Stefan Held
Computer Vision
Die Simulation ist eines der wichtigsten Werkzeuge in der Entwicklung, insbesondere in Bezug auf die hohen Standards, die erforderlich sind, um die großen Herausforderungen rund um autonome Systeme anzugehen. Eine erfolgreiche Simulation muss bereits am Sensor beginnen und hier setzen wir gemeinsam mit unserer Kundschaft auf maßgeschneiderte iVESS Lösungen.
iVESS steht für individual virtual environment and sensor simulation und beschreibt ein eigens entwickeltes Framework, das basierend auf Simulationstechnologie, Sensorik in realitätsnahen 3D-Umgebungen absichern kann.
Gerade im Automotive-Umfeld muss für den Nachweis von Robustheit und Sicherheit eine enorme Anzahl an Testkilometern nachgewiesen werden. Ohne die Simulation von virtuellen Fahrszenarien und die Stimulation von ‚wahrnehmenden‘ Systemkomponenten (Perception) wäre selbst der ansatzweise Nachweis für den Fahrzeughersteller kaum zu erbringen. Die unbegrenzte Anzahl und Komplexität von Fahrsituationen braucht daher eine neue Simulationstechnologie.
Bei unserer iVESS Simulationslösung setzen wir auf eine leistungsstarke 3D-Engine als Rückgrat unserer Systeme, die es uns ermöglicht, unzählige Umgebungen unabhängig von der Domäne zu visualisieren und Systemkomponenten zu simulieren. Grundsätzlich gilt: jedes denkbare Szenario kann generiert werden.
Gaming trifft Development – Mit Methoden und Werkzeugen aus der Gaming-Branche können wir Simulationen domänenunabhängig entwickeln. Sowohl in Automotive, Industrie, Off-Highway, Agrartechnik oder im maritimen Umfeld wird dies als Hilfsmittel zur Absicherung von autonomen Systemen verwendet.
Die virtuelle Umgebung wird um eine Fahrer- und Insassenüberwachungssimulation erweitert, die hochgradig anpassbare Avatare, ein Infrarotkameramodell und Ground-Truth-Informationen des Szenarios umfasst. Dieses Infrarot-Kameramodell berechnet das Bild auf Basis der Materialparameter und deren Reflektivität von Infrarotlicht sowie der individuell angepassten Kameraeinstellungen.
Diese Simulation nutzt benutzerdefinierte Rendering-Engines aus der Spieleindustrie, um synthetische, Low – Level- und Object-Level-Sensordaten mit standardisierten Schnittstellen für eine toolkettenunabhängige Integration für Open- oder Closed-Loop-Tests bereitzustellen. Verschiedene Sensortypen wie Radar, Lidar, Ultraschall und Kamera werden simuliert und können an reale Sensoren angepasst werden.
Eine Softwaresimulation kann zur autonomen oder assistierten Schifffahrt beitragen, genauer gesagt unterstützt eine Sensorsimulation das Systemdesign und liefert einen Vorabtest zur idealen Sensorik-Positionierung. Assistenzfunktionen für die bessere Umgebungswahrnehmung können beispielsweise durch eine Sensorfusion realisiert werden. Virtuelle Sensoren beschleunigen in diesem Beispiel die Entwicklung von Systemen für die assistierte Navigation bei einer Hafeneinfahrt und erhöhen das Situationsbewusstsein im maritimen Umfeld.
Gaming trifft Automotive: Hochautomatisierte Fahrzeuge können mithilfe von Sensordaten-Simulationen auf Basis von Methoden aus der Computergrafik abgesichert werden.
Die virtuelle Umgebung importiert GeoJSON-Daten, um reale Strecken zu rekonstruieren. Mit einem Scenario Builder können eigene Strecken und Hindernisse für verschiedene Gefahrenszenarien für Mensch und Maschine erstellt werden. Die Radar- und Kamerasensormodelle liefern Low-Level-Daten für die Entwicklung und den Test von Wahrnehmungsalgorithmen, die in automatischen Bahnbetriebsfunktionen eingesetzt werden.
Bereits in der Designphase kann mit Hilfe einer Simulation ermittelt werden, ob das Design zum Kontext der Umgebung passt, in der es eingesetzt werden soll. Beispielsweise können die Sensorpositionen geändert oder die Sensortechnologie komplett an ihre Umgebung angepasst werden. Auf diese Weise kann ein besseres Verständnis generiert werden, wie Ihr Design mit der Umgebung interagiert. Mittels iVESS visualisieren Sie Ihr System bereits zu Beginn der Entwicklung in einer digitalen Umgebung, bilden mögliche Problemstellungen ab und Testen bereits vor der Prototypenproduktion die Positionierung Ihrer Sensorik.
Während der Entwicklungsphase ist es oft entscheidend, realistische Daten zur Verfügung zu haben, um den Algorithmus zu testen und das Warten auf reale Messwerte zu vermeiden. Mit Daten aus einer Simulation können Sie nicht nur früher testen, sondern Ihren Algorithmus sogar in einem geschlossenen Regelkreis ausführen. Dies eröffnet umfassende Möglichkeiten für die Analyse und Optimierung Ihres Systems. Nutzen Sie die Simulationsausgabe als Input für Ihre Funktionen und verkürzen Sie Entwicklungszyklen!
Erfahren Sie mehr über unsere Expertise im Bereich Data Analytics & Künstliche Intelligenz.
Wenn Sie das Ende des Entwicklungszyklus erreichen und Ihr Komplettsystem in die Testphase überführen, kann Ihnen eine Simulation helfen, kritische edgecases zu identifizieren. Diese können im Anschluss gezielt durch reale Tests abgedeckt werden. iVESS ermöglicht Ihnen in dieser Entwicklungsphase Closed-Loop-Prüfungen von Funktionsketten und die Reduzierung des realen Messaufwands.
