Ein Beitrag für den methodischen Test von automatisierten Fahrfunktionen mit Hilfe von virtuellen Umgebungen

Schuldt, Fabian

In dieser Arbeit wird ein Beitrag für den methodischen Test von automatisierten Fahrfunktionen mit Hilfe von virtuellen Umgebungen geleistet. Im ersten Teil wird die Notwendigkeit eines systematischen Testkonzepts begründet und die These aufgestellt, dass ein szenariobasiertes Testkonzept eine mögliche Lösung für das Testdilemma darstellen könnte. Dazu werden sechs Forschungsfragen aufgestellt, die für die Entwicklung eines szenariobasierten Ansatzes beantwortet werden müssen. Im zweiten Teil werden die Grundlagen und Voraussetzungen der Arbeit dargestellt. Hierfür werden Begriffe und Definitionen vorgestellt. Weiterhin wird der Begriff der Komplexität von Szenarien untersucht. Die Automatisierungsgrade und eine funktionale Systemarchitektur für automatisierte Fahrfunktionen werden vorgestellt. Der Teil schließt mit einer Klassifikation von verschiedenen X-in-the-Loop-Verfahren ab. Im dritten Teil wird das Testkonzept des modularen virtuellen Testbaukastens vorgestellt. Es werden Anforderungen definiert sowie der Aufbau und die Schnittstellen zwischen den Modulen des Testbaukastens präsentiert. Für die Auswahl und Analyse der Einflussparameter, die Testfallerstellung und die Testdurchführung mittels X-in-the-Loop-Verfahren werden Anforderungen definiert und der relevante Stand der Technik vorgestellt. Daraus wird der Forschungsbedarf abgeleitet. Für die Auswahl und Analyse der Einflussparameter wird ein Schema zur Beschreibung der Einflussparameter hergeleitet und Informationsquellen für die Auswahl und Analyse von Einflussparametern werden bewertet. Für die Testfallerstellung wird ein generisches Modell zur Beschreibung von Szenarien vorgestellt und eine kombinatorische Testfallableitung präsentiert. Für die Testdurchführung wird eine Zuordnungsmethode für Testfälle auf verschiedene X-in-the-Loop-Verfahren beschrieben. Zusätzlich werden Testtreiber für die Module einer funktionalen Systemarchitektur analysiert und die Testtreiber des modularen virtuellen Testbaukastens vorgestellt. Für die Testfallauswertung werden Anforderungen definiert und Methoden aus dem Stand der Technik zur Bewertung und zur Analyse der Testergebnissen präsentiert. Der Teil schließt mit einer Beschreibung der Limitationen des Testbaukastens ab. Der vierte Teil beschreibt die Anwendung des Testbaukastens im Fallbeispiel des Engstellenassistenten. Das Projekt wird vorgestellt und die verschiedenen Module des Testbaukastens werden angewendet.

This dissertation contributes to the systematical test of driving functions with virtual environments. The first part establishes the necessity of a systematic test concept for automated driving functions. The challenge of testing automated driving functions is presented and the assumption that scenario-based test concept can be a possible solution. Six research questions will be asked in this section, which have to be answered for the development of a scenario-based test concept. The second part defines important terms and analyses prior art as a foundation for this dissertation. Furthermore the levels of automated driving functions are presented and a functional system architecture is suggested. Finally, methods of software testing, traffic simulations, and classification methods for x-in-the-loop techniques are discussed. The third part purposes a concept for a modular virtual testing toolbox. The structure and interfaces between modules of the toolbox are described. Furthermore, requirements are stated for the following modules: selection and analysis of influence parameters, test case generation, test execution with x-in-the-loop techniques, and test case evaluation. For each of these modules selected state of the art methods are presented. Hence, the need for research is deduced. For the selection and analysis of influence parameters, a schema for describing influence parameters is introduced. Furthermore, resources for the selection and analysis of influence parameters are evaluated. For the test case generation, a unified model for the description of scenarios is presented. Additionally, a combinatorial test case deduction is described. For the test case execution, a method for assigning test cases to x-in-the-loop techniques is suggested. For the test case evaluation, a method for the evaluation and analysis of the test result is presented. A review of the limitation of the modular virtual testing toolbox closes this part. The fourth part presents the application of the modular virtual test toolbox to the constriction assistance system. The project is described and the single modules of the toolbox are applied to the assistance system.

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Schuldt, Fabian: Ein Beitrag für den methodischen Test von automatisierten Fahrfunktionen mit Hilfe von virtuellen Umgebungen. 2017.

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