WO2020015967A1 - Driver assistance system - Google Patents

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WO2020015967A1
WO2020015967A1 PCT/EP2019/067002 EP2019067002W WO2020015967A1 WO 2020015967 A1 WO2020015967 A1 WO 2020015967A1 EP 2019067002 W EP2019067002 W EP 2019067002W WO 2020015967 A1 WO2020015967 A1 WO 2020015967A1
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WO
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signal
reaction
trailer
neural network
noise
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/067002
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andrea Loi
Lucas Hanson
Julian Fieres
Florian Ade
Anja Petrich
Debora Lovison
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60DVEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/58Auxiliary devices
    • B60D1/62Auxiliary devices involving supply lines, electric circuits, or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60DVEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/24Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions
    • B60D1/28Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions for preventing unwanted disengagement, e.g. safety appliances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14Adaptive cruise control
    • B60W30/143Speed control
    • B60W30/146Speed limiting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/12Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer, and a training system for a vehicle control system for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer.
  • the invention is based on the object of specifying a method by means of which faulty couplings between a towing vehicle and a trailer can be detected.
  • this object is achieved by a method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer with the features of claim 1 and / or by a training system for a vehicle control system for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer with the features of Claim 10 solved.
  • noise as a noise signal that occurs at a coupling during the journey of a trailer from the towing vehicle and the trailer, in particular when the trailer is unloaded, by means of a microphone of the trailer; Detecting noises characteristic of a faulty coupling; Determining a reaction to the detected characteristic noise by means of a computing unit of the team; such as
  • a training system for a vehicle control for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer, with at least one interface in order to receive training data, each of which has an audio signal and a target reaction signal, an evaluation unit, which an artificial neural network forms and is set up to feed the artificial neural network forward with training data in order to determine actual reaction signals, and a changed topology of the artificial neural network, in particular weights, by feeding back the desired reaction signals in the artificial neural network.
  • the topology is set up to be stored in the vehicle control system for detecting faulty couplings between a train vehicle and a trailer.
  • a trailer is a non-motorized part of a team.
  • trailers, caravans, car trailers and the like are trailers.
  • the term coupling refers to the connection of a towing vehicle to a trailer. Couplings that are not completely closed and / or secured are faulty.
  • Characteristic noises of a faulty coupling are, for example, rattling noises of insufficiently secured bolts or rubbing noises of the coupling parts which arise due to atypical frictional contact of the coupling parts. Vibrations that arise due to insufficiently secured components can also cause characteristic noises.
  • Characteristic noises of a faulty coupling are influenced, among other things, by the loading condition, for example “unloaded”, “half-loaded”, “fully loaded” and the like. Characteristic noises are also influenced by signs of wear on the coupling parts.
  • a microphone is a sound transducer that converts airborne sound as sound pressure fluctuations into corresponding electrical voltage changes as a microphone signal.
  • a camera is a photographic apparatus that can record static or moving images on a photographic film or electronically on a magnetic video tape or digital storage medium or transmit them via an interface.
  • Warning signals are perceptible to the driver of a vehicle and increase or focus their attention. Warning signals can be optical, acoustic or haptic signals.
  • An interface is a device between at least two functional units on 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 be wired or wireless.
  • a controller is an electronic module for control or regulation. Controls are used in the automotive sector in all conceivable electronic areas, as well as for the control of machines, systems and other technical processes.
  • a reaction to a characteristic noise of a faulty coupling is, for example, a warning signal to a driver or a brake signal for braking the team.
  • Devices for executing the signals are reaction units.
  • a computing unit is a device that processes incoming information and outputs a result resulting from this processing.
  • Electronic circuits such as central processor units or graphics processors are computing units.
  • a gyroscope is a rotating, symmetrical gyroscope that rotates in a movable bearing.
  • the warehouse can e.g. be a gimbal or a frame in the form of a cage. Due to the conservation of angular momentum, the gyro exhibits a high level of persistence with respect to changes in position in space. If the speed of rotation between the gyroscope and the cage is measured, it is called a gyrometer. Gyroscopes are e.g. used as navigation instruments and for active position control.
  • Computer program products generally comprise a sequence of instructions, by means of which the hardware, when the program is loaded, is caused to carry out a specific procedure which leads to a specific result.
  • An artificial neural network (KNN, English artificial neural network - ANN) is in particular a network of networked artificial neurons simulated in a computer program.
  • the artificial neurons are typically arranged on different layers.
  • the artificial neural network usually comprises an input layer and an output layer, the neuron output of which is the only one of the artificial neural network becomes visible. Layers lying between the input layer and the output layer are typically referred to as hidden layers.
  • an architecture or topology of an artificial neural network is initially initiated and then trained in a training phase for a specific task or for several tasks in a training phase.
  • the training of the artificial neural network typically includes a change in the weight of a connection between two artificial neurons of the artificial neural network.
  • the weight contains information on the strength of the consideration of an input of a neuron.
  • the training of the artificial neural network can also include developing new connections between artificial neurons, deleting existing connections between artificial neurons, adapting threshold values of the artificial neurons and / or adding or deleting artificial neurons include.
  • An example of an artificial neural network is a flat artificial neural network (shallow neural network), which often contains only a single hidden layer between the input layer and the output layer and is therefore relatively easy to train.
  • a deep neural network which contains several nested, hidden layers of artificial neurons between the input layer and the output layer. The deep artificial neural network enables improved recognition of patterns and complex relationships
  • the artificial neural network can be a single or multilayer feedforward network or a recurrent network.
  • Feedforward networks have neurons that are fed exclusively forward, i.e. a neuron is fed exclusively by higher layers.
  • a recurrent network has bidirectionally connected neurons, ie a neuron is also fed to deeper layers. With a late Take the KNN run into account Information from a previous run, creating a memory.
  • a training system is a computing unit on which a KNN is trained.
  • training data are data pairs from input data that are to be processed by the KNN, and target result data that are to be determined by the KNN.
  • the KNN is adjusted on the basis of a comparison of the target result data with the result determined by the KNN, which results in a training effect.
  • the input data with which the KNN is fed in this application are noises or audio signals which encode noises.
  • the input data can contain contact noises from couplings.
  • An audio signal is an electrical signal that transports acoustic information.
  • the basic idea of the invention is to monitor the noise emissions of couplings between a towing vehicle and a trailer and to evaluate the noise emissions with regard to characteristic noises of a faulty coupling.
  • noises are recorded while a trailer is traveling when the trailer is in an unloaded state. This means that only the pure operating noises that arise from the trailer and the towing vehicle as a result of the combination driving. This makes it easier to identify a faulty coupling. Furthermore, it can be advantageous if for the detection of characteristic
  • Noise a loading condition is taken into account, i.e. that before
  • Detecting the characteristic noise a loading condition is determined.
  • the reaction is a warning signal to a driver of the towing vehicle and / or to other road users.
  • the driver of the towing vehicle can thus be informed of a potential danger from an insufficiently secured team.
  • other road users can be warned of possible existing rear-end collisions due to a detachable coupling, for example by means of a warning light.
  • the reaction is a brake signal for braking the team. This allows the team to be decelerated in a controlled manner. In this case, it is expedient if the trailer is not braked abruptly, since the trailer can be lost if it is incorrectly coupled to the towing vehicle.
  • the reaction is a reduced maximum speed of the team or the towing vehicle.
  • a driver can thus be promptly moved to check the coupling of the team.
  • the forces that act on the faulty coupling can thus be reduced.
  • the risk that a trailer with a faulty coupling is released from the towing vehicle can be reduced.
  • further sensor data relating to the movement of the team are recorded by means of further sensors, such as a gyroscope or an acceleration sensor, and these sensor data are used for plausibility checking and / or for improving the accuracy of the detected characteristic noises.
  • a coupling of the combination is also evaluated by means of a camera. The detected noise can thus be checked using image data. Furthermore, a cause of an incorrect coupling can thus be illustrated in a manner that is understandable for a driver.
  • the noise is recorded by means of a large number of microphones, in particular by a microphone array.
  • a microphone array comprises a large number of microphones, which are arranged in a grid-like manner.
  • the detected noise is broken down into several components. This means that extraneous noises that do not affect the coupling can be masked out.
  • driver assistance systems for a driver of a trailer for carrying out a method according to one of the preceding claims with a plurality of microphones for detecting noises as noise signals which occur during the journey of a trailer from the towing vehicle and the trailer at the coupling , a computing unit for evaluating the detected noise signals with regard to the detection of faulty couplings between a towing vehicle and a trailer and for determining a reaction to a detected characteristic noise, and with a reaction unit for carrying out a determined reaction on the basis of the detected characteristic device are beneficial.
  • the computer program product executes the steps of a method according to the preceding description if the computer program product runs on a computer, in particular an in-vehicle computer.
  • the computer program product produces an effect, namely the detection of faulty combinations of combinations that represent a potential danger to road traffic.
  • the target reaction signal of the training data has a warning signal which is directed to a driver.
  • the warning signal is designed as a haptic, optical or audio warning signal.
  • Haptic warning signals can, for example, vibrate signals with which objects with which a driver is in contact are acted upon. For example, a steering wheel or an area of a driver's seat can be subjected to a vibration signal.
  • the warning signal can be designed as an optical signal which is shown on a display, for example on a head-up display.
  • audio warning signals i.e. sounds, are also conceivable.
  • a method for training an artificial neural network of a driver assistance system is advantageous with the following steps: providing at least one pair of an audio signal and a target reaction signal; Feeding the artificial neural network forward with the at least one audio signal; Determining an actual reaction signal based on the forward feeding; Reverse feeding of the artificial neural network due to a difference between the actual reaction signal and the target reaction signal.
  • the computer program product executes the steps of a method according to the preceding description if the computer program product runs on a computer, in particular an in-vehicle computer. If the program in question is used on a computer, the computer program product produces an effect, namely machine learning or training a KNN for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer.
  • FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a training system 10 in accordance with an embodiment of the invention.
  • the training system 10 comprises an interface 12 and an evaluation unit 20 with a KNN 22.
  • the KNN 22 comprises several neurons, which are shown in simplified form in FIG. 1 with 108a-f.
  • the neurons 108a, b form an input layer 102
  • the neurons 108c, d, e form a hidden layer 104
  • the neuron 108f forms an output layer 106.
  • the neurons 108a, b of the input layer 102 are fed forward with an audio signal 16 via the interface 12.
  • the audio signal 16 is weighted in the neurons 108a, b of the input layer with initial weights. It can be provided be that the audio signal 16 is broken down into several signal components and the signal components are weighted. It can be provided that one or more functions are applied to the weighted input data.
  • the evaluation of the function forms the output value of a neuron 108a, b, which are transferred to the neurons 108c, d, e of the next lower layer, that is to say the hidden layer 104, as input values. It can be provided that the hidden layer 104 has a plurality of layers.
  • the input values passed to neurons 108c, d, e of the hidden layer are weighted and one or more functions are applied to the weighted input values.
  • the evaluation of the functions that is applied to the weighted input values form the output values of the neurons 108c, d, e.
  • These output values are transferred to the neurons of the output layer 106 as input values.
  • the neurons of the output layer 106 are exemplified as a neuron 108f.
  • Neuron 108f calculates an output value from the input values that were transferred from neurons 108c, d, e to hidden layer 104, weighting the input values and applying one or more functions to the weighted input values.
  • An actual reaction signal 24 can be derived from this output value. This process is also known as the forward feed of a KNN.
  • the actual reaction signal 24 is compared with the target reaction signal 18, which was transmitted to the evaluation unit 20 via the interface 12.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a method for training a KNN according to an embodiment of the invention. The method comprises steps S1-S4.
  • step S1 a signal pair consisting of an audio signal 16 and a desired reaction signal 18 is provided.
  • step S2 the KNN 22 is fed forward with the audio signal 16.
  • step S3 an actual reaction signal 24 is determined on the basis of the forward feed S2.
  • step S4 the artificial neural network 22 is fed backwards due to a difference between the actual reaction signal 24 and the target reaction signal 18.
  • a changed topology 26 of the KNN, in particular weights, is ascertained in order to improve the determination of actual reaction signals on the basis of the forward feeding.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer.
  • step St1 a noise that occurs at the coupling during the journey of a combination of the towing vehicle and the trailer is detected as a noise signal by means of a microphone.
  • step St2 a noise characteristic of a faulty coupling is detected.
  • step St3 a reaction to the detected characteristic noise is determined by means of a computing unit of the team.

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Abstract

The invention relates to a method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer, comprising the following steps: capturing (St1), as a noise signal, noises that occur near a coupling during the travel of a combination of the towing vehicle and the trailer; detecting (St2) noises characteristic of a faulty coupling by means of a microphone of the combination; determining (St3) a reaction to the detected characteristic noise by means of a computing unit of the combination.

Description

Fahrerassistenzsvstem  Fahrerassistenzsvstem
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren von fehlerhaften Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger sowie ein Trainings- system für eine Fahrzeugsteuerung zum Detektieren von fehlerhaften Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger. The present invention relates to a method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer, and a training system for a vehicle control system for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer.
TECHNISCHER HINTERGRUND TECHNICAL BACKGROUND
Fehlerhafte Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger verursa- chen oft Unfälle mit Sach- oder Personenschaden. Dies geht beispielsweise aus der Internetseite http://www. Verkehrs portal. de/board/index.php?showtopic=83542, die am Anmeldetag dieser Patentanmeldung abrufbar war, hervor. Faulty couplings between a towing vehicle and a trailer often cause accidents with property damage or personal injury. This is for example from the website http: // www. Traffic portal. de / board / index.php? showtopic = 83542, which was available on the filing date of this patent application.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren an- zugeben, mittels welchem fehlerhafte Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger detektiert werden können. Against this background, the invention is based on the object of specifying a method by means of which faulty couplings between a towing vehicle and a trailer can be detected.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Detektieren von feh- lerhaften Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Trainingssystem für eine Fahrzeugsteuerung zum Detektieren von fehlerhaften Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 ge- löst. According to the invention, this object is achieved by a method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer with the features of claim 1 and / or by a training system for a vehicle control system for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer with the features of Claim 10 solved.
Demgemäß ist vorgesehen: Accordingly, it is provided:
- Verfahren zum Detektieren von fehlerhaften Kopplungen zwischen einem Zug- fahrzeug und einem Anhänger mit den folgenden Schritten: Erfassen von Ge- rauschen als Geräuschsignal, die während der Fahrt eines Gespanns aus dem Zugfahrzeug und dem Anhänger, insbesondere in einem unbeladenem Zustand des Anhängers, an einer Kopplung auftreten, mittels eines Mikro- phons des Gespanns; Detektieren von für eine fehlerhafte Kopplung charakte- ristischen Geräuschen; Ermitteln einer Reaktion auf das detektierte charakte- ristische Geräusch mittels einer Recheneinheit des Gespanns; sowie - Method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer with the following steps: noise as a noise signal that occurs at a coupling during the journey of a trailer from the towing vehicle and the trailer, in particular when the trailer is unloaded, by means of a microphone of the trailer; Detecting noises characteristic of a faulty coupling; Determining a reaction to the detected characteristic noise by means of a computing unit of the team; such as
- ein Trainingssystem für eine Fahrzeugsteuerung zum Detektieren von fehler- haften Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, mit wenigstens einer Schnittstelle, um Trainingsdaten, welche jeweils ein Audio- signal und ein Soll-Reaktionssignal aufweisen, zu erhalten, einer Auswer- teeinheit, welche ein künstliches neuronales Netzwerk bildet und eingerichtet ist, das künstliche neuronale Netzwerk mit Trainingsdaten vorwärtszuspeisen, um Ist-Reaktionssignale zu ermitteln, und eine veränderte Topologie des künstlichen Neuronalen Netzwerks, insbesondere Gewichte, durch Rück- wärtsspeisen der Soll-Reaktionssignale in dem künstlichen neuronalen Netz- werk zu ermitteln, wobei die Topologie eingerichtet ist, in der Fahrzeugsteue- rung zum Detektieren von fehlerhaften Kopplungen zwischen einem Zugfahr- zeug und einem Anhänger gespeichert zu werden. a training system for a vehicle control for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer, with at least one interface in order to receive training data, each of which has an audio signal and a target reaction signal, an evaluation unit, which an artificial neural network forms and is set up to feed the artificial neural network forward with training data in order to determine actual reaction signals, and a changed topology of the artificial neural network, in particular weights, by feeding back the desired reaction signals in the artificial neural network. To determine plant, the topology is set up to be stored in the vehicle control system for detecting faulty couplings between a train vehicle and a trailer.
Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Patentanmeldung sind motorgetriebene Landfahr- zeuge. Motor vehicles in the sense of this patent application are motor-driven land vehicles.
Ein Zugfahrzeug ist ein ziehendes Fahrzeug in einem Gespann bzw. Hänger- oder Sattelzug. So ist bei einem T raktor mit Anhänger der T raktor das Zugfahrzeug. Wei- tere Beispiele sind LKW in einem Hängerzug, Sattelzugmaschinen in einem Sattel- zug, PKW in einem PKW-Gespann oder ein Fahrrad mit einem Fahrradanhänger. A towing vehicle is a towing vehicle in a team or trailer or semitrailer. In the case of a tractor with a trailer, the tractor is the towing vehicle. Other examples are trucks in a trailer truck, tractor units in a tractor-trailer, cars in a car team or a bicycle with a bicycle trailer.
Ein Anhänger ist ein nicht-motorisierter Teil eines Gespanns. Beispielsweise sind Auflieger, Wohnwägen, PKW-Anhänger und dergleichen Anhänger. In dieser Anmeldung bezieht sich der Begriff Kopplung auf die Verbindung eines Zugfahrzeugs mit einem Anhänger. Kopplungen, die nicht vollständig geschlossen und/oder gesichert sind, sind fehlerhaft. A trailer is a non-motorized part of a team. For example, trailers, caravans, car trailers and the like are trailers. In this application, the term coupling refers to the connection of a towing vehicle to a trailer. Couplings that are not completely closed and / or secured are faulty.
Charakteristische Geräusche einer fehlerhaften Kopplung sind beispielsweise Klap- pergeräusche von unzureichend gesicherten Bolzen oder Reibgeräusche der Kopp- lungsteile, die aufgrund eines atypischen Reibkontakts der Kopplungsteile entstehen. Auch Schwingungen, die aufgrund unzureichend gesicherter Bauteile entstehen, können charakteristische Geräusche hervorrufen. Characteristic noises of a faulty coupling are, for example, rattling noises of insufficiently secured bolts or rubbing noises of the coupling parts which arise due to atypical frictional contact of the coupling parts. Vibrations that arise due to insufficiently secured components can also cause characteristic noises.
Charakteristische Geräusche einer fehlerhaften Kopplung werden unter anderem vom Beladungszustand, beispielsweise„unbeladen“,„halb beladen“,„voll beladen“ und dergleichen beeinflusst. Ferner werden charakteristische Geräusche von Abnut- zungserscheinungen an den Kopplungsteilen beeinflusst. Characteristic noises of a faulty coupling are influenced, among other things, by the loading condition, for example “unloaded”, “half-loaded”, “fully loaded” and the like. Characteristic noises are also influenced by signs of wear on the coupling parts.
Ein Mikrophon ist ein Schallwandler, der Luftschall als Schallwechseldruckschwin- gungen in entsprechende elektrische Spannungsänderungen als Mikrophonsignal umwandelt. A microphone is a sound transducer that converts airborne sound as sound pressure fluctuations into corresponding electrical voltage changes as a microphone signal.
Eine Kamera ist eine fototechnische Apparatur, die statische oder bewegte Bilder auf einem fotografischen Film oder elektronisch auf ein magnetisches Videoband oder digitales Speichermedium aufzeichnen oder über eine Schnittstelle übermitteln kann. A camera is a photographic apparatus that can record static or moving images on a photographic film or electronically on a magnetic video tape or digital storage medium or transmit them via an interface.
Warnsignale sind für den Fahrer eines Fahrzeugs wahrnehmbar und steigern oder fokussieren seine Aufmerksamkeit. Warnsignale können optische, akustische oder haptische Signale sein. Warning signals are perceptible to the driver of a vehicle and increase or focus their attention. Warning signals can be optical, acoustic or haptic signals.
Eine Schnittstelle ist eine Einrichtung zwischen wenigstens zwei Funktionseinheiten, an der ein Austausch von logischen Größen, z.B. Daten, oder physikalischen Grö- ßen, z.B. elektrischen Signalen, erfolgt, entweder nur unidirektional oder bidirektio- nal. Der Austausch kann analog oder digital erfolgen. Der Austausch kann ferner drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Eine Steuerung ist ein elektronisches Modul zur Steuerung oder Regelung. Steue- rungen werden im Kfz-Bereich in allen erdenklichen elektronischen Bereichen einge- setzt, ebenso zur Steuerung von Maschinen, Anlagen und sonstigen technischen Prozessen. An interface is a device between at least two functional units on 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 be wired or wireless. A controller is an electronic module for control or regulation. Controls are used in the automotive sector in all conceivable electronic areas, as well as for the control of machines, systems and other technical processes.
Eine Reaktion auf ein charakteristisches Geräusch einer fehlerhaften Kopplung ist beispielsweise ein Warnsignal an einen Fahrer oder ein Bremssignal zum Abbrem- sen des Gespanns. Einrichtungen zum Ausführen der Signale sind Reaktionseinhei- ten. A reaction to a characteristic noise of a faulty coupling is, for example, a warning signal to a driver or a brake signal for braking the team. Devices for executing the signals are reaction units.
Eine Recheneinheit ist eine Vorrichtung, die eingehende Informationen verarbeitet und ein aus dieser Verarbeitung resultierendes Ergebnis ausgibt. Elektronische Schaltungen wie z.B. zentrale Prozessoreinheiten oder Grafikprozessoren sind Re- cheneinheiten. A computing unit is a device that processes incoming information and outputs a result resulting from this processing. Electronic circuits such as central processor units or graphics processors are computing units.
Ein Gyroskop ist ein rotierender, symmetrischer Kreisel, der sich in einem bewegli- chen Lager dreht. Das Lager kann z.B. eine kardanische Aufhängung sein oder ein Rahmen in Form eines Käfigs. Aufgrund der Drehimpulserhaltung weist der Kreisel ein hohes Beharrungsvermögen gegenüber Lageänderungen im Raum auf. Wird die Drehgeschwindigkeit zwischen Kreisel und Käfig gemessen, spricht man von einem Gyrometer. Gyroskope werden z.B. als Navigationsinstrumente sowie zur aktiven Lageregelung eingesetzt. A gyroscope is a rotating, symmetrical gyroscope that rotates in a movable bearing. The warehouse can e.g. be a gimbal or a frame in the form of a cage. Due to the conservation of angular momentum, the gyro exhibits a high level of persistence with respect to changes in position in space. If the speed of rotation between the gyroscope and the cage is measured, it is called a gyrometer. Gyroscopes are e.g. used as navigation instruments and for active position control.
Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfah- ren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt. Computer program products generally comprise a sequence of instructions, by means of which the hardware, when the program is loaded, is caused to carry out a specific procedure which leads to a specific result.
Ein künstliches neuronales Netzwerk (KNN, englisch artificial neural network - ANN) ist insbesondere ein in einem Rechenprogramm nachgebildetes Netzwerk aus ver- netzten künstlichen Neuronen. Die künstlichen Neuronen sind dabei typischerweise auf verschiedenen Schichten (layers) angeordnet. Üblicherweise umfasst das künst- liche neuronale Netzwerk eine Eingangsschicht und eine Ausgabeschicht (output layer), deren Neuronenausgabe als einzige des künstlichen neuronalen Netzwerkes sichtbar wird. Zwischen der Eingangsschicht und der Ausgabeschicht liegende Schichten werden typischerweise als verdeckte Schichten (hidden layer) bezeichnet. Typischerweise wird zunächst eine Architektur bzw. Topologie eines künstlichen neu- ronalen Netzwerkes initiiert und dann in einer T rainingsphase für eine spezielle Auf- gabe oder für mehrere Aufgaben in einer Trainingsphase trainiert. An artificial neural network (KNN, English artificial neural network - ANN) is in particular a network of networked artificial neurons simulated in a computer program. The artificial neurons are typically arranged on different layers. The artificial neural network usually comprises an input layer and an output layer, the neuron output of which is the only one of the artificial neural network becomes visible. Layers lying between the input layer and the output layer are typically referred to as hidden layers. Typically, an architecture or topology of an artificial neural network is initially initiated and then trained in a training phase for a specific task or for several tasks in a training phase.
Das Training des künstlichen neuronalen Netzwerkes umfasst dabei typischerweise eine Veränderung eines Gewichts einer Verbindung zwischen zwei künstlichen Neu- ronen des künstlichen neuronalen Netzwerkes. Das Gewicht enthält Information zur Stärke der Berücksichtigung eines Eingangs eines Neurons. Das Training des künst- lichen neuronalen Netzwerkes kann auch eine Entwicklung von neuen Verbindungen zwischen künstlichen Neuronen, ein Löschen von bestehenden Verbindungen zwi- schen künstlichen Neuronen, ein Anpassen von Schwellwerten der künstlichen Neu- ronen und/oder ein Hinzufügen oder ein Löschen von künstlichen Neuronen umfas- sen. The training of the artificial neural network typically includes a change in the weight of a connection between two artificial neurons of the artificial neural network. The weight contains information on the strength of the consideration of an input of a neuron. The training of the artificial neural network can also include developing new connections between artificial neurons, deleting existing connections between artificial neurons, adapting threshold values of the artificial neurons and / or adding or deleting artificial neurons include.
Ein Beispiel für ein künstliches neuronales Netzwerk ist ein flaches künstliches neu- ronales Netzwerkwerk (shallow neural network), welches oft nur eine einzelne ver- d eckte Schicht zwischen der Eingabeschicht und der Ausgabeschicht enthalten und damit relativ einfach zu trainieren ist. Ein weiteres Beispiel ist ein tiefes künstliches neuronales Netzwerkwerk (deep neural network), welches zwischen der Eingangs- schicht und der Ausgabeschicht mehrere verschachtelte verdeckte Schichten von künstlichen Neuronen enthält. Das tiefe künstliche neuronale Netzwerkwerk ermög- licht dabei eine verbesserte Erkennung von Mustern und komplexen Zusammenhän- gen An example of an artificial neural network is a flat artificial neural network (shallow neural network), which often contains only a single hidden layer between the input layer and the output layer and is therefore relatively easy to train. Another example is a deep neural network, which contains several nested, hidden layers of artificial neurons between the input layer and the output layer. The deep artificial neural network enables improved recognition of patterns and complex relationships
Beispielsweise kann das künstliche neuronale Netzwerk ein ein- bzw. mehrschichti- ges feedforward-Netzwerk oder eine rekurrentes Netzwerk sein. Feedforward- Netzwerke weisen Neuronen auf, die ausschließlich vorwärtsgespeist werden, d.h. ein Neuron wird ausschließlich von höher liegenden Schichten gespeist. For example, the artificial neural network can be a single or multilayer feedforward network or a recurrent network. Feedforward networks have neurons that are fed exclusively forward, i.e. a neuron is fed exclusively by higher layers.
Ein rekurrentes Netzwerk weist bidirektional verbundene Neuronen auf, d.h. ein Neu- ron wird zudem tiefer liegenden Schichten gespeist. Somit lässt sich bei einem späte- ren Durchlauf des KNN Information aus eine früheren Durchlauf berücksichtigen, wodurch ein Erinnerungsvermögen geschaffen wird. A recurrent network has bidirectionally connected neurons, ie a neuron is also fed to deeper layers. With a late Take the KNN run into account Information from a previous run, creating a memory.
Ein T rainingssystem ist eine Recheneinheit, auf welcher ein KNN trainiert wird. A training system is a computing unit on which a KNN is trained.
Trainingsdaten sind in dieser Anmeldung Datenpaare aus Eingangsdaten, die von dem KNN zu verarbeiten sind, sowie Ergebnissolldaten, die von dem KNN zu ermit- teln sind. Während des Trainings wird das KNN aufgrund eines Vergleichs von Er- gebnissolldaten mit dem von dem KNN ermittelten Ergebnis angepasst, wodurch sich ein Trainingseffekt einstellt. In this application, training data are data pairs from input data that are to be processed by the KNN, and target result data that are to be determined by the KNN. During the training, the KNN is adjusted on the basis of a comparison of the target result data with the result determined by the KNN, which results in a training effect.
Die Eingangsdaten, mit welchen das KNN in dieser Anmeldung gespeist wird sind Geräusche bzw. Audiosignale, die Geräusche kodieren. Die Eingangsdaten können Kontaktgeräusche von Kopplungen enthalten. The input data with which the KNN is fed in this application are noises or audio signals which encode noises. The input data can contain contact noises from couplings.
Ein Audiosignal ist ein elektrisches Signal, das akustische Informationen transpor- tiert. An audio signal is an electrical signal that transports acoustic information.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, die Geräuschemissionen von Kopplun- gen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger zu überwachen und die Ge- räuschemissionen hinsichtlich charakteristischer Geräusche einer fehlerhaften Kopp- lung auszuwerten. The basic idea of the invention is to monitor the noise emissions of couplings between a towing vehicle and a trailer and to evaluate the noise emissions with regard to characteristic noises of a faulty coupling.
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.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass Geräusche während einer Fahrt eines Gespanns erfasst werden, wenn der Anhänger in einem unbeladenem Zustand ist. Somit werden lediglich die reinen Betriebsgeräusche, die aufgrund der Fahrt des Gespanns aus dem Anhänger und dem Zugfahrzeug entstehen erfasst. Dies erleichtert die Erkennung einer fehlerhaften Kopplung. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn zum Detektieren von charakteristischen In particular, it can be provided that noises are recorded while a trailer is traveling when the trailer is in an unloaded state. This means that only the pure operating noises that arise from the trailer and the towing vehicle as a result of the combination driving. This makes it easier to identify a faulty coupling. Furthermore, it can be advantageous if for the detection of characteristic
Geräuschen ein Beladungszustand berücksichtigt wird, d.h. dass vor dem Noise a loading condition is taken into account, i.e. that before
Detektieren der charakteristischen Geräusche ein Beladungszustand ermittelt wird. Detecting the characteristic noise, a loading condition is determined.
Ferner kann es vorteilhaft sein, dass erfasste Geräusche hinsichtlich von Furthermore, it can be advantageous that detected noises with regard to
Geräuschen, die aufgrund von Abnutzungserscheinungen an den Kopplungsteilen wie Rost entstehen, gefiltert werden. Noises that occur due to wear and tear on the coupling parts such as rust are filtered out.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Reaktion ein Warnsig- nal an einen Fahrer des Zugfahrzeugs und/oder an andere Verkehrsteilnehmer. So- mit lässt sich der Fahrer des Zugfahrzeugs über eine potentielle Gefahr durch ein unzureichend gesichertes Gespann informieren. Zudem lassen sich andere Ver- kehrsteilnehmer, beispielsweise mittels eines Wamblinkers, vor möglicherweise be- vorstehenden Auffahrunfällen aufgrund einer sich lösenden Kopplung warnen. According to a preferred development of the invention, the reaction is a warning signal to a driver of the towing vehicle and / or to other road users. The driver of the towing vehicle can thus be informed of a potential danger from an insufficiently secured team. In addition, other road users can be warned of possible existing rear-end collisions due to a detachable coupling, for example by means of a warning light.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Reaktion ein Brems- signal zum Abbremsen des Gespanns. Somit kann das Gespann kontrolliert ent- schleunigt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Gespann nicht abrupt abge- bremst wird, da hierbei der Anhänger bei einer fehlerhaften Kopplung mit dem Zug- fahrzeug verloren gehen kann. According to a preferred development of the invention, the reaction is a brake signal for braking the team. This allows the team to be decelerated in a controlled manner. In this case, it is expedient if the trailer is not braked abruptly, since the trailer can be lost if it is incorrectly coupled to the towing vehicle.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Reaktion eine reduzier- te Höchstgeschwindigkeit des Gespanns bzw. des Zugfahrzeugs. Somit lässt sich ein Fahrer unverzüglich dazu bewegen, die Kopplung des Gespanns zu überprüfen. Ferner lassen sich somit die Kräfte, die auf die fehlerhafte Kopplung wirken, reduzie- ren. Somit lässt sich die Gefahr, dass sich ein Anhänger einer fehlerhaften Kopplung vom Zugfahrzeug löst, reduzieren. According to a preferred development of the invention, the reaction is a reduced maximum speed of the team or the towing vehicle. A driver can thus be promptly moved to check the coupling of the team. Furthermore, the forces that act on the faulty coupling can thus be reduced. Thus, the risk that a trailer with a faulty coupling is released from the towing vehicle can be reduced.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mittels weiterer Sensoren, wie einem Gyroskop oder einem Beschleunigungssensor weitere Sensordaten bezüglich der Bewegung des Gespanns erfasst werden und diese Sensordaten zur Plausibilisierung und/oder zur Verbesserung der Genauigkeit der detektierten charakteristischen Geräusche verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird eine Kopplung des Ge- spanns ferner mittels einer Kamera ausgewertet. Somit lässt sich das detektierte Ge- räusch mittels Bilddaten überprüfen. Ferner lässt sich somit eine Ursache einer feh- lerhaften Kopplung verständlich für einen Fahrer illustrieren. Furthermore, it can be provided that further sensor data relating to the movement of the team are recorded by means of further sensors, such as a gyroscope or an acceleration sensor, and these sensor data are used for plausibility checking and / or for improving the accuracy of the detected characteristic noises. According to a preferred development of the invention, a coupling of the combination is also evaluated by means of a camera. The detected noise can thus be checked using image data. Furthermore, a cause of an incorrect coupling can thus be illustrated in a manner that is understandable for a driver.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Geräusch mittels einer Vielzahl an Mikrophonen, insbesondere von einem Mikrophonarray, erfasst. Somit lässt sich der räumliche Ursprung eines Geräuschs genau lokalisieren. Ein Mikrophonarray umfasst eine Vielzahl von Mikrophonen, welche rasterartig angeord- net sind. According to a preferred development of the invention, the noise is recorded by means of a large number of microphones, in particular by a microphone array. In this way, the spatial origin of a noise can be precisely localized. A microphone array comprises a large number of microphones, which are arranged in a grid-like manner.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das erfasste Geräusch in mehrere Bestandteile zerlegt. Somit lassen sich Nebengeräusche, die nicht die Kopplung betreffen, ausblenden. According to a preferred development of the invention, the detected noise is broken down into several components. This means that extraneous noises that do not affect the coupling can be masked out.
Es versteht sich, dass Fahrerassistenzsysteme für einen Fahrer eines Gespanns zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit ei- ner Vielzahl von Mikrophonen zum Erfassen von Geräuschen als Geräuschsignal, die während der Fahrt eines Gespanns aus dem Zugfahrzeug und dem Anhänger an der Kopplung auftreten, einer Recheneinheit zum Auswerten der erfassten Ge- räuschsignale hinsichtlich des Detektierens von fehlerhaften Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger und zum Ermitteln einer Reaktion auf ein detektiertes charakteristisches Geräusch und mit einer Reaktionseinheit zum Durch- führen einer ermittelten Reaktion aufgrund des detektierten charakteristischen Ge- rä uschs vorteilhaft sind. It goes without saying that driver assistance systems for a driver of a trailer for carrying out a method according to one of the preceding claims with a plurality of microphones for detecting noises as noise signals which occur during the journey of a trailer from the towing vehicle and the trailer at the coupling , a computing unit for evaluating the detected noise signals with regard to the detection of faulty couplings between a towing vehicle and a trailer and for determining a reaction to a detected characteristic noise, and with a reaction unit for carrying out a determined reaction on the basis of the detected characteristic device are beneficial.
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 fahrzeug- internen Computer, läuft. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt einen Effekt hervor, nämlich die Erkennung von fehlerhaften Kopplungen von Gespannen, die eine potentielle Gefahr für den Straßenverkehr darstellen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Soll- Reaktionssignal der Trainingsdaten ein Warnsignal, welches an einen Fahrer gerich- tet ist, auf. The computer program product according to one embodiment of the invention executes the steps of a method according to the preceding description if the computer program product runs on a computer, in particular an in-vehicle computer. When the program in question is used on a computer, the computer program product produces an effect, namely the detection of faulty combinations of combinations that represent a potential danger to road traffic. According to a preferred development of the invention, the target reaction signal of the training data has a warning signal which is directed to a driver.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Warnsignal als haptisches, optisches oder Audio- Warnsignal ausgebildet ist. Haptische Warnsignale können beispielsweise Vibrati- onssignale, mit welchen Gegenstände, mit denen ein Fahrer in Berührung ist, beauf- schlagt werden. Beispielsweise lässt sich ein Lenkrad oder ein Bereich eines Fahrer- sitzes mit einem Vibrationssignal beaufschlagen. Alternativ oder zusätzlich kann das Warnsignal als optisches Signal, welches auf einem Display, zum Beispiel auf einem Head-Up-Display, angezeigt wird, ausgebildet sein. Weiter alternativ oder zusätzlich sind auch Audio-Warnsignale, also Töne, denkbar. It is advantageous if the warning signal is designed as a haptic, optical or audio warning signal. Haptic warning signals can, for example, vibrate signals with which objects with which a driver is in contact are acted upon. For example, a steering wheel or an area of a driver's seat can be subjected to a vibration signal. Alternatively or additionally, the warning signal can be designed as an optical signal which is shown on a display, for example on a head-up display. As an alternative or in addition, audio warning signals, i.e. sounds, are also conceivable.
Es versteht sich, dass ein Verfahren zum Trainieren eines künstlichen neuronalen Netzwerks eines Fahrerassistenzsystems mit den folgenden Schritten vorteilhaft ist: Bereitstellen von wenigstens einem Paar aus einem Audiosignal und einem Soll- Reaktionssignal; Vorwärtsspeisen des künstlichen neuronalen Netzwerks mit dem wenigstens einem Audiosignal; Ermitteln eines Ist-Reaktionssignals aufgrund des Vorwärtsspeisens; Rückwärtsspeisen des künstlichen neuronalen Netzwerks auf- grund eines Unterschieds zwischen dem Ist-Reaktionssignal und dem Soll- Reaktionssignal. It goes without saying that a method for training an artificial neural network of a driver assistance system is advantageous with the following steps: providing at least one pair of an audio signal and a target reaction signal; Feeding the artificial neural network forward with the at least one audio signal; Determining an actual reaction signal based on the forward feeding; Reverse feeding of the artificial neural network due to a difference between the actual reaction signal and the target reaction signal.
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 fahrzeug- internen Computer, läuft. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt einen Effekt hervor, nämlich maschinelles Lernen bzw. Trainieren eines KNN zum Detektieren von fehlerhaften Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger. The computer program product according to one embodiment of the invention executes the steps of a method according to the preceding description if the computer program product runs on a computer, in particular an in-vehicle computer. If the program in question is used on a computer, the computer program product produces an effect, namely machine learning or training a KNN for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer.
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNGEN Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figu- ren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: CONTENTS OF THE DRAWINGS The present invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiments specified in the schematic figures of the drawings. It shows:
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung; Figure 1 is a block diagram of an embodiment of the invention;
Figur 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung; Figure 2 is a block diagram of an embodiment of the invention;
Figur 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung. Figure 3 is a block diagram of an embodiment of the invention.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsfor- men der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzep- ten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile er- geben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. The accompanying drawings are intended to provide a further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, in connection with the description, serve to explain the principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the advantages mentioned result from the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. In the figures of the drawings, elements, features and components that are the same, have the same function and have the same effect — unless stated otherwise — are each provided with the same reference symbols.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Trainingssystems 10 gemäß einer Ausfüh- rungsform der Erfindung. Das Trainingssystem 10 umfasst eine Schnittstelle 12 so- wie eine Auswerteeinheit 20 mit einem KNN 22. Das KNN 22 umfasst mehrere Neu- ronen, die in Figur 1 vereinfacht mit 108a-f dargestellt sind. Dabei bilden die Neuro- nen 108a, b eine Eingangsschicht 102, die Neuronen 108c, d, e bilden eine verdeck- te Schicht 104 und das Neuron 108f bildet eine Ausgabeschicht 106. FIG. 1 shows a block diagram of a training system 10 in accordance with an embodiment of the invention. The training system 10 comprises an interface 12 and an evaluation unit 20 with a KNN 22. The KNN 22 comprises several neurons, which are shown in simplified form in FIG. 1 with 108a-f. The neurons 108a, b form an input layer 102, the neurons 108c, d, e form a hidden layer 104 and the neuron 108f forms an output layer 106.
Die Neuronen 108a, b der Eingangsschicht 102 werden über die Schnittstelle 12 mit einem Audiosignal 16 vorwärtsgespeist. Das Audiosignal 16 wird in den Neuronen 108a, b der Eingangsschicht mit Initialgewichten gewichtet. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Audiosignal 16 in mehrere Signalanteile zerlegt wird und die Signalan- teile gewichtet werden. Es kann vorgesehen sein, dass auf die gewichteten Ein- gangsdaten eine oder mehrere Funktionen angewendet werden. Die Auswertung der Funktion bildet den Ausgabewert eines Neurons 108a, b, der an die Neuronen 108c, d, e der nächst tieferen Schicht, also der verdeckten Schicht 104, als Ein- gangswerte übergeben werden. Es kann vorgesehen sein, dass die verdeckte Schicht 104 mehrere Schichten aufweist. The neurons 108a, b of the input layer 102 are fed forward with an audio signal 16 via the interface 12. The audio signal 16 is weighted in the neurons 108a, b of the input layer with initial weights. It can be provided be that the audio signal 16 is broken down into several signal components and the signal components are weighted. It can be provided that one or more functions are applied to the weighted input data. The evaluation of the function forms the output value of a neuron 108a, b, which are transferred to the neurons 108c, d, e of the next lower layer, that is to say the hidden layer 104, as input values. It can be provided that the hidden layer 104 has a plurality of layers.
Ähnlich wie in der Eingangsschicht 102 werden die an die Neuronen 108c, d, e der verdeckten Schicht übergebenen Eingangswerte gewichtet und eine oder mehrere Funktionen wird auf die gewichteten Eingangswerte angewendet. Die Auswertung der Funktionen, die auf die gewichteten Eingangswerte angewendet wird, bilden die Ausgangswerte der Neuronen 108c, d, e. Diese Ausgangswerte werden an die Neu- ronen der Ausgabeschicht 106 als Eingangswerte übergeben. In Figur 1 sind die Neuronen der Ausgabeschicht 106 beispielhaft als ein Neuron 108f dargestellt. Das Neuron 108f errechnet aus den Eingabewerten, die von den Neuronen 108c, d, e der verdeckten Schicht 104 übergeben wurden, unter Gewichtung der Eingabewerte und unter Anwendung einer oder mehrerer Funktionen auf die gewichteten Eingabewerte einen Ausgangswert. Von diesem Ausgangswert lässt sich ein Ist-Reaktionssignal 24 ableiten. Dieser Ablauf wird auch als Vorwärtsspeisen eines KNN bezeichnet. Similar to input layer 102, the input values passed to neurons 108c, d, e of the hidden layer are weighted and one or more functions are applied to the weighted input values. The evaluation of the functions that is applied to the weighted input values form the output values of the neurons 108c, d, e. These output values are transferred to the neurons of the output layer 106 as input values. In FIG. 1, the neurons of the output layer 106 are exemplified as a neuron 108f. Neuron 108f calculates an output value from the input values that were transferred from neurons 108c, d, e to hidden layer 104, weighting the input values and applying one or more functions to the weighted input values. An actual reaction signal 24 can be derived from this output value. This process is also known as the forward feed of a KNN.
In einem nächsten Schritt wird das Ist-Reaktionssignal 24 mit dem Soll- Reaktionssignal 18, welches der Auswerteeinheit 20 über die Schnittstelle 12 über- geben wurde, verglichen. In a next step, the actual reaction signal 24 is compared with the target reaction signal 18, which was transmitted to the evaluation unit 20 via the interface 12.
Im nächsten Schritt wird die Topologie der einzelnen Schichten 102, 104, 106 des KNN 22 derart angepasst, dass das KNN 22 für das übergebene Audiosignal 16 das Soll-Reaktionssignal 18 errechnet. Die Anpassung der Topologie 26 kann dabei eine Veränderung der Gewichte, das Hinzufügen von Verbindungen zwischen Neuronen, das Entfernen von Verbindungen zwischen Neuronen und/oder das Verändern von Funktionen, die auf gewichtete Eingangswerte angewendet werden, umfassen. Die- ser Ablauf wird auch als Rückwärtsspeisen eines KNN bezeichnet. Die Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Trainieren eines KNN gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren umfasst die Schritte S1 - S4. In the next step, the topology of the individual layers 102, 104, 106 of the KNN 22 is adapted in such a way that the KNN 22 calculates the target reaction signal 18 for the transferred audio signal 16. The adaptation of the topology 26 can include changing the weights, adding connections between neurons, removing connections between neurons and / or changing functions that are applied to weighted input values. This process is also known as the reverse feed of a KNN. FIG. 2 shows a block diagram of a method for training a KNN according to an embodiment of the invention. The method comprises steps S1-S4.
In dem Schritt S1 wird ein Signalpaar aus einem Audiosignal 16 und einem Soll- Reaktionssignal 18 bereitgestellt. In step S1, a signal pair consisting of an audio signal 16 and a desired reaction signal 18 is provided.
In dem Schritt S2 wird das KNN 22 mit dem Audiosignal 16 vorwärtsgespeist. In step S2, the KNN 22 is fed forward with the audio signal 16.
In dem Schritt S3 wird ein Ist-Reaktionssignal 24 aufgrund des Vorwärtsspeisens S2 ermittelt. In step S3, an actual reaction signal 24 is determined on the basis of the forward feed S2.
In dem Schritt S4 wird das künstliche neuronale Netzwerk 22 aufgrund eines Unter- schieds zwischen dem Ist-Reaktionssignal 24 und dem Soll-Reaktionssignal 18 rückwärtsgespeist. Dabei wird eine veränderte Topologie 26 des KNN, insbesondere Gewichte, um die Ermittlung von Ist-Reaktionssignalen aufgrund des Vorwärtsspei- sens zu verbessern, ermittelt. In step S4, the artificial neural network 22 is fed backwards due to a difference between the actual reaction signal 24 and the target reaction signal 18. In this case, a changed topology 26 of the KNN, in particular weights, is ascertained in order to improve the determination of actual reaction signals on the basis of the forward feeding.
Die Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Detektieren von fehlerhaf- ten Kopplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger. In dem Schritt St1 wird ein Geräusch, welches während der Fahrt eines Gespanns aus dem Zug- fahrzeug und dem Anhänger an der Kopplung auftritt, als Geräuschsignal mittels ei- nes Mikrophons, erfasst. In dem Schritt St2 wird ein für eine fehlerhafte Kopplung charakteristisches Geräusch detektiert. FIG. 3 shows a block diagram of a method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer. In step St1, a noise that occurs at the coupling during the journey of a combination of the towing vehicle and the trailer is detected as a noise signal by means of a microphone. In step St2, a noise characteristic of a faulty coupling is detected.
In dem Schritt St3 wird eine Reaktion auf das detektierte charakteristische Geräusch mittels einer Recheneinheit des Gespanns ermittelt. Bezuaszeichen In step St3, a reaction to the detected characteristic noise is determined by means of a computing unit of the team. Bezuaszeichen
10 Trainingssystem 10 training system
12 Schnittstelle  12 interface
14 Trainingsdaten  14 training data
16 Audiosignal  16 audio signal
18 Soll-Reaktionssignal  18 target reaction signal
20 Auswerteeinheit  20 evaluation unit
22 künstliches neuronales Netzwerk 22 artificial neural network
24 Ist-Reaktionssignal 24 Actual reaction signal
26 Topologie  26 topology
102 Eingangsschicht 102 input layer
104 verdeckte Schicht  104 hidden layer
106 Ausgabeschicht  106 output layer
108a-f Neuronen  108a-f neurons
S1 -S4 Verfahrensschritte S1 -S4 process steps
St1 - St3 Verfahrensschritte St1 - St3 procedural steps

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Detektieren von fehlerhaften Kopplungen zwischen einem Zugfahr- zeug und einem Anhänger mit den folgenden Schritten: 1. A method for detecting faulty couplings between a towing vehicle and a trailer with the following steps:
- Erfassen (St1 ) von Geräuschen als Geräuschsignal, die während der Fahrt eines Gespanns aus dem Zugfahrzeug und dem Anhänger an einer Kopplung auftreten, mittels eines Mikrophons des Gespanns;  - Detection (St1) of noises as a noise signal, which occur during the journey of a trailer from the towing vehicle and the trailer at a coupling, by means of a microphone of the trailer;
- Detektieren (St2) von für eine fehlerhafte Kopplung charakteristischen Geräuschen; - Detecting (St2) noises characteristic of a faulty coupling;
- Ermitteln (St3) einer Reaktion auf das detektierte charakteristische Geräusch mittels einer Recheneinheit des Gespanns. - Determining (St3) a reaction to the detected characteristic noise using a computing unit of the team.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Reaktion ein Warnsignal an einen Fahrer des Gespanns und/oder an andere Verkehrsteilnehmer ist. 2. The method according to claim 1, wherein the reaction is a warning signal to a driver of the team and / or to other road users.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Reaktion ein Bremssignal zum Abbremsen des Gespanns ist. 3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the reaction is a brake signal for braking the team.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Reaktion eine re- duzierte Höchstgeschwindigkeit des Gespanns ist. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the reaction is a reduced maximum speed of the team.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kopplung des Ge- spanns ferner mittels einer Kamera ausgewertet wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the coupling of the combination is further evaluated by means of a camera.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das charakteristische Geräusch mit einer Vielzahl an Mikrophonen, insbesondere von einem Mikro- phonarray, detektiert wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the characteristic noise with a plurality of microphones, in particular from a microphone array, is detected.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Geräuschsignal in Bestandteile zerlegt wird und/oder gefiltert wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the noise signal is broken down into components and / or filtered.
8. Fahrerassistenzsystem für einen Fahrer eines Gespanns zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit - einer Vielzahl von Mikrophonen zum Erfassen von Geräuschen als Geräuschsignal, die während der Fahrt eines Gespanns aus dem Zugfahrzeug und dem Anhänger an einer Kopplung auftreten, 8. Driver assistance system for a driver of a team to carry out a method according to one of the preceding claims a multiplicity of microphones for detecting noises as a noise signal, which occur during the travel of a combination of the towing vehicle and the trailer on a coupling,
- einer Recheneinheit zum Auswerten der erfassten Geräuschsignale hinsichtlich des Detektierens von für eine fehlerhafte Kopplung charakteristischen Geräuschen und mit  - A computing unit for evaluating the detected noise signals with regard to the detection of noise characteristic of a faulty coupling and with
- einer Reaktionseinheit zum Durchführen einer ermittelten Reaktion aufgrund des detektierten charakteristischen Geräuschs.  a reaction unit for carrying out a determined reaction on the basis of the characteristic noise detected.
9. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -7 durchzuführen. 9. Computer program product with program code means to carry out a method according to any one of claims 1-7.
10. Trainingssystem (10) für eine Fahrzeugsteuerung zum Detektieren von für eine fehlerhafte Kopplung charakteristischen Geräuschen, mit 10. Training system (10) for a vehicle control system for detecting noises characteristic of a faulty coupling, with
- wenigstens einer Schnittstelle (12), um Trainingsdaten (14), welche jeweils ein Au- diosignal (16) und ein Soll-Reaktionssignal (18) aufweisen, zu erhalten,  - at least one interface (12) in order to receive training data (14) which each have an audio signal (16) and a target reaction signal (18),
- einer Auswerteeinheit (20), welche ein künstliches neuronales Netzwerk (22) bildet und eingerichtet ist,  - an evaluation unit (20), which forms and is set up an artificial neural network (22),
das künstliche neuronale Netzwerk (22) mit Trainingsdaten (14) vorwärtszu- speisen, um Ist-Reaktionssignale (24) zu ermitteln, und  feed the artificial neural network (22) forward with training data (14) in order to determine actual reaction signals (24), and
eine veränderte Topologie (26) des künstlichen Neuronalen Netzwerks (22), insbesondere Gewichte, durch Rückwärtsspeisen der Soll-Reaktionssignale (18) in dem künstlichen neuronalen Netzwerk (22) zu ermitteln,  to determine a changed topology (26) of the artificial neural network (22), in particular weights, by feeding back the desired reaction signals (18) in the artificial neural network (22),
wobei die Topologie (26) eingerichtet ist, in der Fahrzeugsteuerung zum Detektieren von für eine fehlerhafte Kopplung charakteristischen Geräuschen gespeichert zu werden. the topology (26) being set up to be stored in the vehicle controller for detecting noises characteristic of a faulty coupling.
11. Trainingssystem nach Anspruch 10, wobei ein Soll-Reaktionssignal (18) der Trai- ningsdaten (14) ein Warnsignal, welches an einen Fahrer gerichtet ist, aufweist. 11. Training system according to claim 10, wherein a target reaction signal (18) of the training data (14) has a warning signal which is directed to a driver.
12. Verfahren zum Trainieren eines künstlichen neuronalen Netzwerks (22) eines Fahrerassistenzsystems nach Anspruch 8 mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen (S1 ) von wenigstens einem Paar aus einem Audiosignal und einem Soll-Reaktionssignal (18); 12. A method for training an artificial neural network (22) of a driver assistance system according to claim 8, comprising the following steps: - Providing (S1) at least one pair of an audio signal and a target reaction signal (18);
- Vorwärtsspeisen (S2) des künstlichen neuronalen Netzwerks mit dem wenigstens einem Audiosignal (16);  - Forward feeding (S2) of the artificial neural network with the at least one audio signal (16);
- Ermitteln (S3) eines Ist-Reaktionssignals (24) aufgrund des Vorwärtsspeisens (S2); - Determining (S3) an actual reaction signal (24) based on the forward feed (S2);
- Rückwärtsspeisen (S4) des künstlichen neuronalen Netzwerks aufgrund eines Un- terschieds zwischen dem Ist-Reaktionssignal (24) und dem Soll-Reaktionssignal (18). - Reverse feeding (S4) of the artificial neural network due to a difference between the actual reaction signal (24) and the target reaction signal (18).
13. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, um das Verfahren ge- mäß dem Anspruch 12 durchzuführen. 13. Computer program product with program code means in order to carry out the method according to claim 12.
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