DE102022103909A1 - DATA STRUCTURE FOR TESTING AUTONOMOUS VEHICLES - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenstruktur (100) zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge (200), mit einem ersten Codeabschnitt (101-1) mit hierarchisch strukturierten Textdaten, in dem die Daten eines Testfalls für das Kraftfahrzeug (200) hinterlegt sind; und einem zweiten Codeabschnitt (101-2) mit hierarchisch strukturierten Textdaten, in dem die Daten eines Testszenarios für das Kraftfahrzeug (200) hinterlegt sind.The present invention relates to a data structure (100) for testing autonomously driving motor vehicles (200), having a first code section (101-1) with hierarchically structured text data, in which the data of a test case for the motor vehicle (200) are stored; and a second code section (101-2) with hierarchically structured text data, in which the data of a test scenario for the motor vehicle (200) are stored.
Description
Die Erfindung betrifft eine Datenstruktur zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge, ein Verfahren zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge und ein Testsystem zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge.The invention relates to a data structure for testing autonomously driving motor vehicles, a method for testing autonomously driving motor vehicles and a test system for testing autonomously driving motor vehicles.
Die Druckschrift
Es ist die technische Aufgabe der Erfindung, eine Datenstruktur zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge mit geringem Aufwand auf verschiedenen Kraftfahrzeugen oder Prüfständen oder in Simulationen universell einsetzen oder wiederverwenden zu können. Zudem soll eine Erzeugung und Ausführung von Testfällen automatisiert erfolgen können.It is the technical object of the invention to be able to universally use or reuse a data structure for testing autonomously driving motor vehicles with little effort on different motor vehicles or test benches or in simulations. In addition, it should be possible to generate and execute test cases automatically.
Die erfindungsgemäße Datenstruktur zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge umfasst einen ersten Codeabschnitt mit hierarchisch strukturierten Textdaten, in dem die Daten eines Testfalls für das Kraftfahrzeug hinterlegt sind; und einen zweiten Codeabschnitt mit hierarchisch strukturierten Textdaten, in dem die Daten eines Testszenarios für das Kraftfahrzeug hinterlegt sind. Die Datenstruktur bildet einen lauffähigen Testfall für automatisierte Fahrfunktionen einschließlich eines Testszenarios und umfasst ggf. weitere Daten. Die Daten des Testfalls für das Kraftfahrzeug und des Testszenarios für das Kraftfahrzeugs können auch verteilt in jeweils mehreren Codeabschnitten in der Datenstruktur vorliegen. Durch die Datenstruktur wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein Kraftfahrzeugtest vollständig spezifiziert ist und mehrere Male auf der gleichen oder einer wechselnden Testinfrastruktur ausgeführt werden kann.The data structure according to the invention for testing autonomously driving motor vehicles comprises a first code section with hierarchically structured text data, in which the data of a test case for the motor vehicle are stored; and a second code section with hierarchically structured text data, in which the data of a test scenario for the motor vehicle are stored. The data structure forms an executable test case for automated driving functions including a test scenario and may include additional data. The data of the test case for the motor vehicle and of the test scenario for the motor vehicle can also be distributed in a plurality of code sections in the data structure. The data structure achieves the technical advantage, for example, that a motor vehicle test is fully specified and can be carried out several times on the same or a changing test infrastructure.
In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform der Datenstruktur umfassen die Daten des Testfalls Informationen über Vorbedingungen des Tests, Testschritte, Nachbedingungen des Tests, Parameteranpassungen und/oder erwartete Testergebnisse. Die Daten des Testfalls können auch Testfallattribute umfassen, wie beispielsweise eine ID, einen Namen, zugehörige Anforderungen, und/oder ausführende Testumgebungen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Testfall genau spezifiziert wird.In a technically advantageous embodiment of the data structure, the data of the test case includes information about preconditions of the test, test steps, postconditions of the test, parameter adjustments and/or expected test results. The test case data may also include test case attributes, such as an ID, name, associated requirements, and/or executing test environment. This achieves the technical advantage, for example, that the test case is precisely specified.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Datenstruktur umfassen die Daten des Testszenarios Informationen über eine Straßenbeschaffenheit, über eine Verkehrsinfrastruktur, über zeitliche Änderungen der Straßenbeschaffenheit oder Verkehrsinfrastruktur, über bewegliche Objekte, über Umweltbedingungen, über digitale Informationen und/oder über ein erwartetes kinematisches Verhalten. Zur Beschreibung von Testszenarios können Formate oder Sprachen verwendet werden, wie beispielsweise OpenSCENARIO. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Testszenario genau spezifiziert wird.In a further technically advantageous embodiment of the data structure, the data of the test scenario includes information about a road condition, about a traffic infrastructure, about changes in the road condition or traffic infrastructure over time, about moving objects, about environmental conditions, about digital information and/or about an expected kinematic behavior. Formats or languages such as OpenSCENARIO can be used to describe test scenarios. This achieves the technical advantage, for example, that the test scenario is precisely specified.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Datenstruktur ist der erste und/oder der zweite Codeabschnitt mittels eines Links oder einer Verknüpfung in die Datenstruktur eingebettet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Größe der Datenstruktur verringert und sich die jeweiligen Codeabschnitte einfach verwenden lassen.In a further technically advantageous embodiment of the data structure, the first and/or the second code section is embedded in the data structure by means of a link. This achieves the technical advantage, for example, that the size of the data structure is reduced and the respective code sections can be used easily.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Datenstruktur liegt der erste Codeabschnitt und/oder der zweite Codeabschnitt in XML-Format vor. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Auszeichnungssprache mit einem strukturierten Format verwendet wird.In a further technically advantageous embodiment of the data structure, the first code section and/or the second code section is in XML format. This achieves the technical advantage, for example, that a markup language with a structured format is used.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge umfasst den Schritt eines Importierens der Datenstruktur in ein Testsystem zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge. Durch das Verfahren wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass dieses auf einer Vielzahl unterschiedlicher Testsysteme ausgeführt werden kann, wie beispielsweise auf unterschiedlichen Prüfständen oder in unterschiedlichen Simulationsumgebungen.The method according to the invention for testing autonomously driving motor vehicles comprises the step of importing the data structure into a test system for testing autonomously driving motor vehicles. The method achieves the technical advantage, for example, that it can be carried out on a large number of different test systems, for example on different test benches or in different simulation environments.
In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Codeabschnitt und/oder der zweite Codeabschnitt auf Basis eines Definitionsschemas überprüft. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Testfall fehlerfrei ausgeführt werden kann.In a technically advantageous embodiment of the method, the first code section and/or the second code section is checked on the basis of a definition scheme. This achieves the technical advantage, for example, that the test case can be executed without errors.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Codeabschnitt und/oder zweite Codeabschnitt in die Datenstruktur importiert. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Erzeugung der Datenstruktur vereinfacht.In a further technically advantageous embodiment of the method, the first code section and/or second code section is imported into the data structure. This achieves the technical advantage, for example, that the generation of the data structure is simplified.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Codeabschnitt automatisch durch einen Testerzeuger erzeugt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Vielzahl von Testfällen auf einfache Weise erzeugt werden kann.In a further technically advantageous embodiment of the method, the first code section is generated automatically by a test generator. This achieves the technical advantage, for example, that a large number of test cases can be generated in a simple manner.
Das erfindungsgemäße Testsystem zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge umfasst ein Computerprogramm zum Verarbeiten der Datenstruktur. Das Computerprogramm umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren auszuführen. Durch das Computerprogramm werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Verfahren erreicht.The test system according to the invention for testing autonomously driving motor vehicles includes a computer program for processing the data structure. The computer program includes instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method. The computer program achieves the same technical advantages as the method.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht von Testverfahren; -
2 eine Abbildung von Szenarioinformationen auf ein Testfallformat; -
3 eine Abbildung weiterer Daten des Testfalls; -
4 einen Zusammenhang zwischen einzelnen Komponenten; und -
5 eine schematische Darstellung der Datenstruktur in einer Testfall-Datei.
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1 a schematic view of test methods; -
2 a mapping of scenario information to a test case format; -
3 an illustration of further data of the test case; -
4 a connection between individual components; and -
5 a schematic representation of the data structure in a test case file.
Die Tests können in unterschiedlichen Umgebungen durchgeführt werden, die sich in einem Realitätsgrad unterscheiden. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 200 zunächst in einer reinen Simulationsumgebung getestet werden, bei der erfasst wird, wie das Kraftfahrzeug in einer Fahrsituation reagieren würde. Hierzu können in der Simulationsumgebung bestimmte, im Test definierte Szenarien für das Kraftfahrzeug simuliert werden, um zu erkennen, wie das Kraftfahrzeug in der simulierten Umgebung reagieren würde. Mit zunehmendem Entwicklungsgrad werden die Tests jedoch immer realistischer, so dass sich diese immer mehr einem Einsatz in der Realität annähern, wie beispielsweise auf einer Teststrecke oder im Alltagseinsatz.The tests can be carried out in different environments that differ in a degree of reality. For example,
Allerdings sind derzeitige Testformate und Sprachen, die eine konkrete Testsituation beschreiben hochgradig projektspezifisch und proprietär, so dass eine Automation und Wiederverwendung dieser Testformate in unterschiedlichen Testumgebungen nicht möglich sind. Eine universelle Datenstruktur zur Beschreibung von Testfällen kann diese Probleme überwinden, sollte jedoch unterschiedliche Testumgebungsanforderungen berücksichtigen.However, current test formats and languages that describe a concrete test situation are highly project-specific and proprietary, so that automation and reuse of these test formats in different test environments are not possible. A universal data structure for describing test cases can overcome these problems, but should take into account different test environment requirements.
Dieses technische Problem kann durch eine textdatenbasierte Datenstruktur zum Testen autonom fahrender Kraftfahrzeuge 200 gelöst werden. Die Datenstruktur 100 umfasst hierarchisch strukturierte Textdaten, wie beispielsweise im XML-Format. Die Datenstruktur 100 umfasst Codeabschnitte, in denen die Daten eines Testfalls für das Kraftfahrzeug 200 hinterlegt sind und Codeabschnitte, in denen die Daten eines Testszenarios für das Kraftfahrzeug 200 hinterlegt sind. Durch die textdatenbasierte Datenstruktur kann der beschriebene Testfall in einer Vielzahl unterschiedlicher technischer Umgebungen ausgeführt werden.This technical problem can be solved by a text data-based data structure for testing autonomously driving
Ein Testszenario ist eine abstrakte und generelle Beschreibung einer zeitlichen und räumlichen Verkehrssituation mit einem hypothetischen Ergebnis ohne Spezifikation der Daten eines Testfalls. Daher können für jedes Testszenario unterschiedliche Testfälle konstruiert werden. So kann beispielsweise in ein- und derselben Testszenario (Verkehrssituation) in einem ersten Testfall die Soll-Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs 200 getestet und in einem zweiten Testfall die Mensch-Maschine-Interaktion eines Kraftfahrzeugs 200 getestet werden. Die Testschritte und Bestehenskriterien sind zusätzlich in den Daten des konkreten Testfalls abgebildet. Die Datenstruktur verbindet die Daten des Verkehrsszenarios mit den Daten des jeweiligen Testfalls.A test scenario is an abstract and general description of a temporal and spatial traffic situation with a hypothetical result without specification of the data of a test case. Therefore, different test cases can be constructed for each test scenario. For example, in one and the same test scenario (traffic situation), the target speed of a
Der Testfall wird ebenfalls in einer Auszeichnungssprache beschrieben und umfasst Informationen über eine Initialisierung des Systems und Testumgebung, über Parameter, einen Link zum Testszenario, über Aktionen, über ein erwartetes internes Verhalten und über Prüfungen (KPI, bestanden/nicht-bestanden, Endkriterien). Durch den Link zum Testszenario entsteht eine textbasierter und hierarchisch gegliederte Datenstruktur, die die Daten des Testfalls mit den Daten des Testszenarios verbindet. Die Daten des Testszenarios können durch eine Vielzahl von Codeabschnitten an unterschiedlichen Stellen in der Datenstruktur abgelegt sein. Die Integration der Daten des Testszenarios in die Datenstruktur mit den Daten des Testfalls wird durch ein entsprechendes Mapping erreicht.The test case is also described in a markup language and includes information about an initialization of the system and test environment, parameters, a link to the test scenario, actions, expected internal behavior and checks (KPI, pass/fail, end criteria). The link to the test scenario creates a text-based and hierarchically structured data structure that connects the test case data with the test scenario data. The data of the test scenario can be stored in different places in the data structure by means of a large number of code sections. The integration of the test scenario data into the data structure with the test case data is achieved by appropriate mapping.
Die Daten des Testszenarios können interne Systemzustände ersetzen, wenn beispielsweise ein Sensor eine bestimmte physikalische Eigenschaft misst, kann diese dadurch ersetzt werden, dass sich ein Fahrzeug vor dem Kraftfahrzeug 200 befindet. Daneben ist die Szenarioinformation für eine Beurteilung der Sicherheit der Sollfunktion (SOTIF - Safety Of The Intended Functionality) erforderlich. Um eine Redundanz zu vermeiden und eine Automatisierung und verfolgbare Testfälle zu ermöglichen, sollten die Testfälle Szenariodaten, z.B. im ASAM OpenSCENARIO Format, integrieren.The test scenario data can replace internal system states, for example if a sensor measures a certain physical property, this can be replaced by a vehicle being in front of
Die Daten aus den Systemanforderungen, dem Szenario, der Teststrategie und den Testumgebungsanforderungen werden mittels des Mappings an unterschiedlichen Stellen in der Datenstruktur des Testfalls abgebildet.The data from the system requirements, the scenario, the test strategy and the test environment requirements are mapped to different places in the data structure of the test case.
Jeder dieser Testfälle wird in einer separaten Datenstruktur 100 (Testfall-XML) gespeichert. Die Gültigkeit dieser Datenstruktur kann anhand eines Definitionsschemas überprüft werden, das durch ein Testfallformat (XSD-Modell) definiert wird. Über eine Werkzeugschnittstelle wird der Testfall einem Testsystem 300 zugeführt, das zum Testen des Kraftfahrzeugs dient. Das Testsystem 300 ist beispielsweise eine Ausführungsplattform, auf der der Test des Kraftfahrzeugs 200 durchgeführt wird.Each of these test cases is stored in a separate data structure 100 (test case XML). The validity of this data structure can be checked against a definition schema defined by a test case format (XSD model). The test case is fed via a tool interface to a
Das Testsystem 300 umfasst einen Computer mit Prozessor und digitalen Arbeitsspeicher, der in der Lage ist, ein Computerproramm zum Verarbeiten einer Datenstruktur 100 auszuführen. Durch den Prozessor des Computers wird die Datenstruktur 100 verarbeitet und die durch die Datenstruktur 100 festgelegte Testsituation erzeugt. Daten, die während dem Test des Kraftfahrzeugs 200 gewonnen werden, können in dem Arbeitsspeicher abgelegt werden.The
In einem Verfahren zum Testen eines autonom fahrender Kraftfahrzeuge 200, wird die ausführbare Testfall-Datei mit der Datenstruktur 100 in ein Testsystem 300 zum Testen des Kraftfahrzeugs 200 importiert. Zuvor können die Codeabschnitte 101-1; 101-2 der Testfall-Datei auf Basis eines Definitionsschemas 103 überprüft werden, das durch die Testfallformat-Datei (XSD-Datei) definiert wird.In a method for testing an autonomously driving
Die Datenstruktur 100 erzeugt ein Testbeschreibungsformat für ein szenariobasiertes Testen in ADAS/AD. Dies schließt die Definition einer Informationsstruktur unter Verwendung einer XML-Schema-Datei ein. Die Datenstruktur 100 kombiniert die Einhaltung von Teststandardanforderungen, z.B. aus ISO29119 und die Integration szenariobasierter Testanforderungen in Bezug auf eine Integration eines Fahrszenarios und eine Parametervariation innerhalb des Testfalles. Das Format der Datenstruktur 100 ist maschinenlesbar und werkzeugunabhängig und kann für ein simulationsbasiertes reales Testen verwendet werden. Die Datenstruktur erlaubt einen Austausch oder eine Wiederverwendung von Testfällen und eine Automatisierung einer Testfallerzeugung und Ausführung. Zudem können aus der Datenstruktur 100 Fahranweisungen für einen Testfahrer generiert werden.The
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.All of the features explained and shown in connection with individual embodiments of the invention can be provided in different combinations in the object according to the invention in order to realize their advantageous effects at the same time.
Alle Verfahrensschritte können durch Vorrichtungen implementiert werden, die zum Ausführen des jeweiligen Verfahrensschrittes geeignet sind. Alle Funktionen, die von gegenständlichen Merkmalen ausgeführt werden, können ein Verfahrensschritt eines Verfahrens sein.All method steps can be implemented by devices that are suitable for carrying out the respective method step. All functions performed by physical features can be a method step of a method.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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