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Im Rahmen dieser Arbeit wird untersucht, wie sich Modellfehler auf die Positionsgenauigkeit und Handhabbarkeit beim Rangieren mit einem Fahrerassistenzsystem auswirken. Besonderer Wert wird dabei auf die Bestimmung von Fehlergrenzen gelegt. Es wird der Frage nachgegangen, wie groß der Eingangsfehler sein darf, damit die Assistenz noch hinreichende Qualitätseigenschaften hinsichtlich ihrer Präzision und Robustheit aufweist. Dazu erfolgt zunächst eine quantitative Betrachtung der Fehler anhand des kinematischen Modells. Danach wird eine qualitative Betrachtung anhand von systematischen Experimenten durchgeführt. Es wird zunächst ein Controller entwickelt, mit dem sich ein Manöver mithilfe der visuellen Informationen der Assistenz simulieren lässt.
Dann wird eine Methode vorgestellt, mit deren Hilfe man das Manöver anhand definierter Fehlergrenzen bewerten kann. Um einen großen Raum möglicher Fehlerkombinationen effizient zu durchsuchen, wird das probabilistische Verfahren des Annealed Particle Filters benutzt. Mithilfe einer Testumgebung werden schließlich systematische Experimente durchgeführt. Zur weiteren Evaluation des Assistenzsystems in einer kontrollierten Umgebung erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ITWM in Kaiserslautern die Portierung des Assistenzsystems auf die dortige Simulationsumgebung RODOS.
Traditional Driver Assistance Systems (DAS) like for example Lane Departure Warning Systems or the well-known Electronic Stability Program have in common that their system and software architecture is static. This means that neither the number and topology of Electronic Control Units (ECUs) nor the presence and functionality of software modules changes after the vehicles leave the factory.
However, some future DAS do face changes at runtime. This is true for example for truck and trailer DAS as their hardware components and software entities are spread over both parts of the combination. These new requirements cannot be faced by state-of-the-art approaches of automotive software systems. Instead, a different technique of designing such Distributed Driver Assistance Systems (DDAS) needs to be developed. The main contribution of this thesis is the development of a novel software and system architecture for dynamically changing DAS using the example of driving assistance for truck and trailer. This architecture has to be able to autonomously detect and handle changes within the topology. In order to do so, the system decides which degree of assistance and which types of HMI can be offered every time a trailer is connected or disconnected. Therefore an analysis of the available software and hardware components as well as a determination of possible assistance functionality and a re-configuration of the system take place. Such adaptation can be granted by the principles of Service-oriented Architecture (SOA). In this architectural style all functionality is encapsulated in self-contained units, so-called Services. These Services offer the functionality through well-defined interfaces whose behavior is described in contracts. Using these Services, large-scale applications can be built and adapted at runtime. This thesis describes the research conducted in achieving the goals described by introducing Service-oriented Architectures into the automotive domain. SOA deals with the high degree of distribution, the demand for re-usability and the heterogeneity of the needed components.
It also applies automatic re-configuration in the event of a system change. Instead of adapting one of the frameworks available to this scenario, the main principles of Service-orientation are picked up and tailored. This leads to the development of the Service-oriented Driver Assistance (SODA) framework, which implements the benefits of Service-orientation while ensuring compatibility and compliance to automotive requirements, best-practices and standards. Within this thesis several state-of-the-art Service-oriented frameworks are analyzed and compared. Furthermore, the SODA framework as well as all its different aspects regarding the automotive software domain are described in detail. These aspects include a well-defined reference model that introduces and relates terms and concepts and defines an architectural blueprint. Furthermore, some of the modules of this blueprint such as the re-configuration module and the Communication Model are presented in full detail. In order to prove the compliance of the framework regarding state-of-the-art automotive software systems, a development process respecting today's best practices in automotive design procedures as well as the integration of SODA into the AUTOSAR standard are discussed. Finally, the SODA framework is used to build a full-scale demonstrator in order to evaluate its performance and efficiency.
Die Arbeitsgruppe Echtzeitsysteme an der Universität Koblenz beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit der Thematik autonomes und assistiertes Fahren. Eine große Herausforderung stellen in diesem Zusammenhang mehrgliedrige Fahrzeuge dar, deren Steuerung für den Fahrer während der Rückwärtsfahrt sehr anspruchsvoll ist. Um präzise Manöver zu ermöglichen, können elektronische Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz kommen. Im Rahmen vorhergehender Arbeiten sind bereits einige Prototypen entstanden, von denen jedoch keiner eine geeignete Lösung für moderne, zweiachsige Anhänger darstellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein prototypisches Fahrerassistenzsystem entwickelt, wobei es noch weiterer Forschungs- und Entwicklungsarbeit bedarf, um das System straßentauglich zu machen.