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V2X: Anwendungen entwickeln und testen

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Zukünftige Fahrzeuggenerationen kommunizieren untereinander und mit ihrer Umgebung. Die V2X-Nachrichten haben jedoch auch eine Relevanz für alle anderen V2X-Teilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs. V2X-Funktionsentwickler, Anwendungs- und Systemtester stehen somit vor der Herausforderung, dass daraus ein wesentlich erweiterter Systemkontext für die Testverfahren resultiert.

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Die Systemgrenzen sind nicht mehr nur auf das Bordnetz des eigenen Fahrzeugs beschränkt, sondern es sind weitere Teilnehmer in einem V2X-Netzwerk mit in die Tests einzubeziehen. Dazu gehören sowohl andere Fahrzeuge, als auch die an der Kommunikation beteiligten Infrastrukturknoten.
Die Systemgrenzen sind nicht mehr nur auf das Bordnetz des eigenen Fahrzeugs beschränkt, sondern es sind weitere Teilnehmer in einem V2X-Netzwerk mit in die Tests einzubeziehen. Dazu gehören sowohl andere Fahrzeuge, als auch die an der Kommunikation beteiligten Infrastrukturknoten.
(Bild: Clipdealer)

Die Entwicklung und das Testen von V2X-Anwendungen stellt die OEMs und Zulieferer vor neue Herausforderungen: Die etablierten Fahrzeug-fokussierten Testverfahren bilden die durch die neue Technologie gegebenen Herausforderungen oft nur unzureichend ab: Die Komplexität des Gesamtsystems ist die größte Hürde.

Denn: Die Systemgrenzen sind nicht mehr nur auf das Bordnetz des eigenen Fahrzeugs beschränkt, sondern es sind weitere Teilnehmer in einem V2X-Netzwerk mit in die Tests einzubeziehen. Dazu gehören sowohl andere Fahrzeuge, als auch die an der Kommunikation beteiligten Infrastrukturknoten. Die waveBEE Produktfamilie von NORDSYS will hier Abhilfe schaffen und optimiert den Prozess der Anwendungsentwicklung und ermöglicht Tests und Validierungen in komplexen V2X-Szenarien.

Angefangen beim V2X-Stack, d. h. der Software, die für die Kommunikation verantwortlich ist, bis zu den einzelnen Anwendungen, welche den Kundennutzen generieren. Am Beispiel einer Warnfunktion für ein im Einsatz befindliches Sonderfahrzeug wird dies schnell deutlich: In einem großen Ad-hoc-Netzwerk mit beliebig vielen Teilnehmern muss durch die entsprechende V2X-Anwendung auf Basis der V2X-Nachrichten analysiert werden, ob das eigene Fahrzeug von der Einsatzfahrt beeinflusst wird und ggf. weitere Maßnahmen nötig sind.

Platziert man dieses Szenario auf eine mehrspurige Kreuzung in Kombination mit den V2X-Nachrichten der Infrastruktur, benötigt der Entwickler Verfahren zum komplexen Umgebungstest bei denen das einzelne Fahrzeug nur eine der vielen Komponenten dieses Netzwerks darstellt.

Offene Entwicklerwerkzeuge werden benötigt

Basierend auf den ETSI ITS G5 Normen wurden seitens des Car2Car Communication Consortiums fahrzeugseitig sogenannte „day one usecases“ definiert, wofür V2X-Anwendungen entwickelt werden sollen. Erschwerend für den Entwicklungsprozess kommt hinzu, dass einige Standards noch nicht vollständig spezifiziert sind, z. B. der Security Layer der V2X-Botschaften (ETSI TS 102 941, ETSI TS 103 097) oder die europäischen Versionen der Nachrichtentypen SPAT und MAP (ETSI TS 103 301).

Um in dieser hochagilen Phase der Anwendungsentwicklung größtmögliche Flexibilität zu ermöglichen, wurden die waveBEE V2X-Entwicklungsplattformen von NORDSYS bewusst als offene Systeme ausgeführt. Entwicklungszyklen in SiL- und HiL-Setups können bei Verwendung von waveBEEplus oder waveBEEextreme Systemen massiv verkürzt werden: V2X-Anwendungen können auf der waveBEE unter Laborbedingungen implementiert und getestet werden.

Anschließend kann das waveBEE System schnell und reversibel im Fahrzeug oder einer ITS Station (Roadside ITS-S, Central ITS-S etc.) integriert und unter Realbedingungen erprobt werden, ohne die Entwicklungsplattform wechseln zu müssen. Auf der waveBEE unterstützte Entwicklungs-Frameworks wie beispielsweise ADTF erleichtern dem Entwickler die Integration in bestehende Versuchsaufbauten. Die Unabhängigkeit vom Physical Layer – es ist ein hybrider Kommunikationsansatz umgesetzt, der sowohl WAVE (IEEE 802.11p) als auch Mobilfunk unterstützt – vergrößern das Einsatzspektrum dieser Systeme.

Spätere Entwicklungsschritte – Höher integrierte Systeme

Für die Integration von V2X-Applikationen in größere Testflotten oder Infrastrukturtestfelder bedarf es höher integrierter Systeme. Im Rahmen des Countinous Integration Processes innerhalb der waveBEE Produktfamilie ist der nächste Schritt die Portierung der V2X-Applikation auf deutlich kompaktere und spezialisiertere Systeme: Fahrzeugseitig kommt die waveBEEfleet in Funktion eines V2X-Routers zum Einsatz, auf Seiten der Infrastruktur die waveBEEroad.

Beide bieten nachgelagerten Systemen eine Kommunikationsschnittstelle über das WDS Protokoll (WAVE Data Service). Der schnelle Aufbau von V2X-Testfeldern ist mit den autarken Systemen waveBEEto-go und waveBEEsolo realisierbar. Diese verwandeln ein beliebiges Areal ohne Strom- und Netzwerkversorgung in eine voll funktionsfähige V2X-Umgebung, was dem Entwickler umfangreiche Tests in einer flexibel konfigurierbaren Realumgebung ermöglicht.

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