Modellgetriebene Architekturentwicklung für Car-2-Car Kommunikation Jerome Pfeiffer Seminar am Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Quelle: Spiegel.de

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 2 Gliederung MontiArcAutomaton Systemarchitektur2.Simulation3.Motivation und Grundlagen 1. Zusammenfassung und Ausblick4.

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 3 Motivation  Wachsendes Verkehrsaufkommen  Mehr Unfälle und Verkehrsstaus  Integration von Sensorik in Fahrzeugen  Car-2-Car tauscht Daten zwischen Fahrzeugen aus  Steigerung der Verkehrssicherheit und Effizienz  Anforderungen: 1.Austausch von Sensor- und Verhaltensdaten. 2.Aufgaben werden auf Komponenten verteilt 3.Erkennung und Lösung von Verkehrsszenarien. 4.Erweiterungsmöglichkeiten für weitere Szenarien und Funktionen.  Wenige Forschungsansätze zu Car-2-Car Softwarearchitekturen Wie sieht eine modulare Softwarearchitektur aus für Car-2-Car Kommunikation aus?

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 4 Modellgetriebene Softwareentwicklung  Abstraktion der Software in Modelle  Modell zentraler Bestandteil der Softwareentwicklung  Verbesserung der Verständlichkeit und Erweiterbarkeit Softwarewissen im Generator  Generator produziert lauffähigen Code  Modellierer muss nur Domäne kennen  Software-Qualität abhängig von Generatoren Quell- code Modelle A VW X B Y Z Sprachintegration und Code-Generatoren

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 5  Architektur = hierarchische Komponenten  Komponenten: atomar oder komponiert  Kommunikation über Konnektoren und gerichtete, typisierte Ports  Verhalten: eingebettete Automaten oder Java-Implementierung MAA ActionCalculator Controller «automaton» SwitchLeftCalculator «java» Maneuver- Calculator maneuver Verhalten als eingebetteten Automaten Komponierte Komponente Port Konnektor Verhalten in Java A B

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 6 MontiArcAutomaton Systemarchitektur «java» Communicator Architecture Car a Set VehicleData output input MAA VehicleData output VehicleData output Car b Car c

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 7 Architektur des Fahrzeugs MAA Controller «java» SensorSystem commandvehicleData sensorData route action «java» Receiver «java» VehicleSystem «java» Navigation «java» Sender vehicleData Car vehicleData

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 8 Steuerungskomponente Maneuver Calculator Controller «java» Situation- Calculator Action Calculator route vehicleData sensorData action maneuver situation curData MAA

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 9 Situationserkennung Fahrzeug führt ein Manöver aus [In Ausführung] [Keine Ausführung] Erkennung der Situation [Kreuzungssituation] Berechne Fahrsituation Berechne Kreuzungssituation AD [Fahrsituation] Fahrsituation

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 10 Manöverberechnung ManeuverCalculator «automaton» DrivingManeuver- Calculator maneuver situation «java» Situation- Switch situation «java» Maneuver- Creator MAA Weitere Manöverkalkulatoren …

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 11 Beispiel: DrivingManeuverCalculator DrivingManeuverCalculator maneuver Situation s Overtaking Driving !s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = SWITCHLEFT s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE !s.rightLaneBlocked / maneuver = SWITCHRIGHT s.rightLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE Compute Driving Compute Overtaking s.finished / maneuver = FINISHED s.finished / maneuver = FINISHED Automatenzustand Eingangsbedingung Ausgangsbelegung MAA

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 12 Beispiel: DrivingManeuverCalculator DrivingManeuverCalculator maneuver Situation s Overtaking Driving !s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = SWITCHLEFT s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE !s.rightLaneBlocked / maneuver = SWITCHRIGHT s.rightLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE Compute Driving Compute Overtaking s.finished / maneuver = FINISHED s.finished / maneuver = FINISHED Automatenzustand Eingangsbedingung Ausgangsbelegung MAA

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 13 Beispiel: DrivingManeuverCalculator DrivingManeuverCalculator maneuver Situation s Overtaking Driving !s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = SWITCHLEFT s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE !s.rightLaneBlocked / maneuver = SWITCHRIGHT s.rightLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE Compute Driving Compute Overtaking s.finished / maneuver = FINISHED s.finished / maneuver = FINISHED Automatenzustand Eingangsbedingung Ausgangsbelegung MAA

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 14 Beispiel: DrivingManeuverCalculator DrivingManeuverCalculator maneuver Situation s Overtaking Driving !s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = SWITCHLEFT s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE !s.rightLaneBlocked / maneuver = SWITCHRIGHT s.rightLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE Compute Driving Compute Overtaking s.finished / maneuver = FINISHED s.finished / maneuver = FINISHED Automatenzustand Eingangsbedingung Ausgangsbelegung MAA

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 15 Beispiel: DrivingManeuverCalculator DrivingManeuverCalculator maneuver Situation s Overtaking Driving !s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = SWITCHLEFT s.leftLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE !s.rightLaneBlocked / maneuver = SWITCHRIGHT s.rightLaneBlocked && s.frontBlocked / maneuver = BRAKE Compute Driving Compute Overtaking s.finished / maneuver = FINISHED s.finished / maneuver = FINISHED Automatenzustand Eingangsbedingung Ausgangsbelegung MAA

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 16 Aktionsberechnung ActionCalculator «java» Action Calculator Switch «automaton» SwitchLeftActionCalculator «java» Action- Joiner maneuver action MAA Weitere Aktionskalkulatoren …

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 17 Anbindung an den Simulator Simulation of Urban Mobility  Funktionen: Modellierung eines Straßennetzes Java-Schnittstelle 2D Darstellung Fahrzeug

Jerome Pfeiffer Lehrstuhl für Software Engineering RWTH Aachen Folie 18 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung  Architektur zum Austausch von Daten zwischen Fahrzeugen  Verarbeitung in einer zentralen Steuerungskomponente  Situationserkennung Manöver Aktion Ausführung  Klar erkennbare Verantwortlichkeiten der Komponenten  Architektur ist erweiterbar und wiederverwendbar  In Simulator evaluiert Ausblick  Verbesserung der Situationserkennung  Weitere Manöver und Aktionen  Mit weiteren Verkehrssimulatoren und Szenarien evaluieren  Car-2-X (z.B. Ampeln, Fußgänger)  DFG Projekt