DE102019205085A1 - Self-monitoring of a function based on artificial intelligence - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Überwachen von ersten Eingangsdaten einer künstlichen Intelligenz-Funktion, welche eine Kernfunktionalität bereitstellt und mit einem Trainingsdatensatz trainiert wurde, mittels einer Überwachungsfunktion, welche eine Rekonstruktionsfunktion, welche mit dem Trainingsdatensatz trainiert wurde, aufweist, wobei die künstliche Intelligenz-Funktion und die Überwachungsfunktion jeweils gleiche erste Eingangsdaten erhalten, wobei die Rekonstruktionsfunktion die ersten Eingangsdaten auf kondensierte Eingangsdaten, welche eine geringere Dimension als die ersten Eingangsdaten aufweisen, abbildet und aus den kondensierten Eingangsdaten zweite Eingangsdaten rekonstruiert und wobei die Überwachungsfunktion einen Rekonstruktionsfehler zwischen den ersten Eingangsdaten und den zweiten Eingangsdaten ermittelt.Method for monitoring first input data of an artificial intelligence function, which provides a core functionality and was trained with a training data set, by means of a monitoring function, which has a reconstruction function, which was trained with the training data set, the artificial intelligence function and the monitoring function respectively receive the same first input data, the reconstruction function mapping the first input data to condensed input data, which have a smaller dimension than the first input data, and reconstructing second input data from the condensed input data, and the monitoring function determining a reconstruction error between the first input data and the second input data.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selbstüberwachung einer auf künstlicher Intelligenz basierenden Funktion.The present invention relates to a method for self-monitoring of a function based on artificial intelligence.
Zur Gefahrenminderung im Straßenverkehr sind Assistenzsysteme bekannt, die Umgebungsinformationen mittels Kameras und anderer Sensoren aufnehmen und darin andere Fahrzeuge erkennen. Beispielsweise zeigt die
Derartige Assistenzsysteme beruhen typischerweise auf einer künstlichen Intelligenz-Funktion, die mit einem Trainingsdatensatz trainiert wurde. Während der Anwendung kann sich hieraus das Problem ergeben, dass ein Assistenzsystem mit einer Fahrsituation konfrontiert ist, auf die es nicht trainiert wurde.Such assistance systems are typically based on an artificial intelligence function that has been trained with a training data set. During use, the problem can arise from this that an assistance system is confronted with a driving situation for which it has not been trained.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Selbstüberwachung einer künstlichen Intelligenz-Funktion, die Anwendungssituationen, auf die sie nicht trainiert wurde, erkennt, bereitzustellen.Against this background, the invention is based on the object of providing self-monitoring of an artificial intelligence function that recognizes application situations for which it has not been trained.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Überwachen von Eingangsdaten einer künstlichen Intelligenz-Funktion mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method for monitoring input data of an artificial intelligence function with the features of claim 1.
Demgemäß ist vorgesehen:
- - ein Verfahren zum Überwachen von ersten Eingangsdaten einer künstlichen Intelligenz-Funktion, welche eine Kernfunktionalität bereitstellt und mit einem Trainingsdatensatz trainiert wurde, mittels einer Überwachungsfunktion, welche eine Rekonstruktionsfunktion, welche mit dem Trainingsdatensatz trainiert wurde, aufweist, wobei die künstliche Intelligenz-Funktion und die Überwachungsfunktion jeweils gleiche erste Eingangsdaten erhalten, wobei die Rekonstruktionsfunktion die ersten Eingangsdaten auf kondensierte Eingangsdaten, welche eine geringere Dimension als die ersten Eingangsdaten aufweisen, abbildet und aus den kondensierten Eingangsdaten zweite Eingangsdaten rekonstruiert und wobei die Überwachungsfunktion einen Rekonstruktionsfehler zwischen den ersten Eingangsdaten und den zweiten Eingangsdaten ermittelt.
- - A method for monitoring first input data of an artificial intelligence function, which provides a core functionality and was trained with a training data set, by means of a monitoring function, which has a reconstruction function, which was trained with the training data set, the artificial intelligence function and the Monitoring function each receive the same first input data, the reconstruction function mapping the first input data to condensed input data, which have a smaller dimension than the first input data, and reconstructing second input data from the condensed input data, and the monitoring function a reconstruction error between the first input data and the second input data determined.
Fahrzeuge im Sinne dieser Patentanmeldung sind Land-, Luft und/oder Wasserfahrzeuge.Vehicles within the meaning of this patent application are land, air and / or water vehicles.
Eine künstliche Intelligenz-Funktion beruht auf künstlicher Intelligenz und ist beispielsweise ein künstliches neuronales Netzwerk. Ein künstliches neuronales Netzwerk ist ein intelligenter Algorithmus. Intelligenter Algorithmus bedeutet, dass der Algorithmus Mittel der künstlichen Intelligenz, im Englischen als artificial intelligence, abgekürzt AI, bezeichnet umfasst.An artificial intelligence function is based on artificial intelligence and is, for example, an artificial neural network. An artificial neural network is an intelligent algorithm. Intelligent algorithm means that the algorithm includes means of artificial intelligence, in English as artificial intelligence, abbreviated to AI.
Das künstliche neuronale Netzwerk wird auf einer elektronischen Schaltung ausgeführt und ist am Vorbild des neuronalen Netzwerks des menschlichen Gehirns programmiert. Funktionseinheiten eines künstlichen neuronalen Netzwerks sind künstliche Neuronen, deren Output sich im Allgemeinen als Wert einer Aktivierungsfunktion ausgewertet über eine gewichtete Summe der Inputs plus einem systematischen Fehler, dem sogenannten Bias, ergibt. Durch Testen von mehreren vorbestimmten Inputs, auch Soll-Trainingsdaten genannt, mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren und/oder Aktivierungsfunktionen werden künstliche neuronale Netzwerke, ähnlich dem menschlichen Gehirn, trainiert. Soll-Trainingsdaten sind positive Trainingsdaten, mit denen das künstliche neuronale Netzwerk wahre Informationen lernt. Soll-Trainingsdaten sind mit der Bedeutung der Information gelabelt, das heißt gekennzeichnet, damit das künstliche neuronale Netzwerk eine Information semantisch erfassen kann. Das Training mit (nicht) gekennzeichneten Trainingsdaten nennt man (un)supervised learning.The artificial neural network is implemented on an electronic circuit and is programmed based on the model of the neural network of the human brain. Functional units of an artificial neural network are artificial neurons whose output is generally evaluated as the value of an activation function using a weighted sum of the inputs plus a systematic error, the so-called bias. Artificial neural networks, similar to the human brain, are trained by testing several predetermined inputs, also called target training data, with various weighting factors and / or activation functions. Target training data are positive training data with which the artificial neural network learns true information. Target training data are labeled with the meaning of the information, that is, marked so that the artificial neural network can semantically capture information. Training with (un) marked training data is called (un) supervised learning.
Das Trainieren eines künstlichen neuronalen Netzwerks mit Hilfe von Soll-Trainingsdaten, wird maschinelles Lernen genannt. Eine Teilmenge des maschinellen Lernens ist das tiefgehende Lernen, das sogenannte Deep Learning, bei dem eine Reihe hierarchischer Schichten von Neuronen, sogenannten Hidden Layers, genutzt wird, um den Prozess des maschinellen Lernens durchzuführen. Ein künstliches neuronales Netzwerk mit mehreren Hidden Layers ist ein Deep Neural Network.The training of an artificial neural network with the help of target training data is called machine learning. A subset of machine learning is deep learning, so-called deep learning, in which a number of hierarchical layers of neurons, so-called hidden layers, are used to carry out the process of machine learning. An artificial neural network with several hidden layers is a deep neural network.
In der Trainingsphase werden mit Gewichtungsfaktoren Verbindungen zwischen Neuronen bewertet. Vorwärtsspeisen, im Englischen als forward propagation bezeichnet, bedeutet, dass eine Information in die Eingangsschicht des künstlichen neuronalen Netzwerks eingespeist wird, die folgenden Schichten durchläuft und in der Ausgabeschicht ausgegeben wird. Rückwärtsspeisen, im Englischen als backward propagation bezeichnet, bedeutet, dass eine Information in die Ausgabeschicht eingegeben wird und in der Eingangsschicht ausgegeben wird. Durch sukzessives Rückwärtsspeisen des Fehlers aus der Ausgabeschicht in die jeweils vorherige Schicht bis hin zur Eingangsschicht werden die Fehler der jeweiligen Schichten erhalten. Die Fehler sind eine Funktion der Gewichtungsfaktoren. Durch Minimierung des Fehlers in der Trainingsphase werden damit die Gewichtungsfaktoren geändert. Dadurch wird bei erneutem Einspeisen eine Annäherung an die gewünschte Ausgabe erreicht. Die Rückwärtsspeisung ist ausführlich in Michael A. Nielsen, Neural Networks and Deep Learning, Determination Press, 2015, beschrieben.In the training phase, connections between neurons are assessed using weighting factors. Forward feeding, referred to as forward propagation, means that information is fed into the input layer of the artificial neural network, passes through the following layers and is output in the output layer. Reverse feeding, referred to in English as backward propagation, means that information is input into the output layer and output in the input layer. By successively feeding back the error from the output layer into the respective previous layer up to the input layer, the errors of the respective layers are preserved. The errors are a function of the weighting factors. By minimizing the error in the training phase, the weighting factors are changed. As a result, when the power is fed in again, the desired output is approached. The reverse feed is detailed in Michael A. Nielsen, Neural Networks and Deep Learning, Determination Press, 2015.
Ein trainiertes künstliches neuronales Netzwerk zeichnet sich durch zweckgerichtetes Reagieren auf neue Informationen aus.A trained artificial neural network is characterized by a purposeful reaction to new information.
Beispiele künstlicher neuronaler Netzwerke sind konvolutionale oder rekurrente neuronale Netzwerke. Konvolutionale künstliche neuronale Netzwerke zeichnen sich durch eine zwei-oder dreidimensionale Anordnung von Neuronen und geteilte Gewichtungsfaktoren aus und werden insbesondere für Bilderkennung, bei der der Input ein Graubild oder ein Bild in einem dreidimensionalen Farbraum und damit eine zwei-oder dreidimensionale Matrix ist, eingesetzt. Ein rekurrentes, auch rückgekoppeltes, neuronales Netzwerk ist ein Netzwerk, das sich durch Verbindungen von Neuronen einer Schicht zu Neuronen derselben oder einer vorangegangenen Schicht auszeichnet. Praktische Anwendungen finden künstliche rekurrente neuronale Netzwerke allgemein bei Problemstellungen, die das Verarbeiten von Sequenzen erfordern. Beispiel dafür sind Schrifterkennung, Spracherkennung und Maschinenübersetzung. Examples of artificial neural networks are convolutional or recurrent neural networks. Convolutional artificial neural networks are characterized by a two- or three-dimensional arrangement of neurons and divided weighting factors and are used in particular for image recognition in which the input is a gray image or an image in a three-dimensional color space and thus a two- or three-dimensional matrix. A recurrent, also feedback, neural network is a network that is characterized by connections between neurons in one layer and neurons in the same or a previous layer. Artificial recurrent neural networks are generally used for problems that require the processing of sequences. Examples are handwriting recognition, speech recognition, and machine translation.
Eingangsdaten sind beispielsweise Sensordaten, die eine künstliche Intelligenz-Funktion mittels einer Schnittstelle von Sensoren erhält.Input data are, for example, sensor data that an artificial intelligence function receives by means of an interface from sensors.
Diese Patentanmeldung unterscheidet zwischen einer Kernfunktion, beispielsweise die Steuerung eines Fahrzeugs, eine Umfelderfassung oder eine Trajektorienplanung, und einer Überwachungsfunktion, mittels welcher die Kernfunktion überwacht wird. Sowohl die Kernfunktion als auch die Überwachungsfunktion beruhen auf künstlicher Intelligenz.This patent application distinguishes between a core function, for example the control of a vehicle, environment detection or trajectory planning, and a monitoring function by means of which the core function is monitored. Both the core function and the monitoring function are based on artificial intelligence.
Eine Rekonstruktionsfunktion ist auf die Erkennung von Strukturen in Eingangsdaten trainiert. Die Rekonstruktionsfunktion ist eingerichtet, Eingangsdaten (erste Eingangsdaten) aufgrund deren Struktur zu kondensieren, also die Dimension der Eingangsdaten zu reduzieren, und aus den kondensierten Daten Eingangsdaten zu rekonstruieren (zweite Eingangsdaten), die den ursprünglichen Eingangsdaten (erste Eingangsdaten) möglichst ähnlich sind. Ein Beispiel für eine Rekonstruktionsfunktion ist ein Autoencoder. Ein Autoencoder ist ein künstliches neuronales Netz, das dazu genutzt wird, effiziente Codierungen zu lernen. Das Ziel eines Autoencoders ist es, eine komprimierte Repräsentation (Encoding) für einen Satz Daten zu lernen und somit auch wesentliche Merkmale zu extrahieren. Dadurch kann er zur Dimensionsreduktion genutzt werden.A reconstruction function is trained to recognize structures in input data. The reconstruction function is set up to condense input data (first input data) based on their structure, i.e. to reduce the dimension of the input data, and to reconstruct input data from the condensed data (second input data) that are as similar as possible to the original input data (first input data). An example of a reconstruction function is an auto-encoder. An autoencoder is an artificial neural network that is used to learn efficient coding. The aim of an autoencoder is to learn a compressed representation (encoding) for a set of data and thus also to extract essential features. This means that it can be used to reduce dimensions.
Da die ursprünglichen Eingangsdaten (erste Eingangsdaten) und die rekonstruierten Eingangsdaten (zweite Eingangsdaten) typischerweise nicht identisch sind, kommt es bei der Rekonstruktion der Daten zu einem Rekonstruktionsfehler.Since the original input data (first input data) and the reconstructed input data (second input data) are typically not identical, a reconstruction error occurs when the data is reconstructed.
Geclusterte Daten sind Daten, die anhand bestimmter Eigenschaften gruppiert sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in einem Datencluster ein oder mehrere Parameter ein bestimmtes Intervall durchlaufen.Clustered data is data that is grouped based on certain properties. For example, it can be provided that one or more parameters in a data cluster run through a specific interval.
Ein empirisches (p-)Quantil, auch kurz einfach nur Quantil genannt, ist ein Begriff aus der Statistik und eine Kennzahl einer Stichprobe. Vereinfacht teilt ein empirisches p-Quantil die Stichprobe so, dass ein Anteil der Stichprobe von p kleiner als das empirische p-Quantil ist und ein Anteil von 1-p der Stichprobe größer als das empirische p-Quantil ist.An empirical (p) quantile, also simply called a quantile for short, is a term from statistics and a key figure for a sample. In simplified terms, an empirical p-quantile divides the sample in such a way that a portion of the sample of p is smaller than the empirical p-quantile and a portion of 1-p of the sample is greater than the empirical p-quantile.
In dieser Patentanmeldung wird unter zusätzlichen Sicherheitsvorkehrungen beispielsweise die Reduktion einer Geschwindigkeit oder eine Warnung an einen Kraftfahrzeugführer verstanden.In this patent application, additional safety precautions are understood to mean, for example, the reduction of a speed or a warning to a motor vehicle driver.
Eine Schnittstelle ist eine Einrichtung zwischen wenigstens zwei Funktionseinheiten, an der ein Austausch von logischen Größen, zum Beispiel Daten, oder physikalischen Größen, zum Beispiel elektrischen Signalen, erfolgt, entweder nur unidirektional oder bidirektional. Der Austausch kann analog oder digital erfolgen. Der Austausch kann ferner drahtgebunden oder drahtlos erfolgen.An interface is a device between at least two functional units at which an exchange of logical quantities, for example data, or physical quantities, for example electrical signals, takes place, either only unidirectionally or bidirectionally. The exchange can be analog or digital. The exchange can also take place in a wired or wireless manner.
Ein zentraler Datenspeicher ist beispielsweise eine Cloud, das heißt ein Speicherplatz, der als Dienstleistung über das Internet bereitgestellt wird.A central data store is, for example, a cloud, i.e. a storage space that is provided as a service via the Internet.
Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfahren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt. Vorzugsweise umfasst das Computerprogramm eine Architektur eines künstlichen neuronalen Netzwerks.Computer program products generally comprise a sequence of instructions which, when the program is loaded, cause the hardware to carry out a specific method that leads to a specific result. The computer program preferably comprises an architecture of an artificial neural network.
Kern der Erfindung ist es, mittels einer Rekonstruktionsfunktion die Ähnlichkeit von aktuellen Eingangsdaten zu ursprünglichen Trainingsdaten zu beurteilen. Die Rekonstruktionsfunktion ist darauf trainiert, aus ersten Trainingsdaten möglichst ähnliche zweite Trainingsdaten zu rekonstruieren. Dementsprechend ist die Rekonstruktionsfunktion geeignet, auch aus anderen Daten, die den Trainingsdaten ähnlich sind, ähnliche Daten zu rekonstruieren. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass wenn die rekonstruierten (zweiten) Eingangsdaten unähnlich zu den ersten Eingangsdaten sind, auch die ersten Eingangsdaten unähnlich zu den ersten Trainingsdaten sind.The core of the invention is to assess the similarity of current input data to original training data by means of a reconstruction function. The reconstruction function is trained to reconstruct second training data that is as similar as possible from first training data. The reconstruction function is accordingly suitable for reconstructing similar data from other data that are similar to the training data. Conversely, this means that if the reconstructed (second) input data are dissimilar to the first input data, the first input data are also dissimilar to the first training data.
Sind die ersten Eingangsdaten unähnlich zu den ersten Trainingsdaten, lässt sich folgern, dass ein Anwendungsfall vorliegt, für den die künstliche Intelligenz-Funktion nicht konzipiert wurde.If the first input data are dissimilar to the first training data, it can be concluded that there is a use case for which the artificial intelligence function was not designed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Advantageous refinements and developments result from the further subclaims and from the description with reference to the figures of the drawing.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird detektiert, dass die künstliche Intelligenz-Funktion ungeeignet ist, die ersten Eingangsdaten zu verarbeiten, wenn der Rekonstruktionsfehler einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Dies ist beispielsweise für sicherheitskritische Funktionalitäten vorteilhaft, da sich somit gewährleisten lässt, dass die künstliche Intelligenz-Funktion den Anwendungsbereich, für den sie konzipiert bzw. trainiert wurde, nicht unbemerkt verlässt.According to a preferred development of the invention, it is detected that the artificial intelligence function is unsuitable for processing the first input data when the reconstruction error exceeds a predetermined threshold value. This is advantageous for safety-critical functionalities, for example, since it can thus be ensured that the artificial intelligence function does not leave the application area for which it was designed or trained unnoticed.
Dabei kann es zweckmäßig sein, die künstliche Intelligenz-Funktion zu beenden und/oder zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, wenn der Rekonstruktionsfehler den vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Somit lässt sich verhindern, dass die künstliche Intelligenz-Funktion Eingangsdaten verarbeitet, für welche sie nicht trainiert wurde. Bei sicherheitskritischen Anwendungen ist das Verarbeiten von Eingangsdaten mit einer künstlichen Intelligenz-Funktion, für die die Funktion nicht trainiert wurde, ein Sicherheitsrisiko, da die künstliche Intelligenz-Funktion mit dem Anwendungsfall dann nicht mehr vertraut ist.It can be useful to terminate the artificial intelligence function and / or to take additional safety precautions if the reconstruction error exceeds the predetermined threshold value. This prevents the artificial intelligence function from processing input data for which it was not trained. In security-critical applications, the processing of input data with an artificial intelligence function for which the function has not been trained is a security risk, since the artificial intelligence function is then no longer familiar with the application.
Zudem können sich auch andere, beispielsweise wirtschaftliche Gründe ergeben, ein Anwendungsspektrum einer künstlichen Intelligenz-Funktion zu begrenzen.In addition, there may also be other reasons, for example economic reasons, to limit the range of applications of an artificial intelligence function.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die kondensierten Eingangsdaten als geclusterte Eingangsdaten ausgebildet. Somit lassen sich die geclusterten Eingangsdaten zusätzlich mit geclusterten Trainingsdaten vergleichen. Beispielsweise kann sich im Rahmen des Vergleichs ergeben, dass der Rekonstruktionsfehler dem Abstand der ersten Eingangsdaten zum nächstgelegenen Trainingsdatencluster entspricht.According to a preferred development of the invention, the condensed input data are designed as clustered input data. This means that the clustered input data can also be compared with clustered training data. For example, the comparison can reveal that the reconstruction error corresponds to the distance between the first input data and the closest training data cluster.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird für den Trainingsdatensatz mit ersten Trainingsdaten ein Rekonstruktionsfehler ermittelt, indem die Rekonstruktionsfunktion die ersten Trainingsdaten auf kondensierte Trainingsdaten abbildet und aus den kondensierten Trainingsdaten zweite Trainingsdaten rekonstruiert. Dabei ist vorgesehen, dass zwischen den ersten Trainingsdaten und denzweiten Trainingsdaten ein Rekonstruktionsfehler ermittelt wird, wobei der Rekonstruktionsfehler der Eingangsdaten anhand des Rekonstruktionsfehlers der Trainingsdaten beurteilt wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Rekonstruktionsfunktion als Autoencoder ausgebildet. Es versteht sich, dass auch andere Funktionen, die auf künstliche Intelligenz zurückgreifen, zur Rekonstruktion von Eingangsdaten geeignet sind. Typischerweise sind derartige Rekonstruktionsfunktionen mittels unüberwachten Trainingsmethoden (unsupervised learning) trainiert.According to a preferred development of the invention, a reconstruction error is determined for the training data set with first training data in that the reconstruction function maps the first training data onto condensed training data and reconstructs second training data from the condensed training data. It is provided that a reconstruction error is determined between the first training data and the second training data, the reconstruction error of the input data being assessed on the basis of the reconstruction error of the training data. According to a preferred development of the invention, the reconstruction function is designed as an auto-encoder. It goes without saying that other functions that rely on artificial intelligence are also suitable for reconstructing input data. Typically, such reconstruction functions are trained using unsupervised training methods (unsupervised learning).
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die künstliche Intelligenzfunktion und insbesondere die Rekonstruktionsfunktion mittels der ersten Trainingsdaten trainiert, wenn der Rekonstruktionsfehler der Eingangsdaten den vorbestimmten Schwellwert überschreitet. In diesem Fall wurde also von dem Verfahren detektiert, dass die künstliche Intelligenz-Funktion auf Eingangsdaten angewendet wird, für die sie ursprünglich nicht konzipiert wurde. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, einen Trainingsdatensatz um diese Eingangsdaten zu erweitern, sodass die künstliche Intelligenz-Funktion künftig auf diese Eingangsdaten anwendbar ist.According to a preferred development of the invention, the artificial intelligence function and in particular the reconstruction function are trained using the first training data when the reconstruction error in the input data exceeds the predetermined threshold value. In this case, the method detected that the artificial intelligence function was being applied to input data for which it was not originally designed. In this case, it can be advantageous to add these input data to a training data set so that the artificial intelligence function can be applied to this input data in the future.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Schwellwert des Rekonstruktionsfehlers der Eingangsdaten aufgrund eines Quantils der Verteilung der Rekonstruktionsfehler der Trainingsdaten festgelegt. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass eine Verteilung der Rekonstruktionsfehler der Trainingsdaten ermittelt wird und ein zulässiger Rekonstruktionsfehler der Eingangsdaten anhand eines Quantils der Verteilung der Rekonstruktionsfehler der Trainingsdaten festgelegt wird.According to a preferred development of the invention, the threshold value of the reconstruction error in the input data is determined based on a quantile of the distribution of the reconstruction errors in the training data. Accordingly, it can be provided that a distribution of the reconstruction errors in the training data is determined and a permissible reconstruction error in the input data is determined on the basis of a quantile of the distribution of the reconstruction errors in the training data.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Schwellwert des Rekonstruktionsfehlers der Eingangsdaten aufgrund eines Vielfachen des größten Rekonstruktionsfehlers der Trainingsdaten festgelegt. Dementsprechend kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein größter zulässiger Rekonstruktionsfehler der Eingangsdaten das 1,5-fache des größten Rekonstruktionsfehlers der Trainingsdaten beträgt.According to a preferred development of the invention, the threshold value of the reconstruction error in the input data is established on the basis of a multiple of the largest reconstruction error in the training data. Accordingly, it can be provided, for example, that a largest permissible reconstruction error in the input data is 1.5 times the largest reconstruction error in the training data.
Es versteht sich, dass eine Auswerteeinheit zum Überwachen von Eingangsdaten, welche eingerichtet ist, das Verfahren wie es vorstehend beschrieben wurde, durchzuführen, mit einer Schnittstelle, die mit wenigstens einem Sensor verbindbar ist, um die Eingangsdaten zu empfangen, einer Kernfunktionseinheit, welche eingerichtet ist, die künstliche Intelligenz-Funktion auszuführen, und mit einer Überwachungseinheit, welche eingerichtet ist, die Überwachungsfunktion auszuführen, vorteilhaft ist.It goes without saying that an evaluation unit for monitoring input data, which is set up to carry out the method as described above, has an interface that can be connected to at least one sensor in order to receive the input data, a core function unit which is set up to carry out the artificial intelligence function, and with a monitoring unit which is set up to carry out the monitoring function, is advantageous.
Ferner sind Zentralsysteme zum Generieren von Trainingsdaten, welche mit einer Vielzahl von Auswerteeinheiten wie sie vorstehend beschrieben wurden, verbindbar sind, und einen zentralen Datenspeicher sowie eine Schnittstelle zwischen der Vielzahl von Auswerteeinheiten und dem zentralen Datenspeicher aufweisen, wobei Eingangsdaten von einer Auswerteeinheit der Vielzahl von Auswerteeinheiten an das Zentralsystem übermittelt werden und in dem zentralen Datenspeicher gespeichert werden, wenn die Auswerteeinheit während der Durchführung des Verfahrens wie es vorstehend beschrieben wurde, einen Rekonstruktionsfehler der Eingangsdaten, welcher den vorbestimmten Schwellwert überschreitet, ermittelt und wobei das Zentralsystem eingerichtet ist, aus den auf dem zentralen Datenspeicher gespeicherten Eingangsdaten Trainingsdaten zu generieren, vorteilhaft.In addition, there are central systems for generating training data, which can be connected to a large number of evaluation units as described above, and a central data memory and an interface between the Have a plurality of evaluation units and the central data memory, input data being transmitted from one evaluation unit of the plurality of evaluation units to the central system and stored in the central data memory if the evaluation unit has a reconstruction error in the input data while the method is being carried out as described above, which exceeds the predetermined threshold value is determined and the central system is set up to generate training data from the input data stored in the central data memory, advantageously.
Somit lassen sich Eingangsdaten, für die eine künstliche Intelligenz-Funktion nicht konzipiert wurde, einer Vielzahl von Auswerteeinheiten als Trainingsdaten bereitstellen. Somit lässt sich das Anwendungsspektrum einer künstlichen Intelligenz-Funktion auch noch während des Einsatzzeitraums, d. h., nachdem eine entsprechende Software auf einen Computer aufgespielt wurde, erweitern.In this way, input data for which an artificial intelligence function was not designed can be made available to a large number of evaluation units as training data. Thus, the range of applications of an artificial intelligence function can still be used during the period of use, i.e. i.e. after the appropriate software has been installed on a computer.
Es versteht sich, dass Fahrzeuge mit einer Auswerteeinheit, wie sie vorstehend beschrieben wurde, vorteilhaft sind.It goes without saying that vehicles with an evaluation unit as described above are advantageous.
Das Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung führt die Schritte eines Verfahrens gemäß der vorangehenden Beschreibung aus, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer, insbesondere einem fahrzeuginternen Computer, läuft. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt einen Effekt hervor, nämlich das Überwachen einer künstlichen Intelligenz-Funktion.The computer program product according to an embodiment of the invention carries out the steps of a method according to the preceding description when the computer program product runs on a computer, in particular a computer internal to the vehicle. When the program in question is used on a computer, the computer program product produces an effect, namely the monitoring of an artificial intelligence function.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung; -
3 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a schematic block diagram of an embodiment of the invention; -
2 a schematic block diagram of an embodiment of the invention; -
3 a schematic block diagram of an embodiment of the invention.
Das Blockdiagramm zeigt ferner eine Anwendungsphase
Der Erfindung liegt die Annahme zugrunde, dass kondensierte Eingangsdaten
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 33
- TrainingsphaseTraining phase
- 55
- AnwendungsphaseApplication phase
- 1212
- TrainingsdatensatzTraining data set
- 1414th
- künstliche Intelligenz-Funktionartificial intelligence function
- 1515th
- ÜberwachungsfunktionMonitoring function
- 1616
- RekonstruktionsfunktionReconstruction function
- 1818th
- erste Eingangsdatenfirst input data
- 2020th
- kondensierte Eingangsdatencondensed input data
- 2222nd
- zweite Eingangsdatensecond input data
- 2424
- RekonstruktionsfehlerReconstruction error
- 3030th
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 3232
- Schnittstelleinterface
- 3434
- Sensorsensor
- 4040
- zentraler Datenspeichercentral data storage
- 4242
- ZentralsystemCentral system
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102017210266 A1 [0002]DE 102017210266 A1 [0002]
Claims (13)
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DE102020203819A1 (en) | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for operating an at least partially automated vehicle and vehicle |
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-
2020
- 2020-03-20 WO PCT/EP2020/057827 patent/WO2020207763A1/en active Application Filing
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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