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2024 | Buch

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Driver-in-the-loop Framework zur optimierten Durchführung virtueller Testfahrten am Stuttgarter Fahrsimulator

verfasst von: Martin Kehrer

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universität Stuttgart

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Die Nutzung der Driver-in-the-Loop-Simulation zur virtuellen Entwicklung und Erprobung erfordert ein Software-Framework. Dieses muss zum einen die Erzielung repräsentativer Ergebnisse erlauben und zum anderen die Integration sowohl von Konzeptideen als auch prototypischer oder bestehender Systeme zulassen. Martin Kehrer weist für das Framework eine Simulationsgüte nach, die eine ausreichende Immersion des Fahrers erzielt. Maßgeblich hierfür ist die sogenannte Simulator Sickness, welche ein Index für eine mangelnde Immersion ist. Daneben bedingt die Erprobung neuer Fahrzeugsysteme die Bereitstellung einer ausreichenden Menge an Umgebungsdaten.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung
Zusammenfassung
Fahrsimulatoren gewinnen immer mehr an Bedeutung in der Automobilentwicklung. Der Bedarf an Fahrsimulatoren - erkennbar an der Anzahl der in Betrieb genommenen Anlagen - steigt (siehe Abbildung 1.1). Grund ist zum einen der technologische Fortschritt im Bereich der Fahrsimulation und der damit verbundene große Bereich an Einsatzmöglichkeiten und zum anderen die Anzahl, Komplexität und der Umfang der eingesetzten Technologien im Fahrzeug.
Martin Kehrer
Kapitel 2. Grundlagen
Zusammenfassung
Für die Durchführung von DiL Simulationen sind Kenntnisse vom System "Mensch" von essentieller Bedeutung, denn der Mensch bildet zusammen mit dem Fahrsimulator einen geschlossenen Regelkreis. Die Systemeingänge des Menschen sind dessen Sinne, welche auf Basis der erhaltenen Reize Aktionen auslösen. Um diese Reize stimulieren zu können, muss ein Verständnis über die Leistungsgrenzen der Sinne vorhanden sein.
Martin Kehrer
Kapitel 3. Der Fahrsimulator
Zusammenfassung
Fahrsimulatoren sind DiL Simulatoren. Der DiL ist eine Sonderform der Human in the Loop (HitL) Simulation mit einem Menschen als Fahrer bzw. Fahrzeuginsassen, welcher in den geschlossenen Regelkreis eingebunden wird.
Martin Kehrer
Kapitel 4. Stimulation der menschlichen Sinne am Fahrsimulator
Zusammenfassung
Die visuelle Stimulation ist unabdingbar in einer DiL Simulation. Zum einen werden hierüber laut Kapitel 2.1.1 die meisten Sinneseindrücke aufgenommen und verarbeitet und zum anderen ist es der einzige Reiz, der es dem Fahrer ermöglicht, auf weit entfernte visuell erkennbare Ereignisse zu reagieren. Auditive und vestibuläre Eindrücke lassen den Fahrer nur die aktuelle Situation erfassen, wohingegen die visuelle Erscheinung eines vorausliegenden Straßenabschnitts prädiktive Reaktionen triggert.
Martin Kehrer
Kapitel 5. Einbindung von Fahrdynamik und Fahrerassistenzsystemen
Zusammenfassung
Eine DiL Simulation benötigt eine Fahrdynamiksimulation zur Darstellung des Fahrzeugverhaltens. Wie in Kapitel 3 erläutert, muss eine Einbindung verschiedenster Fahrdynamiksimulationen und damit ggf. verbundenen Echtzeitplattformen möglich sein. Um Abhängigkeiten zu Beschreibungsformen der in Fahrdynamiksimulation meist integrierten Umgebungsmodelle zu vermeiden, werden Fahrzeugschnittstellen wie die Reifenkontaktmodelle separiert.
Martin Kehrer
Kapitel 6. Virtuelle Testfahrt
Zusammenfassung
Unter einer virtuellen Testfahrt versteht man die virtuelle Abbildung einer Realfahrt. Um dies zu ermöglichen ist eine realitätsnahe Darstellung der Umgebung, einschließlich deren Objekte und Verhaltensweisen erforderlich. Hierzu ist eine Datenbank an dynamischen Objekten wie Fahrzeugen und Fußgängern als auch statischen Objekten notwendig.
Martin Kehrer
Kapitel 7. Frameworkaufbau
Zusammenfassung
Wie es schon die vorherigen Kapitel erkennen lassen, bedarf es einer flexiblen und erweiterbaren Struktur für das Framework, welche Module in Form von Bibliotheken und Codestrukturen bereitstellt. Diese bilden die Basis zur Realisierung neuer Funktionen, zum Aufbau einer Interprozesskommunikation zwischen diesen als auch deren modularer Nutzung passend zu den Umfängen des DiL Simulators. Hierzu beschäftigt sich das Unterkapitel 7.1 mit dem Nutzen und Einsatz der zur Verfügung stehenden Kommunikationsarten.
Martin Kehrer
Kapitel 8. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit zeigt die Erstellung und Optimierung eines Frameworks zur Durchführung von DiL Studien. Dabei standen die folgenden Anforderungen im Vordergrund.
Martin Kehrer
Backmatter
Metadaten
Titel
Driver-in-the-loop Framework zur optimierten Durchführung virtueller Testfahrten am Stuttgarter Fahrsimulator
verfasst von
Martin Kehrer
Copyright-Jahr
2024
Electronic ISBN
978-3-658-43958-3
Print ISBN
978-3-658-43957-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-43958-3

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