Figure 1.1: Overall approach for Sensor Interface Standardization considers different Standardization Levels

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Klassifikation: Konzeptuelles Standardisierungs- und Abstraktionsmodell / Meta-Architekturdiagramm (Harmonisierungsmodell zwischen Normungsgremien).
• Funktionale Einordnung: Definiert die methodische Aufteilung und Ableitungshierarchie bei der Standardisierung von Sensorschnittstellen im Bereich des hochautomatisierten Fahrens (AD / ADAS) innerhalb von AUTOSAR (AUTOSAR_EXP_SensorInterfaces). Es ordnet die semantische Sensor-/Objekt-Modellierung der ISO (ISO 23150 / VDA-Initiative) den konkreten technischen Implementierungen in Simulationsumgebungen (OSI) sowie der fahrzeugseitigen AUTOSAR-Laufzeitumgebung (AUTOSAR Feature Team Automated Driving Interfaces / FT-ADI) zu.

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

• Standardization in ISO (Semantische Ebene / High-Level):
  • Definiert die technologie- und plattformunabhängige semantische Beschreibung von Sensorschnittstellen (ursprünglicher VDA-Vorschlag, überführt in ISO 23150).
  • Umfasst logische Datenstrukturen für Rohdaten, Detektionen (Detections) und fusionierte Objekte (Objektlisten, Freiräume/Free Space) zwischen Sensor-Clustern und Fusionssteuergeräten.
• AUTOSAR FT-ADI (Target Runtime Implementation):
  • Konkrete Ausprägung der standardisierten Sensorschnittstellen zur Applikationsebene (Application Interfaces) hin.
  • Technische Realisierung über standardisierte AUTOSAR Port Interfaces (Sender-Receiver-Kommunikation für Classic Platform via RTE bzw. Service-Oriented Architecture ara::com für Adaptive Platform).
  • Bereitstellung typisierter AUTOSAR-Datentypen (ApplicationDataType, ImplementationDataType) unter Berücksichtigung von Echtzeitanforderungen, Memory-Layout und deterministischer Serialisierung.
• OSI (Open Simulation Interface) (Simulation Implementation):
  • Simulationsspezifische Implementierung der Schnittstellen (ASAM OSI, Open Source / GitHub-Repository).
  • Nutzt Google Protocol Buffers (protobuf) zur serialisierten Übertragung von Ground-Truth- und Sensordaten zwischen Simulatoren (z. B. Environment Simulation) und Sensor-/Fusionsmodellen (SiL/HiL).
• Beziehungsgefüge & Granularität:
  • Vertikale Achse (Standardization / Level of detail): Mit zunehmender Detaillierung erfolgt eine Konkretisierung von rein semantischen Definitionen (ISO) zu plattformspezifischen Wire-/API-Formaten (AUTOSAR bzw. OSI).
  • Kanten (concrete implementation): Gerichtete Transformation/Ableitung der ISO-Semantik in die jeweiligen Zielformate.
  • Horizontale Kopplung (Continuous synchronization necessary!): Bidirektionale semantische Konsistenzkopplung zwischen realer Fahrzeugapplikation (AUTOSAR) und virtueller Absicherung (OSI), um Model-in-the-Loop- (MiL) und Software-in-the-Loop- (SiL) Parität sicherzustellen.

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

• Standardisierungs- und Entwicklungsworkflow (Statisch / Lifecycle-bezogen):
  • Kein Laufzeit-Sequenzdiagramm. Das dynamische Element betrifft den Normierungs- und Synchronisationsprozess:
    1. Definition generischer Sensor- und Objektmodelle in ISO 23150.
    2. Parallele, abgeleitete Übertragung in AUTOSAR Meta-Modelle (ARXML-Beschreibungen) und OSI-Nachrichtendefinitionen (.proto).
    3. Kontinuierlicher Abgleich (Synchronisationsschleife) bei Versions-Updates, um semantische Divergenzen zwischen Simulationsdatenstrukturen und Serien-SWCs zu verhindern.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• Informativer vs. Normativer Charakter: Als Bestandteil von AUTOSAR_EXP_SensorInterfaces handelt es sich um ein erläuterndes Dokument (EXP), das architektonische Leitplanken definiert; die verbindlichen Schnittstellendefinitionen befinden sich in den jeweiligen ARXML-Schnittstellenpaketen der Classic/Adaptive Platform.
• Entwickler-Konsequenzen (SWC / Applikation):
  • Schnittstellenkompatibilität: Algorithmenentwickler für Sensorfusion und Trajektorienplanung können dieselbe semantische Datenstruktur in der virtuellen Verifikation (OSI-Format via protobuf deserialisiert) und im Zielsteuergerät (AUTOSAR RTE-/ara::com-Ports) nutzen.
  • Adapter- und Serialisierungsaufwand: Für HIL/SIL-Bypassing oder Replay-Frameworks ist sicherzustellen, dass Transformationen zwischen OSI-Objekten und AUTOSAR-Port-Strukturen verlustfrei und zeitstempel-synchron erfolgen.
  • Typ-Mapping: ISO-Referenztypen müssen strikt auf die entsprechenden CppImplementationDataType (Adaptive) bzw. ImplementationDataType (Classic) abgebildet werden, um Rundungsdifferenzen, Koordinatensystem-Inkonsistenzen (z. B. ISO 8855 vs. Sensor-Koordinatensysteme) oder Genauigkeitsverluste zu vermeiden.