Methoden, Prozesse und Werkzeugketten für die Validierung & Verifikation von NextGenerationCar
Zur Entwicklung und Einführung zukünftiger hoch- und vollautomatisierter Straßenfahrzeuge werden neue Methoden für die Verifikation und Validierung (V&V) benötigt die den gesamten Produktlebenszyklus abbilden. Das Ziel ist hierbei die kontinuierliche Verbesserung von Automationsfunktionen nicht nur während der Entwicklung, sondern auch felddatengestützt während des Betriebs. Dabei werden Fragen aufgeworfen die erst in einer dynamisch veränderbaren Umgebung auftreten und daher unbekannte Verkehrssituationen für die Automation darstellen.
Das Projekt V&V4NGC setzt genau hier an, indem es die Voraussetzungen für eine simulationsbasierte Verifikation und Validierung neuer Fahrfunktionen für hochautomatisierte Fahrzeuge während der Entwicklung sowie im laufenden Betrieb schafft.
V&V4NGC wird den Aufbau einer gemischt virtuell/physikalischen Simulations-umgebung für das Next Generation Car-Konzept (NGC) bzw. alle zukünftigen Fahrzeugkonzepte umsetzen. Die Simulationsumgebung soll für ein kontinuierliches Design, sowie kontinuierliche Verifikation und Validierung, bis hin zur virtuellen Zertifizierung von automatischen Fahrfunktionen und vollautomatisierten Straßenfahrzeugen eingesetzt werden. Zusätzlich soll eine Modellierungs- und Testumgebung zur Integration von Methoden und Werkzeugen zur Erarbeitung von Migrationsstrategien, sowie deren Beobachtung und Bewertung erstellt werden. Beitrag Institut für KI-Sicherheit
Das Institut für KI-Sicherheit leitet das Teilprojekt 'TP 5000Online Diagnose und Online Verifikation' und erforscht innerhalb dessen die Gewährleistung von sicherem Systemverhalten von Fahrfunktionen automatisierter und vernetzter Straßenfahrzeuge zur Zeit des Betriebs. Hierbei wird ein gemeinsamer Use-Case, aus dem Projekt KoKoVI der Projektfamilie, genauer betrachtet: auf Grundlage fahrzeugseitig erhobener Daten wird die Rückwirkung auf den Entwicklungsprozess untersucht z.B. über einen Digitalen Zwilling/Schatten und definierten Szenario-Beschreibungen.
Wesentliche Forschungsthemen des Instituts für KI-Sicherheit sind zudem die Entwicklung eines DevOps-IT Infrastrukturkonzepts, das zugehörige Datenmanagement sowie eine geeignete Szenarien-Repräsentation zur Verifikation.
Abbildung 2: DevOps (= Development + Operations) Zyklus mit den sich wiederholenden Phasen einer kontinuierlichen Systementwicklung, Quelle: DLR
Die Darstellung zeigt, dass der DevOps Zyklus sowohl auf Versuchen und Tests im Simulator (verstärkt in der Entwurfsphase 'Dev'), als auch auf Daten und Informationen aus dem Betrieb im Testfeld bzw. im Realbetrieb (Operations) angewiesen ist. Die Verknüpfung von im Feld erhobenen Daten mit entsprechenden Simulationsläufen ist hier eine besondere Herausforderung.
Die Laufzeit des Projekts ist von Januar 2022 bis Dezember 2025 angesetzt, bei einem Projektvolumen von 34 Mio. €; der Auftraggeber ist die DLR-Programmdirektion Verkehr.
Beteiligte DLR-Institute:
Institut für Systems Engineering für zukünftige Mobilität
Institut für Fahrzeugkonzepte
Institut für Flugsystemtechnik
Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme
Institut für KI-Sicherheit
Institut für Kommunikation und Navigation
Institut für Methodik der Fernerkundung
Institut für Optische Sensorsysteme
Institut für Softwaretechnologie
Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik
Institut für Verkehrssystemtechnik
Systemhaus Technik
Flugexperimente
Abbildung 3: Netzwerke von Digitalen Zwillingen, Quelle: DLR
Die Darstellung zeigt am Beispiel von mobilen Robotern, wie Netzwerke von digitalen Zwillingen organisiert werden können, um Validierung und Verifikation zu unterstützen. Die Digitalen Zwillinge der Antriebe können sowohl mit den Digitalen Zwillingen der Displays als auch mit denen anderer mobiler Roboter während des Betriebs analysiert und verifiziert werden.
