Vehicle in the Loop

Fahrsimulatoren mit einer realistischen Umsetzung der Fahrzeugbewegungen (Längs- und Querbeschleunigung) sind sowohl beim Bau als auch im Unterhalt extrem teuer.

Eine Alternative stellt das „Vehicle in the Loop“ (VIL) dar, das die virtuelle Sicht eines Simulators mit dem realen Fahreindruck in einem Fahrzeug verbindet. Der Fahrer oder die Fahrerin fährt in einem realen Fahrzeug auf dem Testgelände, sieht aber eine virtuelle Welt.

Durch Positions- und Orientierungsverfolgung des PKW sowie Kopf des Fahrenden wird ihm der korrespondierende Ausschnitt der virtuellen Realität angezeigt.

Für das VIL existieren derzeit 2 Anzeigekonzepte:

 

Vehicle_in_the_loop_LRT11.jpg

Anzeige der VR in einem "Head Mounted Display" (HMD). Das Bild rechts oben zeigt die Sicht des Fahrenden, der Blick durch die Windschutzscheibe die reale Strecke, auf der sich das Fahrzeug bewegt.

 

VIL_Projektor.png

Projektion der virtuellen Welt in die abgedeckte Windschutzscheibe mittels Weitwinkelprojektor

 

Bei beiden Konzepten ist es dem Fahrenden nicht möglich das reale Fahrzeugumfeld wahrzunehmen. Deswegen wird eine Freifläche/ Teststrecke benötigt, auf welcher das VIL gefahrenlos bewegt werden kann. An der UniBw wird das VIL auf dem Universitäts-Testgelände bewegt. Hierfür wurde eine virtuelle Umgebung erstellt, welche den realen Straßenverläufen des vorhandenen Geländes nachempfunden ist.

Das VIL bietet durch die Fusion eines Simulators mit einem real fahrenden Fahrzeug alle Vorteile die normale Fahrsimulatoren mit sich bringen. So können kritische Verkehrssituation beliebig oft reproduziert werden, ohne dabei Personen zu gefährden. Durch die reale Bewegung des Fahrzeuges wird zudem der größte Nachteil von herkömmlichen Simulatoren, nämlich die nur zum Teil realistisch simulierte Fahrdynamik, eliminiert.

Über virtuelle Sensormodelle wird zudem eine Schnittstelle, die es ermöglicht die Fahrsituation in der virtuellen Welt zu erfassen, zur Verfügung gestellt. Durch Anbindung der Sensormodelle an die realen Steuergeräte des Fahrzeuges wird dieses mit in den Regelkreis eingebunden. Dies ermöglicht eine kostengünstige Entwicklung und sichere Evaluation von neuen Fahrerassistenzsystemen bevor diese in realen Szenarien getestet werden.

 

Ursprünglich wurde das VIL von Th. Bock im Rahmen einer Dissertation bei Audi entwickelt.
Anschließend übernahm die Carmeq GmbH das VIL. Im Rahmen einer Kooperation des IfA mit der Carmeq GmbH wurde das VIL an der UniBw aufgebaut und weiter entwickelt.

 

Literatur:

Berg Guy Das Vehicle in the Loop – Ein Werkzeug für die Entwicklung und Evaluation von Fahrerassistenzsystemen. Dissertation an der Universität der Bundeswehr München, 2014 (link zu Volltext).

Weitere Literatur (siehe Artikel von Guy Berg und mir im FAS Handbuch)