Die Validierung der Funktionalität ist bis heute immer ein unlösbares Problem für die Entwicklung von automatisierten Fahrsystemen (ADS). Die Simulation-basierten Testverfahren (beispielsweise X-in-the-Loop-Test) mit Sensormodellen werden heutzutage von den meisten Akteuren der Automobilindustrie als eine wirtschaftlich machbare Lösung für die Validierung von ADS entwickelt und berücksichtigt. Um jedoch die Realität und die Gültigkeit der Testergebnisse sicherzustellen, sollten die Sensor-Leistungsfähigkeiten und die Fahrumgebung realistisch modelliert werden. Die Realität stellt eine Herausforderung für die Modellierungstechnologie dar. In dieser Dissertation wurde ein neuartiges Gray-Box-Verfahren zur Modellierung der aktiven Kfz-Umfeldsensoren beschrieben, das über weder die Effizienznachteile der White-Box-Verfahren noch die Realitätsnachteile von Black-Box-Verfahren verfügt.

Nach einer Darstellung der Grundprobleme in der Modellierung wird ein Framework für die Gray-Box-Modellierung in der Dissertation vorgestellt. Gemäß diesem Framework sollte das zu entwickelnde Sensormodell aus den folgenden Teilen bestehen: Sensor-Performance-Modell, Wellen-ausbreitungsmodell und Umgebungsmodell. Zur Modellierung der Sensor-Performance wird eine neuartige Modellierungsmethode, das so genannte Cell-Volume-Konzept (CVC), entwickelt. Drei Arten von Varianten dieser Methode werden vorgestellt und verglichen. Nach einer Analyse der Vor- und Nachteile der Varianten wird die sogenannte Vektorprojektionsvariante für die Modellierung eines Radars ausgewählt und beispielhaft implementiert. Basierend auf dem Vektorprojektionsvariante wird ein Wellenausbreitungsmodell entwickelt, das die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen vom Sensor in die Atmosphäre simuliert. Die möglichen physikalischen Phänomene während der Wellenausbreitung werden analysiert und selektiv modelliert bezüglich der Modellierungsnotwendigkeit. Das Antennendiagramm wird ebenfalls als Teil des Wellenausbreitungsmodells modelliert. Um Simulationseffizienz zu gewährleisten, wird darüber hinaus eine ergodische Methode entwickelt und eingeführt. Als eines der wichtigsten Elemente des Umgebungsmodells wird ein Modell zur Darstellung der Reflektivität (bzw. Reflektivitätsverteilung) verschiedener Fahrzeuge unter verschiedenen Aspektwinkeln entwickelt und eingeführt. Dieses Modell spielt eine wesentliche Rolle bei der Berechnung der Leistung von Wellen. Die Modellierung der Reflektivitätsverteilung ist besonders für die Simulation der Detektion und Messung im Nahbereich von Bedeutung.

Schließlich wird das entwickelte Sensormodell durch den Vergleich von Simulationsergebnissen mit realen Sensorausgängen verifiziert werden. Durch einige Verifikationstests wird es demonstriert, dass das entwickelte Sensormodell die Fähigkeit hat, Sensor-Leistungsfähigkeiten dynamisch und effizient darzustellen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das entwickelte Sensormodell in dieser Dissertation für die Modellierung von Radarsensoren geeignet ist. Die Simulationseffizienz und -treue können gleichzeitig sichergestellt werden. Um die Anwendungsmöglichkeiten dieses Sensormodells bei der Modellierung der anderen Typen von aktiven Umfeldsensoren zu finden, werden einige Diskussionen und Vorschläge gegeben.