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Autonomes Fahren ist ein Forschungsbereich der Zukunft. In dieser Arbeit wurde autonomes Fahren, im Sinne der Automatisierungs-Levels des Standards SAE J3016, als Vollständige Fahrautomatisierung (Level 5) eingeordnet. Das bedeutet, dass für das Fahrzeug nur ein Fahrt-Ziel eingegeben werden muss. Das Automated Driving System (ADS) kann das Fahrzeug ohne menschliche Aufsicht, überall und unter allen Straßenbedingungen, die von einem erfahrenen menschlichen Fahrer beherrschbar wären, betreiben. Die Beschaffung der Informationen aus dem Fahrzeug und der Umgebung erfolgt durch das Hauptmodul Wahrnehmung des ADS. Dafür ist die im Fahrzeug verbaute Sensorik verantwortlich. Die unterschiedlichen Datensätze von Sensoren werden verschmelzt (Sensordatenfusion). Diese Arbeit hat die Gewährleistung von Safety of the Intended Functionality (SOTIF) bei der Entwicklung des Moduls Wahrnehmung (in Bezug auf die Umgebung) des ADS von autonom fahrenden Fahrzeugen in einer früheren Phase der Entwicklung, nämlich bereits in der Konzeption, untersucht. Dabei wurde das ADS als ein System und das Modul Wahrnehmung als Subsystem betrachtet. Zurzeit wird das Gewährleisten von SOTIF in der Automobilbranche von ISO/PAS 21448 behandelt. Dieser Standard ist noch in der Entwicklungsphase. Eine Anforderung zum Definieren der Requirements zur Gewährleistung der SOTIF stellt dieser Standard nicht. Daher hat diese Arbeit sich mit der Definition von funktionalen SOTIF Requirements für das Subsystem Wahrnehmung beschäftigt. Für die Durchführbarkeit der Untersuchung, konzentriert sich diese Arbeit auf den Use Case „Abbiegen auf der T-Kreuzung“. Dabei wurde folgendermaßen vorgegangen: Definition der Szenen, Szenarien und des Use Cases, die Identifikation der SOTIF-bezogenen Hazards und der hazardous Events, sowie dessen Risikobewertung, die Definition der Safety Goals und der funktionalen SOTIF Requirements an ADS sowie der funktionalen SOTIF Requirements an das Subsystem Wahrnehmung (FSOR_Ws). Die FSOR_Ws sollen, neben den funktionalen System Requirements für das Subsystem Wahrnehmung, die Grundlage für das Design dieses Subsystems bilden. Somit ist die Basis zum Entwerfen einer Systemarchitektur und die Identifizierung der angemessenen Sensoren und Algorithmen für dieses Subsystem dargestellt. Autonomous driving is an important research focus for the future. According to the automation levels of the standard SAE J3016, in this thesis autonomous driving was classified as Full Driving Automation (level 5). This classification means that the only thing to do is to enter a destination, as the Automated Driving System (ADS) can operate the vehicle without human supervision, under any road condition and in any location, like an experienced human driver. Data collection from the vehicle and the surroundings is achieved via the perception module of the ADS. The built-in sensors in the vehicle are responsible for this. Different data sets from the sensors are merged (sensor data fusion). This thesis examined the certainty of Safety of the Intended Functionality (SOTIF) in the development of the perception module (in relation to the surroundings) of the ADS in a self-driving vehicle, during the earlier phase of development, namely in the conception. For this, the ADS was viewed as a system and the perception module as a subsystem. Currently, warranting SOTIF in the automotive industry is covered by ISO/PAS 21448. This standard is still under development and does not specify anything about defining requirements for guaranteeing SOTIF. Thereby, this thesis dealt with the definition of functional SOTIF requirements for the perception subsystem. For the feasibility of the investigation, this thesis focused on the use case „turning at a T-intersection“, using the following steps: defining the settings, scenarios, and the use cases, identifying SOTIF-related hazards and hazardous events and their risk assessment, and defining safety goals and functional SOTIF requirements for ADS, as well as functional SOTIF requirements for the perception subsystem (FSOR_Ws). The FSOR_Ws should, in addition to functional system requirements for the perception subsystem, form the foundation for the design of this subsystem. In this way is the basis for designing a system architecture and identifying appropriate sensors and algorithms for this subsystem presented. vorgelegt von: Mohammed Mahdi Ataie Auch als Printexemplar verfügbar Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2021

When confronting the design of a new space science mission the ideal situation would be one where a team of scientists would set the scientific goals and define a model payload. Subsequently, an engineering team would define the constraints this payload imposes on the mission analysis, spacecraft design and ground segments. But this is much more complex since limitations imposed by system-related elements have also an impact on the payload design. Because of this, both the scientific and engineering teams must work together and be capable of redefining scientific requirements so as to obtain a feasible design that does not compromise the essential objectives of the mission. For this process to be seamless, members of the scientific team should have some understanding of the technical issues, and members of the technical team should have a knowledge base that allowed them to understand the critical science issues. In reality, the fact that in a (e.g. concurrent) design study there are rarely payload developers present in either group tends to create a situation where the science team focuses on maximizing functionality, whereas the engineers target a robust system, and neither are able to size and define the payload and its impact on the system in a rapid and realistic way. To aggravate the situation, there are presently no tools, nor any known rules or relations between objectives and instruments that can help in the preliminary modelling of multiple payload sets. A study at the DLR Institute of Space Systems is currently ongoing to unearth said relations if they exist, with a long term goal of developing system engineering tools which can help in the preliminary design process for scientific exploration missions. The present paper recalls the problems and processes during the preparation of a science mission, especially in the European environment. It outlines how information from past missions could lead to a more robust preliminary system design through the use of dedicated analyses tools which propose potential instrument combinations, and can increase mutual understanding between scientists and engineers. This paper describes the steps of DLR’s attempt to better organize such activities, and presents some preliminary results about instrument evolutions, trends and relations, based on the initial historical data gathering phase. These constantly evolving results will be later used to create tools for e.g. model payload proposals and system requirement derivation.

EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) is a German hyperspectral satellite mission, with a ground segment operated by the Earth Observation Center (EOC) and the German Space Operation Center (GSOC) of the German Aerospace Center (DLR). The Ground Segment comprises all the facilities and systems required on Earth to control and operate the mission. It specifically facilitates access for the user segment to the space segment, including the commanding of the satellite, ordering and receiving data, and finally the processing, archiving and distribution of data. This paper gives an overview of the design of the Integration and Technical Verification and Validation (ITVV) phase of the Ground Segment. It starts with the design of the Ground Segment resulting in the development model, which consists of the requirements imposed on the Ground Segment, the spanning of the product tree with its contributing subsystems and their further differentiation, and the interfaces connecting them providing the needed functionality. This view of the Ground Segment is complemented with a model based on use cases allowing to characterize the Ground Segment by its dynamic behaviour fulfilling the above tasks. Based on the above knowledge the different stages of the ITVV Phase are presented and the dependencies between the phases are pointed out, to finally guarantee a fully validated mission.

Aufgrund des Mißerfolges der Mars Observer Mission 1992 und allgemeiner sinkender Raumfahrtetats, entwickelte NASA 1995 die „Faster Better Cheaper“ (FBC) Philosophie. Diese sah vor, daß planetare Missionen innerhalb eines kurzen Zeitraumes und mit begrenzten Budgets geplant, gebaut, getestet und gestartet werden sollten. Dabei sollten neue Technologien und neue Betriebsmethoden zum Einsatz kommen. Mögliche Fehlschläge durch unerprobte Instrumente oder Prozesse wurden dabei nicht ausgeschlossen. Der Mißerfolg der Mars-Missionen im Jahr 1999 und weiterer Projekte zwangen jedoch zu einem Umdenken der „Faster Better Cheaper“ Philosophie. Eine Vielzahl von Abhandlungen und Untersuchungen wurden daraufhin veröffentlicht, die Fehler der FBC Philosophie aufzeigten, ohne dabei jedoch auf mögliche Verbesserungen einzugehen. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Ermittlung effektiver Maßnahmen, so daß Ressourcen während des Lebenszyklus eines Projektes optimal eingesetzt werden können. Aus der Analyse der fehlgeschlagenen Missionen und einer Erläuterung der Funktionen verschiedener planetarer Missionskonzepte, werden mögliche Maßnahmen zur Verringerung der Kosten ermittelt. Die Effektivität dieser Maßnahmen wird anhand eines Bewertungskataloges im Rahmen einer Simulation zu verschiedenen Zeitpunkten einer Mission bestimmt. Es wird dabei eine Handlungshilfe erstellt, mit der ein Projektmanager die Verteilung von Ressourcen optimieren kann. Die Systemtechnik bietet hierzu eine Vielzahl von Analyse- und Simulationsmethoden, mit der die hier gemachten Angaben bewertet und überprüft werden können. Due to the failure of the Mars Observer Mission in 1992 and decreasing budgets, NASA developed a new philosophy for the development, design and operations called „Faster Better Cheaper“ (FBC). New technologies and new management methods were deployed to reduce lift cycle costs. Possible mission failures were expected. After the losses of the Mars Missions in 1999 and other missions, NASA was forced to rethink its FBC approach. Numerous papers have been published in the meantime which identified the mistakes of the missions and of FBC, but none have identified potential improvements. The objective of this paper is the development of potential measurements for the design of the operations of unmanned space missions that should be applied during its life cycles. A new tool in form of an EXCEL spreadsheet will be developed based on historical missions, which can be used a program manager who can allocate resources in optimal way. Systems Engineering Techniques will be used in various ways to identify problems and to measure potential improvements.