in der Simulation potenzielle Verdeckungen und Mehrwegempfang berücksichtigt werden. Die berechnete Signalreflexion wird in einem weiteren Schritt dem Modell des zu simulierenden Sensors, welcher die Signale interpretiert und Objekte erkennt, lokalisiert und klassifiziert, zugeführt. Ergebnisse sind die bekannten Objektlisten, welche die erkannten Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs abbilden.
In einem herausfordernden Referenzprojekt hat nun die JOANNEUM RESEARCH im Auftrag der ALP.Lab erstmals einen Digitalen Zwilling höchsten Detailgrades speziell für die Sensorsimulation für den Endkunden AVL erstellt. Ziel war die Realisierung eines Digitalen Zwillings des AVL Testgeländes in der Nähe von Graz. Dieser sollte sehr hohe Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit, Vollständigkeit und Richtigkeit erfüllen. Dazu wurde von JOANNEUM RESEARCH eine Vermessung mittels Mobile Mapping und eine 3D Rekonstruktion höchsten Detailgrades, welche Geometrien und Materialen aller Objekte realitätsgetreu abbildet, durchgeführt. Der digitale Zwilling wurde für die Sensorsimulation in den von ASAM standardisierten Formaten openScenario, openDrive, und openCRG und openSceneGraph zur Verfügung gestellt.
Dies ergänzt eine Reihe von ALP.Lab UHD Datenbasen (z.B 400km rund um Graz) sowie die Möglichkeiten, Szenarien zu generieren, zu beschreiben und hochskaliert auszuwerten. Dabei finden die ASAM Standards alle Berücksichtigung.
Derzeit wird von AVL ein ausgewählter LIDAR Sensor unter Einsatz des digitalen Zwillings mit den Werkzeug Vires VTD simuliert und mit tatsächlich dort durchgeführten Messungen verglichen. Ziel ist es, eine möglichst realistische Simulation durchführen zu können, um aufwendige und teure Testfahrten zu minimieren.