Success Story: Continental und Fraunhofer IKS machen autonome Fahrzeuge sicher

Von der statischen zur dynamischen Architektur im Auto

Die bisherige Software im Auto basiert auf einer festen, funktionsorientierten Architektur. Sollen Updates eingespielt oder Fehler behoben werden, muss das Auto in die Werkstatt, um die gesamte Software neu aufzuspielen und auszutauschen. Das ist für die zukünftige Mobilität, insbesondere für das autonome Fahren, zu langsam. Fehler müssen hier sofort und ohne Verzögerung in allen betroffenen Fahrzeugen behoben werden.

Ziel des gemeinsamen Forschungsprojekts der Continental AG und des Fraunhofer IKS war deswegen, die einzelnen Funktionen dynamisch innerhalb der Fahrzeugarchitektur zu verteilen. Auch Updates oder neue Funktionalitäten sind durch eine flexible Architektur schneller möglich: Durch sogenannte Over The Air Updates können Softwarekomponenten ohne den Umweg über die Werkstatt per Mobilfunk auf allen betroffenen Fahrzeugen eingespielt werden. Um solche Szenarien zu ermöglichen, gleichzeitig Ressourcen im Auto zu sparen und die Systemperformanz zu optimieren, müssen Funktionen zur Systemlaufzeit auf verschiedene Recheneinheiten im Fahrzeug dynamisch verteilt werden.

Flexibilität auch in sicherheitskritischen Bereichen

Autobahnauffahrt aus der Vogelperspektive
© iStock.com/kokouu
Durch die dynamische Verteilung von Funktionen wird das autonome Fahren sicher.

Jede Funktion soll zu jeder Zeit flexibel verwendet und ausgetauscht werden können: Das ist die große Vision für die voll dynamische Verteilung von Funktionen über ein System. In sicherheitskritischen Bereichen wie Fahrzeugen im Straßenverkehr stellt dies jedoch eine Herausforderung dar. Schließlich muss hier zu jeder Zeit sichergestellt sein, dass alle kritischen Funktionen zuverlässig zur Verfügung stehen. Nur so können Fehler des Systems und damit potenziell gefährliche Situationen im Straßenverkehr vermieden werden. Um eine sichere dynamische Verteilung von Software-Funktionen auf Fahrzeug-Steuergeräten zu ermöglichen und damit zukünftige Anwendungen wie das autonome Fahren zu fördern, setzt Continental daher auf die Expertise des Fraunhofer-Instituts für Kognitive Systeme IKS.

Continental und Fraunhofer IKS erarbeiten Konzept für dynamische Verteilung von Funktionen

Zusammen mit Continental haben die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IKS ein Konzept für die dynamische Funktions-Allokation, also für die Verteilung von Diensten im Auto anhand von Anwendungsfällen evaluiert und hinsichtlich der Funktionalen Sicherheit verbessert. Wichtigstes Element hierfür war eine umfassende Safety-Analyse. Sie spezifiziert anhand der von Continental vorgeschlagenen Architektur Safety-Anforderungen, die für eine voll dynamische Funktions-Allokation notwendig sind. Daraus konnten dann Sicherheitsziele und Maßnahmen für die wichtigsten Gefahren abgeleitet werden. Besonders problematisch für die sichere Verteilung von Diensten sind beispielsweise nicht aktivierte Funktionen, veraltete oder falsche Software oder das unerwartete Stoppen einer Funktion. Für solche Gefahren wurden jeweils konkrete Sicherheitsziele definiert, wie »Richtige Funktion installiert« oder »Software soll up-to-date sein«.

Safety-Konzept ermöglicht Funktions-Allokation für autonomes Fahren

Zusammen mit Continental konnte somit ein Konzept für die dynamische Verteilung von Fahrzeugfunktionen erstellt und ein technisches Safety-Konzept angefertigt werden. Dieses beschreibt eine Implementierung für die identifizierten Safety-Anforderungen, wie bspw. »notwendige Updates sollten unverzüglich installiert werden« oder »veraltetet Software sollte nicht verteilt werden«. Das technische Konzept betrachtet dabei Hardware- und Software-Lösungen für die dynamische Funktions-Allokation, um die formulierten Sicherheitsziele zu erfüllen. Mit dieser gemeinsam entwickelten Lösung für die dynamische Funktions-Allokation kann Continental auch in sicherheitskritischen Bereichen wie dem autonomen Fahren Funktionen über mehrere Plattformen verteilen, da eine verlässliche und sichere Verteilung gewährleistet ist.

Ihr Kundenvorteil

  • Flexibilisierung von Systemen: Neue Dienste werden schneller und flexibler bereitgestellt
  • Ausfallsichere und performante Systeme
  • Unterstützung bei Lösungen zur Verteilung von Funktionen
  • Systematische Safety-Analyse für den abgesicherten Einsatz von dynamischer Funktions-Allokation
 

Leistungszentrum »Sichere intelligente Systeme«

Dieses Projekt fand im Rahmen des Leistungszentrums »Sichere intelligente Systeme« statt.

Das Leistungszentrum ist ein Zusammenschluss der sechs Fraunhofer-Institute AISEC, EMFT, IKS, IBP, IGCV und IVV aus dem Großraum München mit der TU München, der Universität der Bundeswehr sowie der Hochschule München.