Skalierbare adaptive System-on-Chip-Architekturen für Inter-Car und Intra-Car Kommunikationsgateways

Die Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern ist ein elementarer Bestandteil zukünftiger Mobilitätskonzepte. Die Arbeit untersucht, welchen Anforderungen die Kommunikationsknotenpunkte gerecht werden müssen. Das Ergebnis ist eine System-on-Chip Architektur für die fahrzeuginterne und fahrzeugübergreifende Kommunikation. Wesentliche Eigenschaftensind Flexibilität und Skalierbarkeit, die es erlauben, mittels neuartiger Methoden und Tools optimierte Architekturen zu realisieren

Trusted Computing für adaptive Automobilsteuergeräte im Umfeld der Inter-Fahrzeug-Kommunikation

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Sicherheit (Security) von Automobilelektronik, speziell der Kommunikation zwischen Fahrzeugen für Safety-Anwendungen. Hierzu wird die Absicherung der Kommunikation über digitale Signaturen betrachtet und eine prototypische Implementierung auf rekonfigurierbarer Hardware vorgestellt. Darüber hinaus wird die Absicherung der Kommunikationsplattform selbst über die Anwendung von Trusted Computing für rekonfigurierbare Systeme sichergestellt

Trusted Computing für adaptive Automobilsteuergeräte im Umfeld der Inter-Fahrzeug-Kommunikation

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Sicherheit (Security) von Automobilelektronik, speziell der Kommunikation zwischen Fahrzeugen für Safety-Anwendungen. Hierzu wird die Absicherung der Kommunikation über digitale Signaturen betrachtet und eine prototypische Implementierung auf rekonfigurierbarer Hardware vorgestellt. Darüber hinaus wird die Absicherung der Kommunikationsplattform selbst über die Anwendung von Trusted Computing für rekonfigurierbare Systeme sichergestellt

Constraintbasierte Codegenerierung für eingebettete Prozessoren

Eingebettete Systeme gewinnen zunehmenden Einfluss in vielen Bereichen unseres all-täglichen Lebens, wie z.B. in der Telekommunikation, Fahrzeugelektronik, Medizin-technik und in der Unterhaltungselektronik. Diese Systeme unterliegen strengen Rand-bedingungen, wie z.B. Realzeitanforderungen und Energieverbrauch. Beim Entwurf eingebetteter Systeme spielt die Realisierung möglichst vieler Systemkomponenten durch sogenannte eingebettete Prozessoren eine große Rolle. Diese können für eine Vielzahl von Systemen wiederverwendet werden, wodurch ein teurer und äußerst zeitaufwändiger Entwurfs-, Test- und Fertigungsprozess von dedizierter Hardware entfallen kann. Die Entwicklung von Software ermöglicht wesentlich schnellere De-signprozesse, und man gewinnt weiterhin ein hohes Maß an Flexibilität, da Designfehler noch in einer späten Entwurfsphase behoben werden können.Bei der Entwicklung von Software besteht natürlich der Wunsch, moderne Hochsprachen einzusetzen. Das Problem, das hier auftritt, ist ein Mangel an guten Compilern, besonders im Bereich der digitalen Signalprozessoren. Traditionelle Compilertechniken sind nicht geeignet, die spezifischen Eigenschaften dieser Prozessoren effektiv auszunutzen. Die erforderliche Qualität des generierten Codes genügt bei weitem nicht den gestellten Randbedingungen der Systeme. Um trotzdem den Einsatz von Prozessoren zu ermöglichen, wird in der Entwicklung von Software häufig auf die Assemblerprogrammierung zurückgegriffen, was zu großen Nachteilen führt: Entwicklungszeiten und Phasen zum Testen und zur Fehlerkorrektur verlängern sich i.d.R. wesentlich, und die Wiederverwendung von Software ist bei einem Prozessorwechsel kaum noch möglich.Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung neuer Compilertechniken für eingebettet Prozessoren, wobei der Schwerpunkt auf digitalen Signalprozessoren liegt, die hochgradig irreguläre Datenpfade mit eingeschränkter Parallelausführung auf Instruktionsebene besitzen. Ziel ist die Generierung einer sehr hohen Codequalität bzgl. der Ausführungsgeschwindigkeit und der Codegröße. Bei der Entwicklung neuer Techniken wird verstärkt auf die Integration von Teilphasen der Codegenerierung, im Sinne einer Phasenkopplung, hingezielt. Weiterhin spielt die Einbeziehung graphbasierter Techniken zur Instruktionsauswahl eine bedeutende Rolle. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist zur handhabbaren Umsetzung entsprechender Compiler-techniken der Einsatz neuer Programmierungs- und Optimierungsmethoden unbedingt notwendig. In dieser Arbeit werden Techniken auf der Basis der Constraint-Logikprogrammierung (CLP) entworfen und realisiert. Es wird gezeigt, in welchem Maße der Einsatz von CLP in diesem Problembereich geeignet ist. Ein weiteres Ziel ist der Entwurf von Konzepten, die eine schnelle Adaption von Compilern an neue Prozessoren erlauben

Collision Warning in Urban Road Traffic Based on a Probabilistic Situation Analysis

Ein Unfallschwerpunkt im urbanen Straßenverkehr sind Kreuzungen, die im Fokus der Fahrerassistenzforschung stehen. In dieser Arbeit wird ein System vorgestellt, das mit Hilfe einer probabilistischen Situationsanalyse eine Kollisionswarnung an Kreuzungen ermöglicht. Hierzu werden Verfahren zur Fahrerwarnung verwendet, die eine entwickelte Fahrerintentionsvorhersage zur Erhöhung der Prädiktionsgüte nutzen. Das System verwendet ein Umfeldmodell, das auf einem gerichteten Graphen basiert, der aus digitalen Straßenkarten generiert werden kann. Dieser Graph enthält detaillierte Informationen wie Geschwindigkeitsbegrenzungen und Fahrstreifengeometrien. Den Kanten des Graphen werden sowohl das eigene Fahrzeug als auch andere Fahrzeuge zugeordnet, die mit Hilfe von Umfeldsensorik wahrgenommen werden. Ferner wird die prototypische Integration des Systems in ein Versuchsfahrzeug dargestellt. Neben der verwendeten Sensorik werden das genutzte HMI-Konzept sowie die entwickelte Systemarchitektur beschrieben. Die Intentionen des eigenen Fahrers und von Fahrern anderer Fahrzeuge im Kreuzungsbereich werden mit einem probabilistischen Netz prädiziert. Dieses Netz verwendet Informationen des Umfeldmodells, Fahrdynamikdaten sowie Fahrereingaben. Die Intentionsprädiktion wird in dieser Arbeit mit Studiendaten aus Realfahrten evaluiert. Die Fahrerintentionsvorhersage sowie die Informationen des Umfeldmodells und Fahrdynamikdaten werden genutzt, um mehrere zukünftige Entwicklungen einer Szene mit probabilistischen Erreichbarkeitsmengen zu bestimmen. Diese beschreiben alle Orte, die ein Fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit erreichen kann. Diese Mengen werden für relevante Fahrzeuge im Kreuzungsbereich ermittelt und überlagert, um Kollisionswahrscheinlichkeiten abzuleiten. Dieses Warnverfahren wird in einer Simulationsumgebung einem einfachen Verfahren gegenübergestellt, das ausschließlich die wahrscheinlichste Entwicklung einer Szene betrachtet.Major accident hotspots in road traffic are intersections that are in the focus of driver assistance systems research. In this publication a system is presented that warns drivers of possible collisions at intersections using a probabilistic situation analysis. For this purpose algorithms are used which utilize a driver intent prediction to enhance the quality of the situation analysis.The system uses an environmental model based on a graph that can be generated from digital map data. This graph includes detailed road information like dimensions of intersections, speed limits and the geometry of lanes. The driver's own vehicle as well as by sensors detected vehicles are matched to the edges of the model's graph. Furthermore, the prototypical integration of the system in a test vehicle is presented. Besides, the utilized sensors, the applied human machine interface concept and the developed system architecture are described.The intentions of the own vehicle's driver and of other vehicles' drivers within the intersection area are predicted with a probabilistic network. Therefore information of the environmental model, vehicle dynamic data and driver inputs are utilized. The developed intent prediction is evaluated in detail with data of a study that was processed with 30 subjects in real world driving.Derived from the driver intent prediction, the information from the environmental model and the vehicle dynamic data, multiple possible developments of a scene are determined using probabilistic reachable sets. These sets describe locations that can be reached by a vehicle at a certain time with a defined probability. They are determined for all relevant vehicles and intersected to obtain collision probabilities. Depending on these probabilities the driver is warned by several human machine interfaces. Using a simulation framework this method to warn the driver is compared to a simple warn method that only considers the most probable development of a scene

Konzeption und Entwicklung eines Moduls für die Generierung von V2X Nachrichten aus OpenSCENARIO Daten als Teil einer HiL Laborumgebung

Hochautomatisierte und vernetzte Fahrfunktionen sind ein wesentlicher Bestandteil der Mobilität der Zukunft. Die umfangreiche Erprobung der zugrundeliegenden Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) nimmt im Zulassungsprozess solcher „intelligenten“ Fahrzeuge eine tragende Rolle ein und wird aus Risiko- und Kostengründen zunehmend in Simulationsumgebungen statt im realen Fahrbetrieb durchgeführt. Das Dateiformat OpenSCENARIO in Kombination mit dem OpenDRIVE Standard hat sich in den letzten Jahren als Quasi-Standard bei der Simulation von komplexen, dynamischen Verkehrsszenarien etabliert. Die OpenSCENARIO Definition eines Verkehrsszenarios umfasst die Beschreibung der Infrastruktur und der Fahrzeugbewegungen enthaltener Akteure, sodass diese innerhalb einer Simulationsumgebung abgebildet werden können. Die Simulation von Vehicle to Everything (V2X) Nachrichten, die Fahrzeuge mit vernetzten Fahrfunktionen versenden und empfangen können, aus OpenSCENARIO Daten ist bislang lediglich theoretisch betrachtet worden. Inhalt dieser Arbeit ist die Generierung von V2X Nachrichten aus in OpenSCENARIO definierten Verkehrsszenarien. Dies erfolgt durch die Integration eines OpenSCENARIO Parsers und einer Cohda MK5 OBU, ausgestattet mit dem Vanetza Protokoll Stack, in die Hardware in the Loop (HiL) Laborumgebung des Instituts für Verkehrssystemtechnik des DLR in Braunschweig. Die Werkzeugkette, die das Einlesen eines Verkehrsszenarios, die Ermittlung dynamischer Fahrzeuginformationen und die Aussendung von CAMs und DENMs für sämtliche simulierten Fahrzeuge umfasst, wurde mit mehreren Verkehrsszenarien erfolgreich getestet. Die generierten V2X Nachrichten bilden die im Verkehrsszenario definierte Fahrweise ab und konnten mit einem Tablet zur Validierung von V2X Nachrichten (WaveBEE touch) empfangen werden