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Komplexe Software-Systeme Verbundprojekt Xandar entwickelt automatisierte Werkzeugkette für automatisiertes Fahren

Von Stefanie Eckardt 2 min Lesedauer

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Karlsruher Institut für Technologie (KIT) AG Kryptographie & Sicherheit
Metrofunk Kabel-Union GmbH
Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Die Entwicklung von Embedded Systemen setzt komplexe Verarbeitungs- und Anwendungsdienste voraus. Im Verbundprojekt Xandar wurde an einer automatisierten Werkzeugkette gearbeitet. Diese dient zur Entwicklung einer Sensordatenfusion für den autonomen Straßenverkehr sowie eines Assistenzsystems, das Piloten bei der Kollisionsvermeidung unterstützt.

Im Verbundprojekt Xandar wurde an einer automatisierten Werkzeugkette gearbeitet. Diese dient zur Entwicklung einer Sensordatenfusion für den autonomen Straßenverkehr sowie eines Assistenzsystems, das Piloten bei der Kollisionsvermeidung unterstützt.(Bild: Karlsruher Institut für Technologie)
Im Verbundprojekt Xandar wurde an einer automatisierten Werkzeugkette gearbeitet. Diese dient zur Entwicklung einer Sensordatenfusion für den autonomen Straßenverkehr sowie eines Assistenzsystems, das Piloten bei der Kollisionsvermeidung unterstützt.
(Bild: Karlsruher Institut für Technologie)

Für die Verkehrs- und Mobilitätswende sind Software-Systeme unabdingbar. Allerdings werden die Anforderungen an solche Systeme immer komplexer. „Bei autonomen Fahrzeugen erfolgt die Umfelderkennung durch rechenintensive Algorithmen mit künstlicher Intelligenz (KI). Zugleich unterstützt eine nahtlose Software-Integration in großflächige Netzwerke die korrekte Routenumsetzung“, erklärt Professor Jürgen Becker, Leiter des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), das die Koordination des Verbundprojekts Xandar innehat. „In autonomen Fahrzeugen muss außerdem sichergestellt sein, dass unberechtigte Eingriffe von außen nicht zum Abfluss schützenswerter Daten oder zu gefährlichem Fehlverhalten der Systeme führen können.“ Ziel des Projekts: den manuellen Entwicklungsaufwand für solche kritischen Anwendungen zu reduzieren, um den Prozess weniger zeitaufwendig, teuer und fehleranfällig zu gestalten.

Neuer Ansatz: X-by-Construction

Im Projekt Xandar erarbeiteten das KIT, BMW, Vector Informatik, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die Universität Peloponnese, AVN Innovative Technology Solutions, die Queen’s Universität Belfast, und Fent Innovative Software Solutions Konzepte zum durchgängigen Automatisieren der Entwicklung von kritischen Anwendungen. Dafür griffen sie auf einen neuen Ansatz zurück – nämlich X-by-Construction (XbC). Hierbei werden angestrebte Systemeigenschaften formal erfasst und durch einen schrittweisen Prozess in eine korrekte, ausführbare Realisierung des Software-Systems überführt. Dieses Vorgehen lässt sich grundsätzlich auf diverse Aufgaben wie Sicherheits- und Echtzeitanforderungen anwenden. Das KIT evaluiert die neu entwickelten Ansätze zum Projektende auf Basis aktueller anwendungsspezifischer Anforderungen.

Adaption für Automotive und Luftfahrt

„Die Konzepte haben wir anschließend in eine Werkzeugkette integriert, also in eine systematische Sammlung von Programmen, die zur Erzeugung des Software-Systems miteinander interagieren“, erläutert Tobias Dörr, wissenschaftlicher Mitarbeiter am ITIV. „Darüber hinaus haben wir Mechanismen entwickelt, die auf der Ziel-Hardware zum Einsatz kommen und das zeitliche Zusammenspiel von Software-Applikationen steuern.“ Das DLR und BMW haben die Ansätze auf ihre jeweiligen Systeme für die Luftmobilität sowie für den Straßenverkehr angewandt. Mit der XbC-Werkzeugkette haben sie ein Assistenzsystem für Piloten im Bereich der Kollisionsvermeidung bzw. ein Sensorfusionssystem für automatisierte Straßenfahrzeuge entwickelt.(se)

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