Das Heinz Nixdorf Institut der Universit?t Paderborn, die HELLA KG, das Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM sowie die TU Dortmund haben ihr gemeinsames Projekt ?Smart-Headlamp-Technology“ (SHT) erfolgreich abgeschlossen. Unter dem Namen ?Hyperion“ entwickelten die Forscher*innen eine Entwicklungsumgebung für den Test moderner Scheinwerfersysteme. Das Projekt wurde mit Mitteln des Europ?ischen Fonds für regionale Entwicklung NRW (EFRE.NRW) gef?rdert.
Wissenschaftler*innen aus dem Bereich ?Regelungstechnik und Mechatronik“ des Heinz Nixdorf Instituts erforschten in dem Projekt die simulative Erprobung hochaufl?sender Scheinwerfer. Auf diese Weise soll die virtuelle Entwicklung dieser neuartigen Scheinwerfersysteme effizienter werden. Das Fahrzeug samt Scheinwerfersystem wird dazu virtualisiert und in der Nachtfahrtsimulation ?Hyperion“ eingebunden. Diese ist in der Lage, die Lichtausbreitung der neuen Technologie auf aktuell technisch m?glichem Niveau nachzubilden. Zur maximalen Testabsicherung erlaubt Hyperion die Hardware-in-the-Loop-Einbindung des Scheinwerfersteuerger?ts, das in diesem Setup durch virtuelle Sensoren mit Fahrzeug- und Umfelddaten versorgt wird. Au?erdem ist die ?berführung realer Messfahrten in die Simulation unter Erhaltung der Fahrzeugtrajektorie m?glich.
Durch die von den Forscher*innen entwickelte Simulation ist es m?glich, virtuelle Testszenarien schnell und flexibel zu generieren und echte Versuchsfahrten realit?tsnah zu reproduzieren. Dynamische Tests waren bisher nur mit realen Probefahrten m?glich. Mithilfe der neuartigen Simulation k?nnen individuelle Teststrecken definiert und in die Umgebung importiert werden. Auch Fremdverkehr kann eingebunden werden. Das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer*innen kann dabei frei vorgegeben werden. Neben klassischen Nachtfahrten k?nnen auch die Einflüsse von Regen oder Nebel erprobt werden. Um die Entwicklung weiter voran zu bringen, entwickelten die Wissenschaftler*innen verschiedene Mittel, um das Scheinwerferlicht zu bewerten. Dazu z?hlt z. B. die Visualisierung der Lichtst?rke. Auch die Vorgaben des Steuerger?ts k?nnen veranschaulicht werden.
Getestet wurde das neue System am Fahrsimulator des Heinz Nixdorf Instituts unter Verwendung eines Scheinwerfersystems der HELLA KG. Dabei konnten die Wissenschaftler*innen Funktionalit?t und Echtzeitf?higkeit erfolgreich nachweisen. Validiert wurden die Ergebnisse in einer Probandenstudie durch die HELLA KG. Reale Nachtfahrten ersetzt auch dieser neuartige Ansatz nicht vollst?ndig, ihr Umfang jedoch kann erheblich reduziert werden. Zus?tzlich k?nnen die Scheinwerfer deutlich früher im Entwicklungsprozess getestet werden. Das spart Zeit sowie Kosten und bringt dabei mehr Sicherheit.
Das Testsystem wird durch eine am Fraunhofer IEM entwickelte Bewegungsplattform vervollst?ndigt: ein elektromechanischer Hexapod bewegt die in der Simulation eingebundenen, realen Scheinwerfer entsprechend ihrer simulierten Bewegung. Auf diese Weise l?sst sich die Ausleuchtung der Fahrbahn zus?tzlich subjektiv beurteilen, z. B. im 140 Meter langen Lichtkanal der HELLA KG. Das Fraunhofer IEM konzipierte au?erdem ein Condition Monitoring für die Scheinwerfer, das den Ausfall einzelner LEDs detektiert. Es soll in Zukunft zur Entwicklung von Self-Healing-Strategien für den Scheinwerfer weiterverwendet werden.
Text: Heinz Nixdorf Institut
