Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat im Rahmen des Verbundprojekts XANDAR gemeinsam mit acht europäischen Partnern eine automatisierte Werkzeugkette für die Entwicklung anspruchsvoller Anwendungen in der zukünftigen Mobilität entwickelt. Diese Werkzeugkette erfüllt nicht nur die Anforderungen an Echtzeitverarbeitung, sondern auch an Sicherheit.
Die Partner haben die automatisierte Werkzeugkette eingesetzt, um eine zuverlässige Fusion von Sensordaten für den autonomen Straßenverkehr zu entwickeln. Zudem wurde ein Assistenzsystem entwickelt, das Piloten bei der Vermeidung von Kollisionen unterstützt. Die Bedeutung von Softwarelösungen in der Verkehrsumgestaltung und Mobilität nimmt stetig zu und die Anforderungen an solche Systeme werden immer komplexer.
Bei autonomen Fahrzeugen erfolgt die Umgebungserkennung durch rechenintensive KI-Algorithmen. Gleichzeitig ist eine nahtlose Integration der Software in umfangreiche Netzwerke erforderlich, um die korrekte Umsetzung der Route zu gewährleisten, erklärt Professor Jürgen Becker, Leiter des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung am KIT. Zudem müssen bei autonomen Fahrzeugen unbefugte Zugriffe von außen verhindert werden, um Datenlecks oder gefährliches Verhalten zu vermeiden.
Das Hauptziel des Projekts war es, den manuellen Entwicklungsaufwand für solche kritischen Anwendungen zu minimieren und den Prozess effizienter, kostengünstiger und weniger fehleranfällig zu machen. Im Rahmen des Projekts wurden Konzepte zur umfassenden Automatisierung der Entwicklung von kritischen Anwendungen entwickelt. Dabei wurde ein innovativer Ansatz namens X-by-Construction (XbC) verwendet. Dieser Ansatz erfasst die gewünschten Eigenschaften des Systems formal und wandelt sie durch einen schrittweisen Prozess in eine fehlerfreie und ausführbare Implementierung um. Dieser Ansatz kann auf eine breite Palette von Aufgaben angewendet werden, einschließlich Sicherheits- und Echtzeitanforderungen.
Die neu entwickelten Ansätze wurden am Ende des Projekts anhand aktueller anwendungsspezifischer Anforderungen bewertet. Nach erfolgreicher Bewertung im Automobil- und Luftfahrtbereich wurden die Konzepte in eine Werkzeugkette integriert. Diese Werkzeugkette besteht aus einer systematischen Zusammenstellung von Programmen, die miteinander interagieren, um das Softwaresystem zu erstellen, erklärt Tobias Dörr, wissenschaftlicher Mitarbeiter am ITIV. Zudem wurden Mechanismen entwickelt, die auf der Zielhardware eingesetzt werden und das zeitliche Zusammenspiel von Softwareapplikationen steuern.
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die BMW Group haben die Konzepte auf ihre individuellen Systeme für die Luftmobilität und den Straßenverkehr angewendet. Mit Hilfe der XbC-Werkzeugkette wurde ein Kollisionsvermeidungs-Assistenzsystem für Piloten und ein Sensorfusionssystem für autonome Straßenfahrzeuge entwickelt. Durch die Nutzung von XANDAR, einer neuen standardisierungsfähigen Werkzeugkette für Entwickler, können Kosten und Risiken reduziert werden. Diese Werkzeugkette ermöglicht es Entwicklern, kritische Softwaresysteme für die zukünftige Mobilität sicher zu gestalten. Laut Becker führt dies auch zu einer Verringerung von Risiken und Kosten im Bereich moderner paralleler Softwaresysteme in der Mobilität.
Am Projekt waren neben dem KIT, dem DLR und BMW auch die University of Peloponnese, die Queen’s University Belfast, AVN Innovative Technology Solutions, Vector Informatik und Fent Innovative Software Solutions beteiligt. Das Projekt wurde in den letzten drei Jahren von der Europäischen Kommission mit einer Förderung von etwa fünf Millionen Euro unterstützt.
Schlagwörter: KIT + XANDAR + BMW
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