Verteilte Simulationsumgebung zur Erprobung koordinierter Fahrmanöver automatisierter Fahrzeuge

In dieser Arbeit wird eine Simulationsumgebung vorgestellt, welche die Erprobung von Fahrzeugautomatisierungssoftware und von Algorithmen zur kooperativen Trajektorienplanung mittels Software-in-the-Loop ermöglicht. Dazu werden mehrere Fahrzeuge mit Hilfe virtualisierter Docker-Container als jeweils eigene Systeme instanziiert und mit einer Weltsimulation verbunden. Individuelle Fahrzeugbewegungen werden mit Modelica-Modellen kinematisch co-simuliert,
während Sensordaten in einer Gazebo-3D-Simulation nachgebildet werden. So können die Vorzüge unterschiedlicher Simulationstools ausgenutzt und Automatisierungsfunktionen in verteilten Systemen realtitätsnah erprobt werden. Die Funktionalität des Frameworks wird in einem Testszenario validiert, in dem jedes Fahrzeug einen vorgegebenen Pfad abfährt, währenddessen auf mögliche Kollisionen prüft und gegebenenfalls Verfahren zum Störungshandling einleiten
kann.

In this paper, a simulation environment is presented, that enables software-in-the-loop (SiL) testing of vehicle automation software and algorithms for cooperative trajectory planning. Multiple vehicles are instantiated as independent systems using virtualized Docker containers and connected to a world simulation. Individual vehicle movements are kinematically co-simulated using Modelica models, while sensor data is replicated in a Gazebo 3D simulation. This way, the advantages of different simulation tools can be exploited and automation functions in distributed systems can be tested under realistic conditions. The functionality of the framework is validated in a test scenario in which each vehicle travels along a predefined path, checks for possible collisions and, if necessary, can initiate procedures for disturbance handling.