3D-Testumgebung
für Autonomie-Controller
Entwickler autonomer Roboter oder Traktoren testen heute ihre Pfadfolgeregler, Kollisionsvermeider und Anbaugeräte in der Regel mit hohem Zeit- und Kostenaufwand auf realen Maschinen und unter realen Bedingungen. Eine Möglichkeit, schneller und umfangreicher zu testen sowie unter reproduzierbaren Bedingungen, besteht in der Nutzung von HYMATS - einer 3D-Testumgebung für Autonomie-Controller. Sie besteht aus einem Echtzeit-Simulationsrechner, mit dem eine realistische und interaktive Umgebungssimulation erzeugt wird, und dem originalen Steuergerät, in dem die originale Autonomie-Software läuft.
Intuitive Konfiguration der 3D-Testumgebung
Zur Bedienung der 3D-Testumgebung steht ein intuitives User Interface zur Verfügung. Der Benutzer kann hier zwischen verschiedenen Maschinen, Schnittstellenkonfigurationen und Umgebungseinstellungen wählen. Die 3D-Testumgebung simuliert die Zug- bzw. Trägermaschine und das Anbaugerät. Der Bediener kann momentan zwischen den zwei Trägerfahrzeugen, dem EIDAM TK100 (Knicklenker) und dem InnoTRAC Caesar (Ackermann-Lenkung) wählen, aber auch eigene Fahrzeugmodelle mit CAD-Daten sowie verschiedene generische Typen bzw. Klassen erstellen. Hierfür werden Nutzer verschiedene Maschinenkonfigurationen (Achsanzahl, Lenkungsart, Anbauräume, Dimensionen) angeboten. Analog zu den Geräteträgern mit mehreren Anbauräumen (vorn / mittig / hinten) können auch Anbaugeräte als generische Modelle eingefügt werden. Diese erlauben es dem Anwender, schnell ein eigenes Anbaugerät in Kopplungsart, Achsanzahl, Lenkungsart und Dimension zu definieren und mit den Geräteträgern an den hierfür vorgesehenen Schnittstellen zu koppeln
Die Maschinenmodelle verfügen über die notwendigen Fahr- und Lenkfunktionen. Kinematik, Massenverteilung und Massenträgheit sind im Modell berücksichtigt ebenso wie Radschlupf. Dies ist insbesondere bei Hangfahrten oder Fahrten im Vorgewende erforderlich, da die Autonomiecontroller die damit einhergehenden Störeinflüsse ausgleichen müssen.
Für die Umfeldsensorik können Modell von LiDAR- (solid state, rotierend) und GNSS-Sensoren sowie Kameras ausgewählt werden. Die Sensormodelle sind parametrierbar, um auch verschiedene Arten untersuchen zu können. Alle Details der virtuellen Umgebung werden von den Sensormodellen erfasst und entweder über Rohdaten oder ROS2-Topics per Ethernet sowie CAN-Botschaften (J1939 oder ISOBUS) zum Autonomie-Controller übertragen.
Die virtuelle Umgebung kann durch den Nutzer mit einem Szenarioeditor verändert werden. Dafür können statische und dynamische Hindernisse definiert werden. Statische Hindernisse können abgestellte Anbaugeräte oder Obstkisten sein, dynamische Hindernisse können Personen oder andere Maschinen sein. Der Anwender kann für diese Hindernisse frei entscheiden, wann diese wo erscheinen oder wieder verschwinden sollen. Weiterhin können Geschwindigkeit und Pfad der dynamischen Hindernisse über die Bedienoberfläche definiert werden ebenso wie der Tag-Nacht-Wechsel und die Wetterbedingungen.
Für die Testautomatisierung wurde eine Schnittstelle zur Anbindung von Testmanagementsoftware entwickelt und implementiert, beispielhaft für die Software ecu.test der Firma TraceTronic. Mit Hilfe dieser Schnittstelle können komplexe Testszenarien definiert, automatisiert ausgeführt und automatisiert bewertet werden. Der gesamte Continuous Integration (CI) Prozess wurde in Jenkins implementiert. Das Rückspielen der Testergebnisse in das entsprechende Application Lifecycle Management (ALM) Tool z.B. PTC RV&S ist möglich.
3D-Testumgebung
Gefördert vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt
