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    Towards testing of automated driving functions in virtual driving environments

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    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

    Effizienter Regressionstest von E/E-Systemen nach ISO 26262

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    Selektive Regressionstestmethodiken analysieren auf Basis einer auf eine Systemdarstellung abgebildeten Modifikation, welche Testfälle für eine systematische Überprüfung der Änderung selbst sowie aller potentiellen durch eine mögliche Fehlwirkung betroffenen Teilbereiche des Systems notwendig sind. Im Rahmen dieser Arbeit wird erstmals eine effiziente und spezifikationsbasierte Regressionstestmethodik nach ISO 26262 für die E/E-Systemebene entwickelt

    Methoden und Ansätze für die Entwicklung und den Test prädiktiver Fahrzeugregelungsfunktionen

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    In dieser Arbeit werden das aktuelle Vorgehen und die Prozesse in der automobilen Produktentwicklung sowie die etablierten Methoden für die Entwicklung, Verifikation und Validierung von Fahrzeugregelungsfunktionen analysiert. Dem wird eine Taxonomie und Analyse aktueller Serienanwendungen und Forschungskonzepte gegenüber gestellt. Ziel ist es, durch eine ganzheitliche Betrachtung die aktuellen Rahmenbedingungen und Herausforderungen bei der Entwicklung innovativer Funktionen für die Automatisierung der Fahraufgabe zu identifizieren. Auf dieser Grundlage wird ein neuartiges Konzept für die Entwicklung und den Test prädiktiver Fahrzeugregelungsfunktionen erarbeitet. Das Kernstück des entwickelten Konzepts stellt die Reactive-Replay Methode dar. Sie ermöglicht eine enge Verzahnung von Erprobungsfahrten in der realen Welt mit der Ausführung der entwickelten Fahrzeugfunktion innerhalb einer Simulationsumgebung. Die adaptive Wiedergabe von während der Erprobung aufgezeichneten Daten des fahrzeuginternen Kommunikationsnetzes ermöglicht einen nahtlosen Übergang von der realen Welt im Fahrzeug in die Simulation im Büro. Auf diese Weise können in der Realität aufgetretene Situationen und Szenarien detailliert und unter Laborbedingungen untersucht und für Tests wiederverwendet werden. Darüber hinaus ermöglicht dieser Ansatz eine effiziente Generierung valider Testszenarien, die durch ihre Vielfältigkeit und Varianz zu einer verbesserten Testabdeckung beitragen. Um die entwickelte Methode systematisch in den produktiven Alltag der Funktionsentwicklung zu integrieren, wird ein schlankes, iteratives Vorgehen zur prozessualen Integration der Reactive-Replay Methode vorgeschlagen. Die Verifikation in der Simulationsumgebung wird so mit der Validierung in der Fahrzeugerprobung gekoppelt. Dies unterstützt die frühzeitige und durchgängige Qualitätsbewertung der entwickelten Fahrzeugfunktion. Weiter wird eine Methode zur kontinuierlichen Überprüfung von Anforderungen während der Simulationsausführung untersucht. Ein Ansatz zur effizienten Auswahl von Testszenarien auf Basis der innerhalb eines Szenarios erreichten Parameterüberdeckung rundet die Arbeit ab

    Eine kunden- und lebenszyklusorientierte Produktfamilienabsicherung für die Automobilindustrie

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    In der vorliegenden Arbeit wird eine automotive-geeignete Absicherungsstrategie entwickelt, die erstmals den kompletten Variantenumfang eines massengefertigten eingebetteten Systems inklusive der Versionierung dessen Einzelkomponenten im Lebenszyklus systematisch betrachten und empirisch bewerten kann. Die Realisierung der Strategie bietet statistisch insbesondere Vorteile durch die Steigerung der vom Kunden wahrgenommenen Qualität aufgrund einer optimierten Absicherung von Systemvarianten

    Annual Report 1999 / Department for Computer Science

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    Selbstdarstellung des Instituts für Informatik der BTU Cottbus und Berichte der Lehrstühle für das Jahr 1999.Presentation of the Department for Computer Science of the BTU Cottbus and reports of the chairs at the department for the year 1999

    Entwicklung eines Verfahrens zur Modellierung von Abhängigkeiten zwischen Modulen für die modulare Absicherung automatisierter Fahrfunktionen

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    Eine wesentliche Herausforderung beim automatisierten Fahren stellt die Gewährleistung der funktionalen Sicherheit dar. Die Entwicklung von Methoden zur Erbringung eines solchen validen Sicherheitsnachweises ist Teil des Forschungsprojekts UNICARagil. Im Rahmen dieses Projekts werden modulare und dienstorientierte automatisierte Fahrzeuge entwickelt, deren Architektur eine individuelle Erprobung und somit eine Abkehr von der Absicherung auf Gesamtsystemebene ermöglicht. Die individuelle Absicherung einzelner Module erfordert die Berücksichtigung der Abhängigkeiten zu anderen Modulen und zur Umgebung. In dieser Arbeit wird im ersten Schritt ein Verfahren zur Ermittlung und Darstellung von Abhängigkeiten hinsichtlich einer modularen Absicherung entwickelt. Dieses basiert auf einem Modellierungswerkzeug, welches für kritische Infrastrukturen entwickelt wurde. In einem iterativen Prozess wird die Systemarchitektur modelliert und das Abhängigkeitsnetz aufgebaut. Im zweiten Schritt dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Definition von Testfällen auf Grundlage ermittelter Abhängigkeiten entwickelt, welches auf einem szenariobasierten Ansatz basiert. Mittels einer experten- und anforderungsbasierten Szenariogenerierung werden Testfälle für die ermittelten Abhängigkeiten erzeugt. Die Durchführung der Testfälle in der bestehenden Simulationsumgebung bestätigt die ermittelten Abhängigkeiten und deckt weitere unbekannte Abhängigkeiten auf

    Die Testleistung der Allergen-spezifischen Immunglobulin E-Messung im Serum für die Diagnostik des beruflich bedingten Asthmas

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    Zielsetzung: Die Bestimmung der Leistungsparameter des sIgE-Tests für das verfügbare Spektrum der hochmolekularen und niedermolekularen beruflichen Allergene für die Diagnose beruflich bedingten Asthmas war das Ziel dieser Arbeit. Die diagnostische Bedeutung einzelner Allergen-Komponenten und die Anwendung von Maßnahmen zur Test-Validierung waren zusätzliche Fragestellungen. Methoden: Ein Protokoll mit vordefinierter Zielsetzung und Einschlusskriterien war die Basis einer elektronischen Literatursuche in MEDLINE und EMBASE (Zeitraum 1967-2016). Spezifische bronchiale Provokation und serielle Messungen des Atemspitzenstoßes waren die Referenzstandards für die Leistungsparameter des spezifischen Immunglobulin E (sIgE)-Tests. Der gesamte Review-Prozess wurde gemäß der PRISMA-Leitlinie dokumentiert. Ergebnisse: 71 Studien wurden selektiert und 62 davon gingen in die Metaanalyse ein. Schätzungen mit gepoolten Paaren aus Sensitivität und Spezifität deuteten auf eine Sensitivität von 0.74 (KI 95% 0.66 bis 0.80) und Spezifität von 0.71 (KI 95% 0.63 bis 0.77) für hochmolekulargewichtige und eine Sensitivität von 0.28 (KI 95% 0.18 bis 0.40) und 0.89 (KI 95% 0.77 bis 0.95) für niedermolekulargewichtige Allergene hin. Zusätzlich liegen Ergebnisse für einzelne Allergene und Allergengruppen vor. Die Komponenten-spezifische Analyse hat die Testleistung für einzelne Allergene verbessert. Die inkludierten Studien validierten sIgE-Tests unterschiedlich. Schlussfolgerungen: Die Testleistung ist für ein weites Spektrum an hochmolekulargewichtigen Allergenen vergleichsweise befriedigend, mit Verbesserungspotenzial durch Komponentenspezifische Ansätze. Die Sensitivität für niedermolekulargewichtige Allergene ist dagegen bemerkenswert gering und weist auf methodische Schwierigkeiten und/oder abweichende Pathomechanismen hin. Es bedarf eines gemeinsamen Standards zur Test-Validierung. Die deutsche Kurzfassung ist großteils eine Übersetzung der englischen Kurzfassung der Publikation im Top-Journal, die Grundlage dieser Dissertation ist: Lux H, Lenz K, Budnik LT, Baur X. Performance of specific immunoglobulin E tests for diagnosing occupational asthma: a systematic review and metaanalysis. Occup Environ Med 2019;76:269-278 DOI: 10.1136/oemed-2018-105434.Objectives: To determine the test performance parameters for the retrievable range of high-molecular-weight (HMW) and low-molecular-weight (LMW) occupational allergens and to evaluate the impact of allergenic components and the implementation of measures for test validation. Methods: A protocol with pre-defined objectives and inclusion criteria was the basis of an electronic literature search in MEDLINE and EMBASE (time period 1967-2016). The Specific inhalation challenge and serial peak flow measurements were the reference standards for the specific IgE (sIgE) test parameters. All of the review procedures were reported according to Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses. Results: Seventy-one studies were selected, and 62 entered meta-analysis. Pooled pairs analysis indicated a sensitivity of 0.74(CI 95% 0.66 to 0.80) and specificity of 0.71(CI 95% 0.63 to 0.77) for HMW allergens and a sensitivity of 0.28(CI 95% 0.18 to 0.40) and specificity of 0.89(CI 95% 0.77 to 0.95) for LMW allergens. Component-specific analysis improved the test parameters for some allergens. Test validation was handled heterogeneously among studies. Conclusion: sIgE test performance is rather satisfactory for a wide range of HMW allergens with the potential for component-specific approaches, whereas sensitivity for LMW allergens is considerably lower, indicating methodological complications and/or divergent pathomechanisms. A common standard for test validation is needed. This abstract is taken from the following publication that is the basis of this dissertation: Lux H, Lenz K, Budnik LT, Baur X. Performance of specific immunoglobulin E tests for diagnosing occupational asthma: a systematic review and metaanalysis. Occup Environ Med 2019;76:269-278 DOI: 10.1136/oemed-2018-105434

    Methoden zur Evaluation von Software

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    "Der Arbeitsbericht befasst sich mit den zwei unterschiedlichen Usability Methoden, dem Usability Test und den Usability Inspektionsmethoden. Bei den Usability Inspektionsmethoden wird die Benutzungsschnittstelle durch Ergonomieexperten evaluiert. Der Vorteil dieser Inspektionsmethoden liegt darin, dass sie weniger zeitintensiv und kostengünstiger als ein Usability Test sind. Der Usability Test wird im Gegensatz zu den Usability Inspektionsmethoden mit repräsentativ ausgewählten Versuchspersonen durchgeführt. Er ist ein effizientes Mittel um Benutzungsschnittstellen zu evaluieren oder auf deren Benutzungsfreundlichkeit zu überprüfen." (Autorenreferat

    Evaluation von Terminologieextraktionsprogrammen

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    Diese Masterarbeit behandelt methodologische Aspekte der Evaluation von Terminologieextraktionsprogrammen mit einem besonderen Schwerpunkt auf der anwenderorientierten Adäquatheitsevaluation. Als Grundlagen dienen ein Forschungsüberblick zur computergestützten Terminologieextraktion aus computerlinguistischer, terminologischer und translatorischer Sicht sowie eine detaillierte Betrachtung der Terminologieextraktionsprogramme, insbesondere ihres Aufbaus und der Funktionsweise von Terminologieidentifikationsmethoden. Der computergestützte Extraktionsprozess wird anhand der einzelnen Aufgaben und zugehörigen Funktionen beschrieben. In diesem Rahmen wird gesondert auf Probleme bei der Anwendung von Terminologieextraktionsprogrammen eingegangen – die Qualität von Identifikationsergebnissen erweist sich als dominantes, jedoch nicht als einziges Thema. Nach einer Einführung in die Konzepte der Softwarequalität und -evaluation wird der EAGLES-Evaluationsrahmen für sprachverarbeitende Programme ausführlich behandelt. Die einzelnen Phasen der Entwicklung einer Evaluationsmethodologie für eine anwenderorientierte Adäquatheitsevaluation und wichtige Charakteristika der Anforderungen, Merkmale und Methoden sowie der Materialien werden vorgestellt. Mit einem besonderen Schwerpunkt auf der anwenderorientierten Sichtweise werden Methodologien zur Evaluation von Terminologieextraktionsprogrammen betrachtet und auf problematische Methoden und innovative Ansätze untersucht. Die Methodologie zur Evaluation der oft im Vordergrund stehenden Qualität des Identifikationsergebnisses wird besonders detailliert behandelt, darüber hinaus werden zwei auf dem EAGLES-Evaluationsrahmen basierende Methodologien präsentiert und diskutiert. Abschließend werden einige Ideen zur möglichen Entwicklung eines parametrisierbaren Evaluationsmodells für anwenderorientierte Adäquatheitsevaluationen von Terminologieextraktionsprogrammen ausgearbeitet und eine umfassende Kriteriencheckliste sowie Empfehlungen für die Planung von Benchmarktests zur Evaluation des Identifikationsergebnisses entwickelt.In the present Master's Thesis, methodological aspects of the evaluation of terminology extraction software are discussed, especially focussing on user-oriented adequacy evaluation. As a basis, an overview of the current state of research in computer-assisted terminology extraction respecting the different points of view of computational linguists, terminologists and translators is given. Subsequently, the composition of terminology extraction software, especially the functioning of different methods for terminology identification, is outlined. Ensuing, the computer-assisted extraction process is ventilated, including a description of individual tasks and corresponding features as well as a discussion of the problems related to the practical application, being the quality of identification results the predominant, though not the only topic. After an introduction to concepts of software quality and evaluation, the focus is set on the EAGLES evaluation framework for language processing software. The individual steps in creating an evaluation methodology for user-oriented adequacy evaluations and important characteristics of requirements, attributes and methods as well as of materials are presented. Stressing the user-oriented point of view, evaluation methodologies for terminology extraction software are examined, highlighting problematic methods and innovative approaches. The evaluation methodology of the often predominant quality of identification results, as well as two examples of evaluation methodology which are based on the EAGLES evaluation framework are given special attention. Finally, some ideas concerning the possible development of a parametrisable evaluation model for user-oriented adequacy evaluations of terminology extraction software are elaborated, and a comprehensive feature checklist as well as some recommendations for designing benchmark tests for the evaluation of identification results are presented

    Temporal verification of software components

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    Im Fokus dieser Arbeit steht die Einführung der Entwicklung von Software-Funktionen durch den Fahrzeughersteller und die damit verbundenen Anforderungen an eine teilweise fremdentwickelte Software für Steuergeräte. Das konkrete Ziel dieser Arbeit ist, die analytische Qualitätssicherung so zu erweitern, dass durch dynamische, strukturorientierte Tests vollständige und verlässliche Ergebnisse zur Bewertung des zeitlichen Verhaltens von Software-Funktionen möglich sind, ohne den Aufwand etablierter Test wesentlich zu erhöhen. Dafür werden die Elemente der analytischen Qualitätssicherung untersucht sowie der organisatorische und technische Rahmen, in dem sich die Laufzeitanalyse einbetten muss, betrachtet. Der Stand der Technik zum Software-Test wird vorgestellt und die bestehenden Unzulänglichkeiten zu-sammengefasst. Das Prüfkonzept stellt eine Vorgehensweise zur Lösung dieser Problemstellung bereit. Ziel ist es, das zeitliche Verhalten der Software frühzeitig abzusichern. Hieraus wird eine Strategie zum temporalen, dynamischen, strukturorientierten Test formuliert und die notwendigen Anforderungen an den Software-Modultest abgeleitet. Es wird als neuer Ansatz ein temporaler Regressionstest eingeführt, um die Aufwendungen für das Testen zu reduzieren. Dazu wird ein Messprozess zur Erfassung der Laufzeit definiert und ein eigenständiges Konzept zur Analyse von Laufzeitmessdaten vorgestellt. Die Implementierung dieses Prüfkonzeptes in Form von Verfahren und Werkzeugen wird für das Referenzbeispiel eines Motorsteuergerätes zur Verfügung gestellt, um eine Evaluierung des Prüfkonzeptes zu ermöglichen. Hierfür werden übertragbare Ansätze zur Datengewinnung und zur Datenanalyse entworfen, die an ausgewählten Fallstudien diskutiert werden. Das Ziel der hier dargestellten Fallstudien ist es, die Wirksamkeit des temporalen Prüfkonzeptes und dessen Implementierung in Techniken und Werkzeuge zu demonstrieren.The key focus of this work is the introduction of the development of software components by the vehicle manufacturer and the associated requirements for software for engine control units (ECU) partly developed elsewhere. The main aim of this work consists of the expansion of the analytical quality assurance in such a way that complete and reliable evaluation of runtime behaviour of software components is achieved by dynamic, structure-oriented tests without considerably increasing the hard work needed to create elaborate tests. Therefore, the details of the analytical quality assurance as well as the organizational and technical framework, in which the execution time analysis has to be embedded, are examined. The current techniques for software tests will be presented and existing deficiencies summarized. This verification concept presents a procedure to eliminate existing deficiencies. The key is to collect the execution time characteristics of the software components in the early stages of development, that serves as the base for deducing a strategy for the temporal, dynamic, structure-oriented tests and the necessary requirements for the software module test. As a new approach, a temporal regression test is introduced to reduce test efforts. A measurement procedure to measure the execution time and an independent concept to analyze measured data is presented. The verification concept is evaluated by implementing it as a tool for a reference ECU example. For this purpose, portable approaches are developed for obtaining and analysing data and discussed for selected case studies. The selected case studies focus on demonstrating the efficiency of the temporal verification concept and its application in practice as a tool
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