Der Stuttgarter Fahrsimulator im Detail.

Die Technologie des Fahrsimulators

Einer der größten und leistungsfähigsten Fahrsimulatoren in Europa.

Darstellung von Fahrerassistenz- und automatisierten Fahrfunktionen

Im Stuttgarter Fahrsimulator steht ein umfangreiches Framework für die Darstellung von Fahrerassistenz- und automatisierten Fahrfunktionen in allen Automatisierungsgraden zur Verfügung. Neben Grundfunktionalitäten wie der Trajektoriengenerierung für die Längs- und Querdynamik kann das System zur Steigerung des Funktionsumfangs beliebig erweitert werden. So können beispielsweise Systemfehler simuliert und die Beherrschbarkeit der Situation und die Akzeptanz durch den Fahrer getestet und validiert werden. Eine enge Verknüpfung mit der Umgebungssimulation sowie den Benutzerschnittstellen (aktives Fahr- und Bremspedal sowie Anzeige- und Bedienelemente) ermöglichen eine flexible Gestaltung prototypischer Gesamtsysteme.

Anzeige- und Bedienelemente

Für die prototypische Realisierung von Benutzerschnittstellen für Fahrerassistenzsysteme, autonome Fahrfunktionen etc. stehen die Standardbedienelemente eines Serienfahrzeugs zur Verfügung. Zusätzlich können visuelle, haptische und/oder akustische Fahrerinteraktionsschnittstellen flexibel eingesetzt und hinzugefügt werden. Eine elektromechanische Lenkung ermöglicht die realitätsnahe Darstellung verschiedener Lenkungscharakteristika sowie die Beaufschlagung des Lenkrads mit Momenten.

Datenerfassung

Fahrereingaben und Fahrzeugreaktionen werden als Ergebnis der Fahrdynamiksimulation mitlaufend aufgezeichnet. Die simultane Aufzeichnung mehrerer Videokanäle läuft zeitsynchron zu den Fahrzeugzuständen. Passend dazu werden Betriebszustände von Assistenzsystemen und Daten aus der Umgebungssimulation bereitgestellt.

Strecken- und Szenarienbeschreibung

Basis der virtuellen Welt am Fahrsimulator ist das Straßennetzwerk im OpenDRIVE-Format. Dieses kann über Streckenmessungen oder vorhandene OpenStreetMap- bzw. Intermap-Daten gewonnen werden. Mikroskopische Straßeneigenschaften werden über OpenCRG beschrieben oder über deterministische Filterbanken zur Laufzeit berechnet. Die visuelle Repräsentation erfolgt anhand einer OpenSceneGraph-Datei, die mittels des Tools Road Network Editor (ROD) der Firma VIRES Simulationstechnologie GmbH erstellt wird oder über eine Unreal Engine 4-Map. Zur visuellen Darstellung der Umgebung kommen Imagegeneratoren der Firma VIRES zum Einsatz. Auch die Simulation des Fremdverkehrs und der Passanten erfolgt mittels Virtual Test Drive (VTD). Die Abfolge der zu untersuchenden Ereignisse kann durch „invisible Jumps“ interhalb der Simulationswelt verändert werden.

Fahrzeugmodelle

Zur Simulation des Fahrzeugverhaltens steht IPG CarMaker mit Xpack4-Echtzeitsystem zur Verfügung. Der modulare Aufbau der Simulationsumgebung des Stuttgarter Fahrsimulators ermöglicht Fahrdynamikmodelle unterschiedlicher Modellierungstiefe auch auf anderen Echtzeitplattformen zu verwenden wie beispielsweise Simulink Real-Time.

Motion - Cueing - Algorithmus

Der Motion-Cueing-Algorithmus wurde von wissenschaftlichen Mitarbeitern des IVK und des FKFS speziell für das Bewegungssystem des Stuttgarter Fahrsimulators entwickelt. Dabei können je nach Anwendungsfall Parametrierungen für eine exakte Wiedergabe der Fahrzeugbewegungen, z.B. für Fahrwerksabstimmungen, und für ein ganzheitliches Fahrerlebnis, z.B. für Probandenstudien, vorgenommen werden. Die Ausfallraten aufgrund von Simulatorkrankheit liegen unter 5 %.

Stuttgarter Fahrsimulator  (c) IVK Stuttgart
Stuttgarter Fahrsimulator

Stuttgarter Fahrsimulator  (c) IVK Stuttgart
Stuttgart Fahrsimulator

Ihr Ansprechpartner

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Dr.-Ing.

Gerd Baumann

Bereichsleiter Kraftfahrzeugmechatronik und Software