ADAS und automatisierte Fahrfunktionen durch die offene Simulations- und Testplattform CarMaker absichern.

ADAS und automatisierte Fahrfunktionen werden mit der Simulations- und Testplattform CarMaker von IPG Automotive abgesichert.

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Mit dem virtuellen Fahrversuch SAE-Level 3+ bewältigen

Die Validierung von Fahrerassistenz-Funktionen stellt hohe Ansprüche an die Technik. Das Video-Grabber-/Replay-System proFRAME ist dabei ein wichtiger Baustein.

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ADAS-Validierungssysteme flexibel gestalten mit proFRAME

Rohde & Schwarz steigert Testeffizienz und Flexibilität seiner Automotive Radar Test Chamber

Das neue Antennentestsystem von Rohde & Schwarz bietet eine neue Temperaturtestoption und eine neue Feed-Antenne.

Antennenmesssystem mit Temperaturtestoption

Nach dem Abschluss der ersten Phase ihres autonomen Lkw-Pilotprojekts von IVECO und Plus beginnen nun die Tests auf öffentlichen Straßen.

IVECO und Plus planen Tests mit autonomen Lkws auf öffentlichen Straßen in Europa

Die datenbasierte Weiterverwendung aufgezeichneter Testfahrten zur ADAS-Entwicklung und -Validierung hat sich als Validierungsmethode bewährt. Die synchrone Wiedergabe von Sensor-Rohdaten, Fahrzeug-BUS und Netzwerkinformationen spielt hier eine wichtige Rolle.

ADAS/AD-Funktionen  sicher validieren

Die Absicherung kamerabasierter Fahrerassistenzsysteme ist aufgrund integrierter Sicherheitsmechanismen der funktionalen Sicherheit in der Release-Software schwierig. NI bietet hierfür dedizierte Hardware und Software zur mehrschichtigen Emulation von Bildsensorfunktionen an.

Rohdatendirekteinspeisung  ohne HiL-Modus

Einzigartiges Indoor-Labor zur Verifizierung und Validierung von Sensoren für Fahrerassistenzsysteme.

AVL eröffnet neues Zentrum für Mobilität und Sensortests in Roding.

Neues Testzentrum für Mobilität und Sensortests

dSpace unterstützt die Indy Autonomous Challenge als exklusiver On-Vehicle Computer Technology Sponsor.

dSpace stellt für alle Fahrzeuge der Indy Autonomous Challenge seine Autera AutoBox, ein Prototyping- und Datenaufzeichnungssystem, zur Verfügung.

Autonome Rennwagen der Indy Autonomous Challenge fahren mit Zentralrechnern von dSpace

Optimiertes Zusammenwirken von Plattformen für durchgehenden Testprozess

IPG Automotive und TraceTronic ermöglichen umfangreiche Funktionstests für sicherheitsrelevante ADAS-/AD-Systeme bereits im virtuellen Umfeld.

IPG Automotive und TraceTronic intensivieren Zusammenarbeit bei ADAS-Test

dSpace erweitert seine Produktfamilie von Radarzielsimulatoren für den Test von 4D-Sensoren um ein System, dass die präzise Simulation von zwei Radarzielen mit hoher Auflösung ermöglicht.

Die Validierung der Trennfähigkeit von ultrahochauflösenden Radarsystemen ist aufwendig und komplex. Das dSpace Automotive Radar Test System 9040-GT adressiert diesen Testfall.

Radarzielsimulator DARTS 9040-GT ermöglicht Separationstests von 4D-Sensorlösungen

Der Doppelpulstester (DPT) Advanced Dynamic Power Device Analyzer PD1550A bietet erweiterte Funktionen, mit denen Kunden ganze Leistungsmodule schneller und einfacher als je zuvor testen können.

Der Advanced Dynamic Power Device Analyzer PD1550A testet Wide-Bandgap-Leistungsmodule, um schnellere und aufschlussreichere Tests durchzuführen und die Markteinführung zu beschleunigen.

Power Device Analyzer/Doppelpuls-Tester

Weiss Technik unterstützt die Forschung und Entwicklung von Brennstoffzellenfahrzeugen durch spezielle Umweltsimulationsanlagen.

Weiss Technik hat gemeinsam mit dem TÜV Rheinland ein Maßnahmenkonzept für die Umweltsimulation wasserstoffbetriebener Fahrzeuge und deren Komponenten entwickelt.

OEM Supplier

hanser-automotive.de

Umweltsimulation bei Brennstoffzellenfahrzeugen

NI wird gemeinsam mit Partnern eine Fahrzeugflotte in Europa, den USA und China einsetzen, um m Bereich ADAS/Autonomes Fahren die Herausforderungen in Bezug auf Datenvolumen, -qualität, -zugriff und -nutzung zu bewältigen.

Die Fahrzeuge werden Fahrerassistenzsysteme in realen Szenarien testen, um Sicherheit und Leistung zu validieren und die größten Herausforderungen im Bereich der technischen Arbeitsabläufe zu bewältigen.

NI setzt Fahrzeugflotte für ADAS-Forschung ein

Der TÜV Rheinland investiert in den weiteren Ausbau der Prüfeinrichtungen und -kapazitäten in der Automotive Proving Ground ZalaZone in Ungarn.

TÜV Rheinland baut sein Engagement für automatisiertes und vernetztes Fahren in Ungarn aus.

TÜV Rheinland baut Automotive Proving Ground ZalaZone aus

Im Rahmen einer Projektgruppe hat sich ASAM e.V. mit der Frage beschäftigt, welche Testverfahren nötig sind, um hoch- und vollautomatisiertes Fahren sicher zu gestalten.

Die Studiengruppe ASAM Test Specification hat einen Report veröffentlicht, in dem ein Überblick über die Testmethoden und deren Zusammenspiel im Bereich ADAS und AD gegeben wird. Darüber hinaus hat die Gruppe einen „Test Strategy Blueprint“ entworfen, der als Grundlage für zukünftige Tests genutzt werden kann.

Autonome Fahrzeuge und Fahrfunktionen sicher und zuverlässig absichern

Störfestigkeit und Störerunterdrückung verifizieren

Beim automatisierten Fahren spielt GNSS eine wichtige Rolle. Um Störquellen aufzuspüren und die ausgesendeten Störsignale unterdrücken zu können, müssen GNSS-Empfänger mehrkanalig ausgelegt sein. Für die Verifizierung von Störfestigkeit und Störunterdrückung hat Rohde & Schwarz eine Lösung entwickelt.

Beim automatisierten Fahren spielt GNSS eine wichtige Rolle. Um Störquellen aufzuspüren und die ausgesendeten Störsignale unterdrücken zu können, müssen GNSS-Empfänger mehrkanalig ausgelegt sein.

Sebastian Kehl-Waas und Dr. Markus Irsigler

Nicht nur militärische Fahr- und Flugzeuge sind auf störungsfreie GNSS-Signale angewiesen. Hier unterdrücken in der Regel Anti-Jam-Systeme durch räumliche Filterung die Signale aus Störquellen. In ähnlicher Weise können solche Lösungen auch die Satelliten-Navigationssignale für das autonome Fahren und Fliegen vor Störsignalen schützen. Damit GNSS-Empfänger Störquellen aufspüren und die ausgesendeten Störsignale unterdrücken können, müssen sie mehrkanalig ausgelegt sein. So kann durch die phasenkohärente Signalverarbeitung der Signale mehrerer Antennen die Signaleinfallsrichtung des Störers bestimmt und der Störer ausgeblendet werden. Rohde & Schwarz bietet eine Lösung an, mit der sich die Störfestigkeit und Störerunterdrückung verifizieren lässt.

Mehrkanalempfänger können Signale mehrerer verteilter Empfangsantennen oder eines Antennen-Arrays gleichzeitig verarbeiten. Das lässt sich nutzen, um mit Signalanalysemethoden einerseits Rückschlüsse auf die Richtung der einfallenden Signale zu ziehen und andererseits das Antennendiagramm derart anzupassen, dass unerwünschte Signale ausgeblendet werden.

Bei der GNSS-basierten Positionsbestimmung bedeutet das, dass Satelliten-Navigationssignale (GNSS) verstärkt und Jamming- oder Spoofing-Signale, die vom Boden oder aus der Luft ausgehen unterdrückt werden können. Wurde die Technologie bisher vor allem für militärische Anwendungen eingesetzt, kann sie künftig auch einen wichtigen Beitrag zur robusten Navigation beim automatisierten Fahren und Fliegen liefern. Typische Störquellen sind hier Harmonische von Sendern in der Umgebung, Tactical-Air-Navigations- und zivil genutzte DME-Signale zur Flugnavigation oder auch LTE-Signale. Zudem finden sogenannte Personal Privacy Devices (PPD) immer weiter Verbreitung. Das sind GNSS-Jammer, die durch das Abstrahlen von Schmal- oder Breitbandsignalen die GNSS-Positionierung stören. Eine neue Lösung von Rohde & Schwarz ermöglicht es die Robustheit von GNSS-Empfängern gegenüber Störsignalen umfassend zu prüfen, bei Bedarf auch innerhalb einer realitätsnahen Hardware-in-the-Loop-Umgebung (HiL).

Mehrkanalige GNSS-Empfänger zur Störsignalunterdrückung

Zur Unterdrückung ungewollter Signale nutzen GNSS-Empfänger oft sogenannte Controlled Reception Pattern Antennas (CRPA). Diese bestehen aus einem Antennen-Array und einer Signalverarbeitungseinheit. Die angeschlossenen Antennen sind dabei streng geometrisch angeordnet, um eine vollständige Abdeckung aller möglichen Einfallsrichtungen zu erreichen. Durch geeignete Gewichtung der Signale der Einzelantennen in der Signalverarbeitungseinheit lässt sich die Gesamtempfangscharakteristik des Antennen-Arrays verändern (Bild 1). So werden Störsignale entweder gezielt ausgeblendet (Nulling) oder der Empfang der gewünschten GNSS-Signale in deren Einfallsrichtungen verstärkt (Beamforming). Eine Kombination beider Methoden ist ebenfalls machbar. Die Antennen-Arrays bestehen typischerweise aus vier bis sieben Antennenelementen. Je mehr Elemente, umso mehr Störsignale können gleichzeitig unterdrückt werden.

Für Tests an GNSS-Empfängern, die CRPA nutzen, bietet Rohde & Schwarz ein Testsystem an. Dieses fungiert zum einen als mehrkanaliger GNSS-Simulator und berücksichtigt dabei alle Aspekte eines Satellitennavigationssystems. Hierbei müssen die Signale aller gängigen Satellitensysteme in allen GNSS-Frequenzbändern erzeugt werden, unter Berücksichtigung von korrekten Satellitenorbits, der Signalausbreitungseigenschaften sowie einer realistischen Modellierung der sich dynamisch ändernden Empfangsumgebung. Des Weiteren ist die Konfiguration des Antennen-Arrays hinsichtlich Geometrie und Empfangseigenschaften der Einzelantennen einzubeziehen.

Zudem kann die Lösung gleichzeitig störende Jamming- oder Spoofing-Signale generieren, um die Störunterdrückungsfunktionen des DUTs prüfen zu können. Zur freien Konfiguration von Störern mit sehr großer Sendeleistung ist ein zweites, identisches Testsystem notwendig. Dabei hilft die R&S Pulse Sequencer Software bei der Definition von komplexen Störszenarien. Die Szenarien decken Anforderungen wie lange Simulationszeiten, bewegte Störer und GNSS-Empfänger, benutzerdefinierte Antennendiagramme sowie Antennenscans ab. Darüber hinaus berechnet die Software die korrekte Amplitude, Phasenlage und Laufzeit der Signale in Abhängigkeit von Signalfrequenz, Antennenanordnung und Position von Sendern und Empfängern im dreidimensionalen Raum für jedes einzelne Antennenelement. Die Signalerzeugung übernimmt dabei der High-end-Vektorsignalgenerator R&S SMW200A.

Für die Tests müssen für jeden Antenneneingang des GNSS-Empfängers sowohl das gewollte GNSS-Signal als auch die ungewollten Signale der Störer erzeugt werden. Zum Testen eines CRPA-Empfängers mit vier Antenneneingängen werden somit vier Signalquellen für die Erzeugung der GNSS-Signale und vier weitere Signalquellen zur Generierung der Jammer-Signale benötigt. Bild 2 zeigt zwei Testsysteme, mit denen man sowohl gekoppelte GNSS-Signale als auch Jammer-Signale für einen vierkanaligen CRPA-Empfänger erzeugen kann.

Um die Einfallsrichtung der Satelliten- und Störsignale korrekt zu simulieren, müssen die Testsysteme an der HF-Schnittstelle zum DUT in Bezug auf Amplitude, Phase und Laufzeit kalibriert sein. Das heißt Amplituden-, Phasen- und Laufzeitunterschiede zwischen den einzelnen HF-Pfaden, die sich beispielsweise durch Kabel oder HF-Komponenten ergeben, werden kompensiert. Durch geeignete Synchronisation werden die Vektorsignalgeneratoren jedes Systems phasenkohärent gekoppelt. Ein analoger High-End-HF-Signalgenerator R&S SMA100B liefert jeweils das gemeinsame LO-Signal.

Mithilfe der R&S RF Ports Alignment Software lässt sich das komplette System an einer frei wählbaren Referenzebene in Bezug auf Amplitude, Phase und Laufzeit kalibrieren, sodass die Eigenschaften des Testsystems nicht die simulierten Signalunterschiede zwischen den einzelnen Antennen verfälschen. Die notwendigen Messungen werden mit einem Vektor-Netzwerkanalysator durchgeführt.

Die beiden Testsysteme müssen nicht relativ zueinander kalibriert werden. Für die Simulation realistischer Szenarien ist es ausreichend GNSS- und Störersimulation zeitgleich zu starten, da auch in der Realität in der Regel kein Bezug zwischen GNSS-Satelliten und Störquellen besteht.

Das GNSS-Testsystem lässt sich zudem in eine HiL-Umgebung einbetten. Dabei streamt ein Rechner mit hoher Datenrate das Bewegungsprofil des zu testenden GNSS-Empfängers mit Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Fahrzeuglageinformationen an das Testsystem. Dieses generiert dazu in Echtzeit das entsprechende Satellitennavigationssignal. Das erfordert sehr hohe Update-Raten und geringe Latenzen.

Mehrkanalige GNSS-CRPA-Empfänger verbessern die Navigation von Land- und Luftfahrzeugen jeglicher Art erheblich. Mit dem neuen Testsystem von Rohde & Schwarz lassen sich Testsignale sowohl für die GNSS- als auch die Störersimulation mehrkanalig und realistisch erzeugen. Für Tests in einer HIL-Umgebung ist es auch möglich, Bewegungsdaten an das GNSS-Testsystem zu streamen. (eck)

<a href="http://www.rohde-schwarz.com">www.rohde-schwarz.com</a>

Sebastian Kehl-Waas ist Applikationsingenieur für Signalgeneratoren bei Rohde & Schwarz. Dr. Markus Irsigler ist Produktmanager GNSS bei Rohde & Schwarz.

Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG  

https://www.rohde-schwarz.com

<ul><li>Paralleler Remote-Zugriff für größtmögliche Entwicklungseffizienz: Steigende Komplexität beherrschen</li><li>Automatisiertes Fahren durch Drohnenaufzeichnung und Simulation absichern: Ground Truth im Fokus</li><li>Interview: »Künstliche Intelligenz muss für den Anwender verständlich sein«</li><li>Fahrzeug-Bordnetz: Intelligente Regelung elektrischer Verbraucher</li></ul>

Ausgabenartikel

Bild 1a: Diese GNSS-Empfangsantenne hat nur ein Element, ihre Charakteristik lässt sich also nicht modifizieren. Ein Störsignal ausreichender Stärke kann dazu führen, dass der Empfänger die Signale nicht mehr verarbeitet und satellitenbasiertes Navigieren nicht mehr möglich ist.

Bild 1b: Im Gegensatz zur Einzelantenne lässt sich die Charakteristik von Antennen-Arrays durch Kombination und Gewichtung der Empfangssignale anpassen. Das Störsignal wird in der Einfallsrichtung unterdrückt, und die GNSS-Signale können empfangen werden. Nachteil: GNSS-Signale aus der Richtung des Störsignals werden ebenfalls unterdrückt. 

Bild 2: Vierkanaliges GNSS-Testsystem aus zwei Vektorsignalgeneratoren R&S SMW200A und einem Analogsignalgenerator R&S SMA100B für das LO-Signal (links). Das Testsystem zur Erzeugung der Störsignale (rechts) besteht ebenfalls aus zwei Vektorsignalgeneratoren R&S SMW200A und einem Analogsignalgenerator R&S SMA100B für das LO-Signal.

Dr. Markus Irsigler ist Produktmanager GNSS bei Rohde & Schwarz.

Sebastian Kehl-Waas ist Applikationsingenieur für Signalgeneratoren bei Rohde & Schwarz. 

Rohde & Schwarz

ausgabe 06/2022

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ausgabe 04/2022

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