RepliCar - Referenzsensorik zur hochpräzisen Sensorvalidierung für das automatisierte Fahren; Teilprojekt: Überführung der Ground-Truth-Daten in die Simulationsumgebung und Aufbau des digitalen Zwillings

Abstract

Das Forschungsprojekt RepliCar adressierte die simulationsgestützte Entwicklung von Sensoren, Sensormodellen und digitalen Zwillingen für die Absicherung von Fahrzeugsensorik im Rahmen eines homologationskonformen Referenzprozesses. Im Mittelpunkt stand die Frage, wie reale Messdaten mit statischen und dynamischen Umgebungsinformationen so zusammengeführt werden können, dass daraus belastbare Grundlagen für die Bewertung automatisierter Sensorwahrnehmung entstehen. Dazu wurden im Konsortium Methoden zur skalierbaren Umweltdarstellung, zur Re-Simulation realer Szenen und Szenarien sowie zur Erzeugung synthetischer Sensordaten für die anschließende Verifizierung und Validierung erarbeitet. IPG Automotive GmbH brachte hierfür insbesondere die hauseigene Simulationsumgebung CarMaker mit projektspezifischen Schnittstellen sowie die Kompetenzen in der Modellierung und der virtuellen Sensorik ein. Die zugehörigen Arbeiten lagen schwerpunktmäßig auf dem Aufbau eines simulationsbasierten Workflows, mit dem virtuelle Sensordaten und Ground-Truth-Informationen bereitgestellt werden konnten. In diesem Zusammenhang wurden Szenen von realen Straßen als hochdetaillierte 3D-Modelle in CarMaker integriert, virtuelle Raytracing-basierte Sensormodelle ausgelegt und ein digitales Fahrzeugmodell aufgebaut. Die Ergebnisse mündeten in ein nutzbares Simulations-Framework sowie in einen virtuellen Demonstrator in CarMaker. Damit wurden die Rahmenbedingungen geschaffen, um digitale Zwillinge zu re-simulieren und ihre Aussagekraft gegenüber realen Messdaten nachvollziehbar zu bewerten. The RepliCar research project addressed the simulation-based development of sensors, sensor models, and digital twins for the validation of vehicle sensor systems within a homologation-compliant reference process. Its central objective was to investigate how real-world measurement data can be combined with static and dynamic environmental information to establish a reliable basis for assessing automated sensor perception. Over the course of this initiative, the project consortium developed methods for scalable environment representation, the re-simulation of real-world scenes and scenarios, and the generation of synthetic sensor data for subsequent verification and validation. In this context, IPG Automotive GmbH contributed its in-house simulation platform CarMaker with project-specific interfaces, as well as expertise in modeling and virtual sensor technologies. The company's work focused primarily on the development of a simulation-based workflow capable of providing virtual sensor data and corresponding ground-truth information. As part of these activities, real road environments were integrated into CarMaker as highly detailed 3D models, virtual ray-tracing based sensor models were developed, and a digital vehicle model was created. The resulting work led to a practical simulation framework and a virtual demonstrator implemented in CarMaker. These contributions established the foundation for the re-simulation of digital twins and for a transparent assessment of their accuracy compared to real-world measurement data.