DE102014003973A1 - Method for determining a route - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrstrecke zur Durchführung von Erprobungsfahrten zur Eignungsprüfung für Fahrerassistenzsysteme von Fahrzeugen. Erfindungsgemäß werden in einem Ausschnitt einer digitalen Karte (2) Streckenabschnitte identifiziert und durch Vergabe einer Kennzahl bewertet, wobei die Kennzahl eine Exposition eines Fahrzeuges gegenüber Umgebungseinflüssen auf dem jeweiligen Streckenabschnitt darstellt, und aus einer vorgegebenen Menge von Streckenabschnitten wird mittels eines Optimierungsalgorithmus eine in Bezug auf vorgegebene Bedingungen und Kennzahlen optimale Fahrstrecke (1) zur Erprobung ermittelt.The invention relates to a method for determining a route for carrying out test drives to test the suitability of driver assistance systems in vehicles. According to the invention, route sections are identified in a section of a digital map (2) and evaluated by assigning a code number, the code number representing an exposure of a vehicle to environmental influences on the respective route section, and from a predetermined set of route sections, an optimization algorithm is used to generate a reference number predetermined conditions and key figures optimal route (1) determined for testing.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrstrecke zur Durchführung von Erprobungsfahrten zur Eignungsprüfung für Fahrerassistenzsysteme von Fahrzeugen.The invention relates to a method for determining a route for carrying out test drives for suitability testing for driver assistance systems of vehicles.
Eine Planung einer Fahrstreckenerprobung für Fahrerassistenzsysteme erfolgt heutzutage weitestgehend erfahrungsbasiert und ohne eine quantitative Beurteilung eines tatsächlich erreichten Absicherungsgrades einer Erprobung. Generelle Planungsansätze lassen sich nicht auf eine Behandlung komplexer Fahrerassistenzsysteme anwenden.A planning of a route test for driver assistance systems takes place today largely based on experience and without a quantitative assessment of an actually achieved degree of protection of a test. General planning approaches can not be applied to the treatment of complex driver assistance systems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Ermittlung einer Fahrstrecke zur Durchführung von Erprobungsfahrten zur Eignungsprüfung für Fahrerassistenzsysteme von Fahrzeugen anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method for determining a route for carrying out test drives for suitability testing for driver assistance systems of vehicles.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung einer Fahrstrecke zur Durchführung von Erprobungsfahrten zur Eignungsprüfung für Fahrerassistenzsysteme von Fahrzeugen sieht vor, dass in einem Ausschnitt einer digitalen Karte Streckenabschnitte identifiziert und durch Vergabe einer Kennzahl bewertet werden, wobei die Kennzahl eine Exposition eines Fahrzeuges gegenüber Umgebungseinflüssen auf dem jeweiligen Streckenabschnitt darstellt, und dass aus einer vorgegebenen Menge von Streckenabschnitten mittels eines Optimierungsalgorithmus eine in Bezug auf vorgegebene Bedingungen und Kennzahlen optimale Fahrstrecke zur Erprobung ermittelt wird.A method according to the invention for determining a driving route for carrying out test drives for suitability testing for driver assistance systems of vehicles provides that track sections are identified in a section of a digital map and evaluated by awarding an identification number, wherein the characteristic number is an exposure of a vehicle to environmental influences on the respective route section represents, and that from a predetermined amount of sections by means of an optimization algorithm with respect to predetermined conditions and ratios optimal route for testing is determined.
Mittels des Verfahrens wird eine für die Erprobung des jeweiligen Fahrerassistenzsystems optimale Fahrstrecke ermittelt, wodurch eine effiziente Erprobung des Fahrerassistenzsystems, insbesondere mit einer verringerten Anzahl von Erprobungsträgern und einer verringerten Fahrtzeit, möglich ist. Dadurch können vergleichsweise kostengünstige Erprobungsfahrten durchgeführt werden.By means of the method, an optimum route for testing the respective driver assistance system is determined, as a result of which an efficient testing of the driver assistance system, in particular with a reduced number of test vehicles and a reduced travel time, is possible. As a result, comparatively cost-effective test drives can be carried out.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Für eine Prüfung einer Einsatztauglichkeit von Fahrerassistenzsystemen für Fahrzeuge sind üblicherweise aufwändige und kostenintensive Erprobungsfahrten erforderlich.Extensive and costly test drives are usually required to test the usability of driver assistance systems for vehicles.
Um die Kosten zur Erprobung von Fahrerassistenzsystemen zu verringern und das jeweilige Fahrerassistenzsystem effizient zu erproben, ist vorgesehen, eine optimale Fahrstrecke
Dazu werden in einer ebenfalls in
Zur Bewertung der Streckenabschnitte wird dem jeweiligen Streckenabschnitt eine Kennzahl zugeordnet, welche aus Messdaten bereits durchgeführter Erprobungsfahrten abgeleitet wurden. For the evaluation of the sections, a characteristic number is assigned to the respective section of the route, which was derived from measurement data of previously performed test drives.
Dabei stellt die Kennzahl ein Maß dafür dar, wie hoch ein Fahrzeug auf dem jeweiligen Streckenabschnitt gegenüber testrelevanten Umgebungseinflüssen exponiert ist. Mittels der jeweiligen Kennzahl wird anhand eines Optimierungsverfahrens eine Fahrstrecke als Erprobungsstrecke gesucht, auf welcher bei möglichst geringer Fahrtzeit, d. h. Fahrdauer, eine möglichst hohe Exposition gegenüber den Umgebungseinflüssen erzielt wird. Erprobungsfahrten zur Erprobung des entsprechenden Fahrerassistenzsystems werden dann auf der somit ermittelten Fahrstrecke durchgeführt.The characteristic number represents a measure of how high a vehicle is exposed to test-relevant environmental influences on the respective route section. By means of the respective characteristic number, a route is searched for as a test route on the basis of an optimization method, on which, if the journey time is as short as possible, that is H. Driving time, the highest possible exposure to environmental influences is achieved. Test drives for testing the corresponding driver assistance system are then carried out on the route thus determined.
Das Verfahren zur Ermittlung einer optimalen Fahrstrecke zur Erprobung von Fahrerassistenzsystemen wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The method for determining an optimal route for testing driver assistance systems is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment.
In einem ersten Verfahrensschritt werden zu beobachtende Ereignisse vorgegeben. Diese vorzugebenden Ereignisse spiegeln dabei Situationen, insbesondere Fahrsituationen, wider, welche Funktionen des zu erprobenden Fahrerassistenzsystems auslösen. Mit anderen Worten werden Ereignisse vorgegeben, die das zu erprobende Fahrerassistenzsystem herausfordern. Zudem werden Ereignisse vorgegeben, in denen ein Falscheingriff folgenschwer wäre, aus denen Erkenntnisse für Verbesserungen des Fahrerassistenzsystems gewonnen werden können und welche die Spezifikationen des Fahrerassistenzsystems abbilden.In a first process step, events to be observed are specified. These events to be specified thereby reflect situations, in particular driving situations, which trigger functions of the driver assistance system to be tested. In other words, events are predefined that challenge the driver assistance system to be tested. In addition, events are predefined in which a fake operation would have serious consequences, from which findings for improvements to the driver assistance system can be obtained and which map the specifications of the driver assistance system.
Die Ereignisse umfassen dabei vom Fahrerassistenzsystem stammende Ereignisse, wie beispielsweise Kollisionswarnungen, Schwellwertüberschreitungen und/oder Verfügbarkeitswarnungen, vom Umfeld stammende Ereignisse, wie beispielsweise Kreuzungsdurchfahrten, Brückendurchfahrten, Reißverschlussfahrten, Kreisverkehrdurchfahrten und/oder Fahrten bei Gegenlicht, und/oder vom Fahrer initiierte Ereignisse, wie z. B. Überholmanöver, Spurwechsel, Abbiegevorgänge und/oder vergleichsweise starke Bremsungen.The events include events originating from the driver assistance system, such as collision warnings, threshold overruns and / or availability warnings, environmental events, such as intersections, bridge passages, zipper rides, roundabouts and / or backlit rides, and / or events initiated by the rider, e.g. , As overtaking maneuvers, lane changes, turning operations and / or comparatively strong braking.
Ein zweiter Verfahrensschritt sieht vor, dass Testdimensionen der Erprobungsfahrt definiert werden.A second process step stipulates that test dimensions of the test drive are defined.
Dabei sind unter Testdimensionen umgebungs- und/oder fahrverhaltenspezifische Merkmale einer Fahrsituation an einem bestimmten Ort zu verstehen, die eine Auftrittshäufigkeit P der vorgegebenen Ereignisse beeinflussen können. Die Testdimensionen umfassen beispielsweise die Merkmale Straßenklasse, Spuranzahl, Verkehrsdichte, Tageszeit, Witterung, Abstand, Fahrgeschwindigkeit und/oder Überholvermögen.Under test dimensions, environmental and / or driving behavior-specific features of a driving situation at a specific location are to be understood, which can influence a frequency of occurrence P of the predefined events. The test dimensions include, for example, the characteristics road class, number of lanes, traffic density, time of day, weather, distance, driving speed and / or overtaking ability.
Die Testdimensionen definieren einen n-dimensionalen Erprobungsraum, in dem die Ereignisse abgebildet werden, wobei n die Anzahl der Testdimensionen darstellt.The test dimensions define an n-dimensional trial space in which the events are mapped, where n represents the number of test dimensions.
In einer mittels der x-Achse und der y-Achse aufgespannten Ebene sind Punkte
In einem dritten Verfahrensschritt wird ermittelt, auf welche Testdimension bei Durchführung der Erprobungsfahrten ein Fokus gelegt werden sollte. In dem dritten Verfahrensschritt werden also die fokusfähigen Dimensionen bestimmt.In a third process step, it is determined which test dimension should be focused on when carrying out the test drives. In the third method step, therefore, the focusable dimensions are determined.
Dazu wird anhand der bei früheren Erprobungsfahrten ermittelten Messdaten ein Zusammenhang zwischen der Auftrittshäufigkeit P eines Ereignisses und den Testdimensionen des Erprobungsraumes E1 ermittelt und hieraus wird ein Kontingenzkoeffizient bestimmt. Der Kontingenzkoeffizient beschreibt dabei den Zusammenhang zwischen den Ereignissen und der jeweiligen Testdimension.For this purpose, a correlation between the frequency of occurrence P of an event and the test dimensions of the test space E1 is determined on the basis of the measured data determined on earlier test drives and from this a contingency coefficient is determined. The contingency coefficient describes the relationship between the events and the respective test dimension.
In
Über der x-Achse variiert die mittels Balken dargestellte Auftrittshäufigkeit P der Ereignisse stärker als über der y-Achse. D. h., dass der Kontingenzkoeffizient in Bezug auf die mittels der x-Achse dargestellte Testdimension und den Ereignissen größer ist als der Kontingenzkoeffizient in Bezug auf die mittels der y-Achse dargestellte Testdimension und deren Ereignissen.Above the x-axis, the occurrence frequency P of the events represented by bars varies more than over the y-axis. That is, the contingency coefficient with respect to the test dimension and events represented by the x-axis is greater than the contingency coefficient with respect to the test dimension and its events represented by the y-axis.
Somit ist die x-Achse eine fokusfähige Testdimension, da es für das Verfahren ausreichend ist, wenn vergleichsweise wenige Werte der x-Achse bei einer Erprobungsfahrt abgedeckt werden, um dennoch eine hohe Auftrittshäufigkeit P von Ereignissen zu erzielen. Thus, the x-axis is a focus-capable test dimension, since it is sufficient for the method to cover comparatively few x-axis values in a trial run to still achieve a high occurrence frequency P of events.
Dementsprechend ist die y-Achse keine fokusfähige Testdimension, da es nicht ausreichend ist, sich auf die verhältnismäßig wenigen Werte der y-Achse zu fokussieren, weil dadurch auch nur eine geringe Auftrittshäufigkeit P und keine Verdichtung von Ereignissen erzielt werden würde.Accordingly, the y-axis is not a focusable test dimension, as it is not sufficient to focus on the relatively few values of the y-axis, because only a low occurrence frequency P and no compression of events would be achieved.
Von den n-definierten Testdimensionen, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es zwei definierte Testdimensionen, werden im weiteren Verfahren nur fokusfähige Testdimensionen, ähnlich der Testdimension bezogen auf die x-Achse, berücksichtigt.Of the n-defined test dimensions, in the present exemplary embodiment, there are two defined test dimensions, in the further method only focusable test dimensions, similar to the test dimension with respect to the x-axis, are taken into account.
Anhand der bei früheren Erprobungsfahrten ermittelten Messdaten wird die Ereignisdichte eines Ereignisses, z. B. das Ereignis der Kollisionswarnung, für die verschiedenen Kombinationen der fokusfähigen Testdimensionen, beispielsweise der Testdimensionen Straßenklasse, Tunnel und Kurvigkeit, prognostiziert.On the basis of the measurement data determined on earlier test drives, the event density of an event, e.g. For example, the collision warning event is predicted for the various combinations of focus test dimensions, such as the road, tunnel, and curvature test dimensions.
In einem anschließenden vierten Verfahrensschritt wird ein Ausschnitt einer digitalen Karte
Alle in dem Ausschnitt enthaltenen Streckenabschnitte, die auch als Straßenlinks, d. h. Verbindungsstrecken zwischen zwei Stützpunkten bezeichnet werden, werden wie oben beschrieben, bewertet. Dazu wird den Streckenabschnitten jeweils eine Kennzahl als Attribut zugeordnet, wobei die Kennzahl die Exposition des Fahrzeuges gegenüber den Umgebungseinflüssen im jeweiligen Streckenabschnitt repräsentiert.All sections included in the clipping, also called street links, d. H. Connections between two interpolation points are evaluated as described above. For this purpose, a characteristic number is assigned to the route sections as an attribute, wherein the code represents the exposure of the vehicle to the environmental influences in the respective route section.
Unter Exposition wird die Summe aller Umgebungseinflüsse, die auf das Fahrzeug einwirken, verstanden.Exposure is the sum of all environmental influences that affect the vehicle.
Die Exposition wird wie folgt berechnet: mit
- Krit:
- Kritikalität
- P:
- Auftrittshäufigkeit
- b:
- Planbaustein
- t:
- Ereignistyp
- Krit:
- criticality
- P:
- frequency of occurrence
- b:
- chart block
- t:
- event type
Die Kritikalität wird nach einer Bewertung der Wichtigkeit oder Bedeutung des Ereignisses für die Erprobung des Fahrerassistenzsystems, insbesondere als Faktor zur Skalierung, oder auch als Erkenntnispotential festgelegt.The criticality is determined after an assessment of the importance or significance of the event for the testing of the driver assistance system, in particular as a factor for scaling, or as a potential for knowledge.
Die Auftrittshäufigkeit P leitet sich von Messdaten, also einer Historie, z. B. Ereignisse pro Stunde, ab und ist abhängig vom Ereignistyp t und dem Planbaustein b.The frequency of occurrence P is derived from measurement data, ie a history, z. Events per hour, and depends on the event type t and the planning module b.
Der Planbaustein b setzt sich aus einem Ort, also dem Streckenabschnitt und einer Zeit, beispielsweise Tages und Jahreszeit, zusammen und bildet somit ein (Streckenabschnitt, Zeit)-Tupel. Da Planbaustein b noch abstrakter zu sehen ist, ist es ein (Streckenabschnitt, Zeit, Fahrweise)-Tupel.The planning module b is composed of a location, that is to say the route section and a time, for example day and season, and thus forms a (route section, time) tuple. Since Planbaustein b is even more abstract, it is a (distance, time, driving) tuple.
Die Berechnung der Exposition erfolgt auf der Grundlage der bei früheren Erprobungsfahrten ermittelten Messdaten. Das Ergebnis ist ein in
Ausgehend von einer Menge vorgegebener Startrouten wird in einem fünften Verfahrensschritt mittels eines Optimierungsalgorithmus eine hinsichtlich einer von einer Fahrdauer abhängigen Kosten und eines Nutzens in Form der Expositionen optimale Fahrstrecke
Als Optimierungsalgorithmus wird insbesondere ein sogenanntes genetisches Verfahren verwendet. Ein solches Verfahren ist auch unter dem Begriff evolutionärer Algorithmus bekannt.As an optimization algorithm, in particular a so-called genetic method is used. Such a method is also known by the term evolutionary algorithm.
Die Menge der vorgegebenen Startrouten repräsentiert die anfängliche Population von Routen. Aus diesen wird im Rahmen des evolutionären Algorithmus durch Mutation und Kreuzung eine erweiterte Population von Routen gebildet.The set of default starting routes represents the initial population of routes. From these, an extended population of routes is formed by mutation and crossing within the evolutionary algorithm.
Mittels der Mutation wird dabei ein Umweg in eine Route eingeführt und durch die Kreuzung werden zwei sich überlappende Routen rekombiniert. Den Routen wird jeweils ein Fitnessfaktor zugeordnet, der einen Nutzen-Kosten-Faktor, d. h. einen Quotienten aus Gesamtexposition auf der Route zu Gesamtfahrdauer auf der Route, repräsentiert.By means of the mutation, a detour is introduced into a route and through the intersection two overlapping routes are recombined. The routes are each assigned a fitness factor that has a benefit cost factor, i. H. a quotient of total exposure on the route to total travel time on the route, represented.
Dadurch ermittelte Routen mit geringem Fitnessfaktor werden verworfen. Ebenso werden Routen verworfen, die vorgegebene Randbedingungen nicht erfüllen.As a result, routes determined with a low fitness factor are discarded. Similarly, routes are discarded that do not meet predetermined boundary conditions.
Als Randbedingung kann beispielsweise vorgegeben werden, dass bestimmte Streckenabschnitte ausgeschlossen werden, dass bestimmte Zwischenrouten auf den Streckenabschnitten enthalten sein sollen, dass eine Länge des jeweiligen Streckenabschnittes in einem vorgegebenen Bereich liegen sollte und/oder dass ein Startpunkt einem Zielpunkt entspricht.By way of example, as a boundary condition, it may be specified that certain route sections are excluded, that certain intermediate routes should be included on the route sections, that a length of the respective route section should be within a predetermined range, and / or that a starting point correspond to a destination point.
Die verbleibenden nicht ausgeschlossen Streckenabschnitte als Routen repräsentieren eine neue Population von Routen als Streckenabschnitte, mit denen die oben beschriebenen Verfahrensschritte wiederholt werden. Dabei werden die Verfahrensschritte so oft wiederholt bis ein Ergebnis mit den vorgegebenen Bedingungen übereinstimmt, also konvergiert.The remaining non-excluded route sections as routes represent a new population of routes as route sections with which the method steps described above are repeated. The process steps are repeated until a result agrees with the given conditions, ie converges.
Die somit mittels des evolutionären Algorithmus aufgefundene Route, d. h. aufgefundene Erprobungsstrecke, stellt eine optimale Fahrstrecke
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- optimale Fahrstreckeoptimal driving route
- 22
- digitale Kartedigital map
- 33
- Punkt (Ereignis)Point (event)
- E1E1
- Erprobungsraumtesting room
- E2E2
- weiterer Erprobungsraumanother test room
- GG
- Graphgraph
- PP
- Auftrittshäufigkeitfrequency of occurrence
Claims (4)
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DE201410003973 DE102014003973A1 (en) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | Method for determining a route |
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2014
- 2014-03-20 DE DE201410003973 patent/DE102014003973A1/en not_active Withdrawn
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