Echtzeitanwendungen konfigurieren Wie sich Scheinwerfer automatisiert testen und validieren lassen

Autor / Redakteur: Peter Förster * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Mit dem AED-Scheinwerfertestsystem lassen sich Scheinwerfer als Gesamtsystem unter realistischen Bedingungen validieren. Zum Einsatz kommt VeriStand von National Instruments.

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AED-Scheinwerfertestsystem: Mit Hilfe des Testsystems lassen sich Scheinwerfer- und Heckleuchtensyteme automatisiert validieren. Das Bild zeigt das Herzstück des Lichttesters, die Oberfläche.
AED-Scheinwerfertestsystem: Mit Hilfe des Testsystems lassen sich Scheinwerfer- und Heckleuchtensyteme automatisiert validieren. Das Bild zeigt das Herzstück des Lichttesters, die Oberfläche.
(Bild: National Instruments)

Mit dem AED-Scheinwerfertestsystem ist es möglich, Scheinwerfer- und Heckleuchtensysteme automatisiert zu validieren. Dabei kann anders als bei den bisherigen Testmethoden das System als Ganzes getestet werden, ohne dass in die inneren Schnittstellen des Systems eingegriffen werden muss.

Das Testsystem baut auf VeriStand (siehe Kastentext) auf und bietet die optische Auswertung des Prüflings sowie Restbussimulation, Fault Insertion und die Überwachung der Ein- und Ausgänge.

Ergänzendes zum Thema
Was steckt hinter NI VeriStand?

Mit der Softwareumgebung NI VeriStand lassen sich Echtzeitanwendungen konfigurieren. Der Anwender kann seine Multicore-fähige Echtzeit-Engine ohne Umwege konfigurieren, damit Aufgaben wie Echtzeitstimuluserzeugung, Datenerfassung für Hochgeschwindigkeits- und konditionierte Messungen auf berechneten Kanälen sowie benutzerspezifische Kanalskalierung möglich sind. Zudem lassen sich Regelalgorithmen, Simulationsmodelle und weitere Tasks aus NI LabVIEW und Entwicklungsumgebungen von Drittanbietern importieren.

Die Ansätze, um Scheinwerferfunktionen zu validieren

Mit der modularen Hard- und Softwarearchitektur lassen sich weitere Funktionen auf Kundenwunsch hinzufügen sowie an bestehende Testmanagement-Tools eingliedern. Ein System besteht aus einer Kamera mit Sicht in den Scheinwerfer und einer mit Blick auf die angestrahlte Fläche. Mit diesem Aufbau lassen sich Scheinwerferfunktionen unter realistischen Bedingungen validieren.

Bildergalerie

Zum Validieren von Scheinwerferfunktionen existieren zwei grundlegende Ansätze: der Blick in den Scheinwerfer hinein und das Abfilmen der Lichtverteilung an der Wand. Beiden Testarten ist gemein, dass die Tests automatisiert abgearbeitet werden müssen, damit eine ideale Testabdeckung gewährleistet ist. Hinzu kommt, dass das Testsystem an bestehende Testmanagement-Tools angebunden werden muss. Momentan bietet das Testsystem die Funktionen:

  • Funktionale Tests,
  • Stresstests,
  • Langzeiterprobungen,
  • Spannungs- und Kurzschlusstests,
  • Diagnose,
  • Positionserkennung bei Leuchtweitenregulierung und adaptivem Kurvenlicht,
  • Helligkeits- und Frequenzmessungen,
  • Überwachung von Flackern und
  • Ausgabe personalisierter Testberichte.

Das System baut auf den Tools von National Instruments auf. Hardwareseitig kommt ein RT-PXI-System zum Einsatz, in dem sich die Schnittstellen für CAN- und LIN-Kommunikation, die Steuerung der Fault Insertion sowie die Anbindung an die Kamera befinden. Diese Konfiguration ist gut skalierbar. So ist es beispielsweise mit kleinen Änderungen möglich, die Bildrate auf über 200 fps zu erhöhen und die anfallenden Daten mit Multicomputing zu verarbeiten.

Auf der Softwareseite bietet VeriStand die Grundlage für ein flexibles System, welches mit allen gängigen Testmanagementtools wie ECU-Test oder TestStand, in Einklang gebracht werden kann. LabVIEW und .NET bieten die Möglichkeit, die Funktionen von VeriStand zu erweitern und so beliebige Messgeräte wie beispielsweise Kameras oder FPGAs einzubinden.

Für künftige Scheinwerfersysteme vorbereitet

Das Herzstück des Lichttesters ist eine übersichtliche Oberfläche (Bildergalerie), von der aus sich manuelle sowie vollautomatisierte Tests durchführen und die Scheinwerferparameter überwachen lassen. Bei der automatischen kamerabasierten Überwachung der Scheinwerferfunktionen fällt auf, dass beide Ansätze ihre Vor- und Nachteile haben.

Beim Blick auf die Wand des Lichtlabors lassen sich die verschiedenen Lichtverteilungen gut erkennen, somit kann der Lichttester auch kommende Scheinwerfersysteme wie Matrix-LED-Systeme gut testen. Leuchtkörper mit geringerer Leuchtdichte sind an der Wand nur schlecht, mit Blick in den Scheinwerfer jedoch sehr gut erkennbar. Ein ideales System stützt daher auf beide Betrachtungswinkel.

Den Scheinwerfer als ganzes System betrachten

Ein Problem bei der Betrachtung der Lichtverteilung an der Wand ist die Verzerrung durch das Kameraobjektiv. Damit die Wand dennoch als gerade Fläche erscheint, kann sie mit einer Punktmatrix kalibriert werden (Bildergalerie). Dadurch kann beispielsweise die Position der Leuchtweitenregulierung auf 0,1° oder mit einer höher auflösenden Kamera noch genauer bestimmt werden.

Mit der Umstellung auf LED- und Lasertechnologie treten Probleme wie Temperaturmanagement zunehmend in den Vordergrund, weshalb eine Betrachtung der Teilsysteme in Brettaufbauten, wie sie bisher erfolgte, nicht immer ausreichend ist. Das AED-Testsystem ermöglicht die Betrachtung des Scheinwerfers als Ganzes, wodurch Abhängigkeiten zwischen den Komponenten schon früh in der Entwicklung erkannt werden können.

Der Beitrag ist dem Kongressband „Virtuelle Instrumente in der Praxis 2015“ entnommen.

* B. Eng. Peter Förster arbeitet als Angestellter bei der AED Engineering GmbH in München.

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