Automatische Testfallerstellung für autonome Fahrzeuge

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Matthias Althoff
• Fachliche Zuordnung: Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 509824862

Es ist offensichtlich, dass man sich nicht allein auf echte Testfahrten verlassen kann, um die korrekte Funktionalität autonomer Fahrzeuge sicherzustellen. Da echte Testfahrten kostspielig und zeitaufwändig sind, sollten zusätzlich Computersimulationen durchgeführt werden. Da die meisten Verkehrsszenarien jedoch nicht sehr anspruchsvoll sind, sind selbst Simulationen oft zu zeitaufwändig, wenn man keine anspruchsvollen Situationen testet. Ziel dieses Antrags ist die Erforschung neuartiger Methoden für die automatische Synthese von anspruchsvollen Testfällen für die Bewegungsplanung von autonomen Fahrzeugen. Dies kann als eine Fahrprüfung für Bewegungsplanungsalgorithmen angesehen werden, die bestanden werden muss, um in realen Fahrzeugen eingesetzt werden zu können. Um anspruchsvolle Testfälle zu erhalten, formalisieren wir Verkehrsregeln und berechnen Maße, um den Grad der Einhaltung der Verkehrsregeln abzuschätzen. Damit ist es möglich, den Grad der Einhaltung der Verkehrsregeln für unsere automatische Synthese von Testfällen zu kontrollieren. Wir werden auch die Benutzerspezifikation des Szenarios formalisieren, so dass die Benutzer den Prozess der Szenariogenerierung kontrollieren können. In einem nächsten Schritt werden wir die Ausgangsszene synthetisieren. Nach der Extraktion von Ausgangsszenen aus unserer zu entwickelnden Datenbank, die für die Szenariospezifikation relevant sind, optimieren wir die Ausgangszustände der anderen Verkehrsteilnehmer und des zu testenden Fahrzeugs. Dazu optimieren wir auf eine gewünschte Größe der verkehrsregelkonformen Erreichbarkeitsmenge des zu testenden Fahrzeugs. Ausgehend von der optimierten Ausgangsverkehrsszene optimieren wir das Verhalten der umliegenden Verkehrsteilnehmer, um den Bewegungsplaner des zu testenden Fahrzeugs in einen Fehler zu drängen. Um zusätzlich die Fähigkeit zu testen, die Schwere einer unverhinderbaren Kollision zu verringern, werden wir auch andere Verkehrsteilnehmer gezielt gegen gewisse Verkehrsregeln verstoßen lassen.Die von uns entwickelten Methoden werden in numerischen Experimenten mit unserer Benchmark-Suite CommonRoad (commonroad.in.tum.de) evaluiert. Um die Kritikalität der generierten Szenarien zu evaluieren, planen wir zusätzlich die Durchführung von Nutzerstudien in unserem Fahrsimulator, um Maße wie das subjektiv wahrgenommene Risiko sowie den Realismus unserer synthetisierten Szenarien zu evaluieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen