AT524821A1 - Verfahren und System zum Erzeugen von Szenariendaten zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein System (10) zum Erzeugen von Szenariendaten zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs und ein entsprechendes Verfahren, wobei das System aufweist: Mittel (11) zum Simulieren einer virtuellen Verkehrssituation (3) wobei wenigstens ein erster Verkehrsteilnehmer (1) von einem ersten Benutzer (2) steuerbar ist und wobei beim Simulieren Simulationsdaten erzeugt werden; eine erste Benutzerschnittstelle (12) zum Ausgeben, auf der Grundlage der virtuellen Verkehrssituation (3), eines virtuellen Umfelds des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers (1) an den ersten Benutzer (2); eine zweite Benutzerschnittstelle (13) zum Erfassen von Eingaben des ersten Benutzers (2) zum Steuern des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers (1) in einem virtuellen Umfeld des ersten Verkehrsteilnehmers (1); Mittel (14) zum Prüfen der erzeugten Simulationsdaten auf ein Auftreten von Szenarien; Mittel (15) zum Extrahieren von Szenariendaten in Bezug auf das Szenario; und einen Datenspeicher (16) zum Aufzeichnen der Szenariendaten zum Testen des Fahrerassistenzsystems. Fig. 4

Description

Verfahren und System zum Erzeugen von Szenariendaten zum Testen eines

Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Erzeugen von Szenariendaten zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes System.

Die Verbreitung von Fahrerassistenzsystemen (Advanced Driver Assistance Systems — ADAS), welche in einer Weiterentwicklung autonomes Fahren (Autonomous Driving — AD) ermöglichen, nehmen sowohl im Bereich der Personenkraftwagen als auch bei Nutzfahrzeugen ständig zu. Fahrerassistenzsysteme leisten einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der aktiven Verkehrssicherheit und dienen zur Steigerung des Fahrkomforts.

Neben den insbesondere der Fahrsicherheit dienenden Systemen wie ABS (Anti-Blockier-System) und ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) werden im Bereich der Personenkraftwagen und der Nutzfahrzeuge einer Vielzahl von Fahrerassistenzsyste-

men angeboten.

Fahrerassistenzsysteme, welche bereits zur Erhöhung der aktiven Verkehrssicherheit eingesetzt werden, sind ein Parkassistent, ein adaptiver Abstandsregeltempomat, der auch als Adaptive Cruise Control (ACC) bekannt ist, welcher eine vom Fahrer gewählte Wunschgeschwindigkeit adaptiv auf einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einregelt. Ein weiteres Beispiel für solche Fahrerassistenzsysteme sind ACCStop-&-Go-Systeme, welche zusätzlich zum ACC die automatische Weiterfahrt des Fahrzeugs im Stau oder bei stehenden Fahrzeugen bewirkt, Spurhalte- oder LaneAssist-Systeme, die das Fahrzeug automatisch auf der Fahrzeugspur halten, und PreCrash-Systeme, die im Fall der Möglichkeit einer Kollision beispielsweise eine Bremsung vorbereiten oder einleiten, um die kinetische Energie aus dem Fahrzeug zu nehmen, sowie gegebenenfalls weitere Maßnahmen einleiten, falls eine Kollision unver-

meidlich ist.

Diese Fahrerassistenzsysteme erhöhen sowohl die Sicherheit im Verkehr, indem sie den Fahrer in kritischen Situationen warnen, bis zur Einleitung eines selbstständigen

Eingriffs zur Unfallvermeidung oder Unfallverminderung, beispielsweise indem eine Notbremsfunktion aktiviert wird. Zusätzlich wird der Fahrkomfort durch Funktionen wie automatisches Einparken, automatische Spurhaltung und automatische Abstandskontrolle erhöht.

Der Sicherheits- und Komfortgewinn eines Fahrerassistenzsystems wird von den Fahrzeuginsassen nur dann positiv wahrgenommen, wenn die Unterstützung durch das Fahrerassistenzsystem sicher, verlässlich und in — soweit möglich — komfortabler Weise erfolgt.

Darüber hinaus muss jedes Fahrerassistenzsystem, je nach Funktion, im Verkehr auftretende Szenarien mit maximaler Sicherheit für das eigene Fahrzeug und auch ohne

Gefährdung anderer Fahrzeuge bzw. anderer Verkehrsteilnehmer bewerkstelligen.

Der jeweilige Automatisierungsgrad von Fahrzeugen wird dabei in sogenannte Automatisierungslevel 1 bis 5 unterteilt (vgl. beispielsweise Norm SAE J3016). Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Fahrzeuge mit Fahrerassistenzsystemen des Automatisierungslevels 3 bis 5, welches im Allgemeinen als autonomes Fahren betrachtet wird.

Die Herausforderungen zum Testen solcher Systeme sind vielfältig. Insbesondere muss ein Ausgleich zwischen dem Testaufwand und der Testabdeckung gefunden werden. Dabei ist die Hauptaufgabe beim Testen von ADAS/AD-Funktionen, zu demonstrieren, dass die Funktion des Fahrerassistenzsystems in allen vorstellbaren Situationen gewährleistet ist, insbesondere auch in kritischen Fahrsituationen. Solche kritischen Fahrsituationen weisen eine gewisse Gefährlichkeit auf, da keine oder eine

falsche Reaktion des jeweiligen Fahrerassistenzsystems zu einem Unfall führen kann.

Das Testen von Fahrerassistenzsystemen erfordert daher eine Berücksichtigung einer großen Anzahl von Fahrsituationen, welche sich in verschiedenen Szenarien ergeben können. Der Variationsraum von möglichen Szenarien wird dabei im Allgemeinen durch viele Dimensionen aufgespannt (z. B. verschiedene Straßeneigenschaften, ein Verhalten von anderen Verkehrsteilnehmern, Wetterbedingungen, etc.). Aus diesem nahezu unendlichen und multidimensionalen Parameterraum ist es zum Testen der

Fahrerassistenzsysteme besonders relevant, solche Parameterkonstellationen für

kritische Szenarien zu extrahieren, welche zu ungewöhnlichen oder gefährlichen Fahr-

situationen führen können.

Wie in Fig. 1 dargestellt, haben solche kritischen Szenarien eine weit geringere Auftrittswahrscheinlichkeit als übliche Szenarien.

Wissenschaftliche Veröffentlichungen gehen davon aus, dass ein Betrieb eines Fahrzeugs im autonomen Fahrbetrieb nur dann statistisch sicherer als ein von Menschen gesteuertes Fahrzeug ist, wenn mit dem entsprechenden Fahrerassistenzsystem 275 Millionen Meilen unfallfreier Fahrzeit absolviert wurden, um das entsprechende Fahrerassistenzsystem zu validieren. Dies ist mittels realer Testfahrten eigentlich nicht zu realisieren, insbesondere vor dem Hintergrund, dass die Entwicklungszyklen und Qualitätsstandards, welche in der Automobilindustrie gefordert sind, schon einen sehr engen Zeitrahmen setzen. Auch wäre es unwahrscheinlich, dass eine ausreichende Menge von kritischen Szenarien bzw. sich aus diesen Szenarien ergebenden Fahrsi-

tuationen aus dem vorgenannten Grund enthalten wären.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, reale Testfahrdaten einer realen Flotte von Testfahrzeugen zum Validieren und Verifizieren von Fahrerassistenzsystemen einzusetzen und aus den aufgezeichneten Daten Szenarien zu extrahieren. Des Weiteren ist es bekannt, zum Validieren und Verifizieren vollfaktorielle Versuchspläne einzuset-

zen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Fahrerassistenzsysteme, insbesondere Autonome Fahrfunktionen, in einer Vielzahl von Szenarien prüfen zu können. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, Szenarien zum Testen von Fahrerassistenzsystemen zu

erzeugen.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Erzeugen von Szenariendaten zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahr-

zeugs, folgende Arbeitsschritte aufweisend:

Erzeugen von Simulationsdaten durch folgende Unterschritte:

Simulieren einer virtuellen Verkehrssituation, welche eine Mehrzahl an virtuellen Verkehrsteilnehmern aufweist, wobei wenigstens ein erster Verkehrsteilnehmer der Mehrzahl an Verkehrsteilnehmern von einem ersten Benutzer steuerbar ist und wobei jene Verkehrsteilnehmer, welche nicht von Benutzern steuerbar sind, automatisiert, insbe-

sondere durch künstliche Intelligenz oder Logik-basiert, gesteuert werden,

Ausgeben, auf der Grundlage der virtuellen Verkehrssituation, eines virtuellen Umfelds des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers an den ersten Benutzer über eine

erste, insbesondere wenigstens optische, Benutzerschnittstelle, und

Erfassen von Eingaben des ersten Benutzers zum Steuern des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers in dem virtuellen Umfeld des ersten Verkehrsteilnehmers über eine zweite Benutzerschnittstelle, wobei beim Simulieren der virtuellen Verkehrssituation die erfassten Eingaben des ersten Benutzers und die daraus resultierende Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers mit seinem virtu-

ellen Umfeld berücksichtigt werden,

Prüfen der erzeugten Simulationsdaten auf ein Auftreten von Szenarien, welche aus der Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers mit dem virtuellen Umfeld entstehen, wobei das Auftreten der Szenarien durch eine vordefinierte Konstellation simulierter Messgrößen, welche vorzugsweise elementaren Manövern

entsprechen, charakterisiert sind;

Extrahieren, wenn ein Auftreten eines Szenarios festgestellt wird, von Szenariendaten

in Bezug auf das Szenario; und Aufzeichnen der Szenariendaten zum Testen des Fahrerassistenzsystems.

Vorzugsweise werden die extrahierten Szenariendaten ausgegeben. Vorzugsweise

geschieht dies über eine Benutzerschnittstelle oder eine Datenschnittstelle. Ein Benutzer im Sinne der Erfindung ist eine natürliche Person, d. h. ein Mensch.

Ein Fahrerassistenzsystem im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen Fahrer beim Fahren zu unterstützen oder ein Fahrzeug wenigstens teilweise zu führen, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem des Automatisierungslevels 3 bis 5,

oder weiter insbesondere eine autonome Fahrfunktion.

Verkehrsteilnehmer im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise jegliches Objekt, welches am Verkehr teilnimmt. Insbesondere ist ein Verkehrsteilnehmer ein Mensch, ein Tier

oder ein Fahrzeug. Extrahieren im Sinne der Erfindung bedeutet vorzugsweise Abgrenzen oder Isolieren.

Insbesondere werden aus den Szenariendaten Szenarien abgegrenzt bzw. isoliert.

Hierbei werden vorzugsweise Datenbereiche in den Szenariendaten ausgewählt.

Szenariendaten im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise durch Position und Bewegung der Verkehrsteilnehmer und Position von statischen Objekten in Bezug auf ein

Szenario charakterisiert.

Ein Szenario im Sinne der Erfindung wird vorzugsweise aus einer zeitlichen Abfolge von, insbesondere statischen, Szenen gebildet. Die Szenen geben dabei beispielsweise die räumliche Anordnung von dem wenigstens einen anderen Objekt relativ zum Ego-Objekt, z. B. die Konstellation von Verkehrsteilnehmern, an. Ein Szenario berücksichtigt vorzugsweise dynamischen und statischen Inhalt. Vorzugsweise kommt hierbei ein Modell zur systematischen Beschreibung von Szenarien zum Einsatz, weiter vorzugsweise das Modell des PEGASUS-Projekts (https://www.pegasusprojekt.de) mit den folgenden sechs unabhängigen Ebenen: 1. Straße (Geometrie,...); 2. Straßenmöbel und Regeln (Verkehrszeichen,...); 3. Vorübergehende Änderungen und Ereignisse (Straßenbau,...); 4. Bewegende Objekte (verkehrsrelevante Objekte wie: Fahrzeuge, Fußgänger,... die sich relativ zum zu testenden Fahrzeug bewegen); 5. Umgebungsbedingungen (Lichtsituation, Straßenwetter,...); 6. Digitale Informationen (V2X, digitale Daten / Karte,...). Ein Szenario kann insbesondere eine Fahrsituation enthalten, in der ein Fahrerassistenzsystem das Ego-Fahrzeug genannte, mit dem Fahrerassistenzsystem ausgestattete Fahrzeug zumindest teilweise steuert, z. B. wenigstens eine Fahrzeugfunktion des Ego-Fahrzeugs autonom ausführt.

Eine Verkehrssituation im Sinne der Erfindung beschreibt vorzugsweise die Gesamtheit aller Umstände in einem Verkehr mit Verkehrsteilnehmern in einem definierten räumlichen Bereich und/oder in einem definierten Zeitraum oder Zeitpunkt. Vorzugsweise werden diese Umstände von Verkehrsteilnehmern für die Auswahl geeigneter Verhaltensmuster zu einem bestimmten Zeitpunkt berücksichtigt. Vorzugsweise um-

fasst eine Verkehrssituation alle relevanten Bedingungen, Möglichkeiten und

Determinanten von Handlungen. Eine Verkehrssituation kann, muss aber nicht, aus

der Sicht eines Verkehrsteilnehmers oder Objekts repräsentiert werden.

Die simulierten Messgrößen im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Geschwindigkeit, insbesondere eine initiale Geschwindigkeit, eines Verkehrsteilnehmers; eine Bewegungsrichtung, insbesondere eine Trajektorie, eines Verkehrsteilnehmers; Lichtverhältnisse; Witterung; Fahrbahnbeschaffenheit; Temperatur; Anzahl und Position statischer und/oder dynamischer Objekte; eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung, insbesondere eine Trajektorie, der dynamischen Objekte; Zustand von Signalanlagen, insbesondere Lichtsignalanlagen; Verkehrszeichen; Anzahl der Fahrspuren; Beschleunigung oder Bremsverzögerung von Verkehrsteilnehmern oder Objekten.

Eine vordefinierte Konstellation von Messgrößen im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Konstellation von Werten einer oder mehrerer Messgrößen, insbesondere

in einem zeitlichen Verlauf.

Labeln im Sinne der Erfindung bedeutet vorzugsweise mit einer kategorisierenden Be-

nennung versehen.

Eine Gefährlichkeit eines Szenarios im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise die räumliche oder zeitliche Nähe zu einer Verkehrssituation ohne möglichen unfallfreien Ausgang (aus eigener Kraft und unter Berücksichtigung der genannten Ungewissheiten) bezeichnet. Wenn ein Unfall nicht mehr vermeidbar ist, ist die Gefährlichkeit maximal. Vorzugsweise wird die Gefährlichkeit auch als Kritikalität bezeichnet. Wird das Fahrverhalten oder Fahrkönnen eines Fahrerassistenzsystems berücksichtigt, kann die Gefährlichkeit eine Unfallwahrscheinlichkeit und/oder eine berechnete Dauer bis zu einem Kollisionszeitpunkt charakterisieren. Eine maximale Gefährlichkeit ist vorzugsweise gegeben, wenn die berechnete Dauer 0 Sekunden beträgt und/oder die Unfallwahrscheinlichkeit P = 1 beträgt. Eine erhöhte Unfallwahrscheinlichkeit kann insbesondere durch ein Fahrmanöver ausgelöst werden, beispielsweise eine ausweichende Reaktion oder starke Gradientenänderungen beim Lenken, Bremsen, Gasgeben (also z.B. ein Fahrzeug weicht durch eine starke Lenkbewegung aus). Eine erhöhte Unfallwahrscheinlichkeit kann insbesondere auch in Bezug auf die anderen Verkehrsteilnehmer (die Logik- oder Kl-basiert geführt werden) und in einer kritischen Fahrsituation

ihren Fahrauftrag bzw. ihre eigentliche Trajektorie verlassen müssen (durch ein

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Ausweichfahrmanöver). Eine erhöhte Unfallwahrscheinlichkeit kann insbesondere auch durch äußere Faktoren entstehen, welche auf den ersten Verkehrsteilnehmer oder die übrigen Verkehrsteilnehmer einwirken, beispielsweise wenn ein Fahrer geblendet wird. Eine Güte im Sinne der Erfindung charakterisiert vorzugsweise das simulierte Szenario. Unter einer Güte wird vorzugsweise eine Qualität oder Beschaffenheit und/oder eine Relevanz des simulierten Szenarios in Bezug auf die Gefährlichkeit

einer Fahrsituation für ein bestimmtes Fahrerassistenzsystem verstanden.

Unter einer Relevanz im Sinne der Erfindung wird vorzugsweise verstanden, mit welcher Häufigkeit ein Szenario im Straßenverkehr auftritt. Beispielsweise ist ein Szenario unter Gegenlicht relevanter als ein Szenario, in welchem ein Flugzeug auf der Straße landet. Die Relevanz hängt vorzugsweise auch von der Region ab, für welche der Straßenverkehr relevant ist. Beispielsweise existieren Szenarien, die in Deutschland

relevant sind, in China aber nicht.

Ein Umfeld des Fahrzeugs im Sinne der Erfindung wird vorzugsweise wenigstens durch die für die Fahrzeugführung durch das Fahrerassistenzsystem relevanten Verkehrsteilnehmer und anderen Objekte gebildet. Insbesondere umfasst das Umfeld des Fahrzeugs eine Szenerie und dynamische Elemente. Die Szenerie umfasst vorzugs-

weise alle stationären Elemente.

Die Erfindung basiert auf dem Ansatz, reale Menschen zum Erzeugen von Szenarien

einzusetzen, wobei jedoch keine Testfahrten im realen Verkehr erforderlich sind.

Erfindungsgemäß bewegt wenigstens ein realer Fahrer jeweils ein Fahrzeug nämlich in einem virtuellen Umfeld bzw. einer virtuellen Umgebung. Durch die Erfindung wird das Erzeugen von Szenarien einem Crowdsourcing-Ansatz zugänglich gemacht. Ein oder mehrere Benutzer können nun an einem Simulator einen Verkehrsteilnehmer ihrer Wahl durch virtuelle Verkehrssituationen navigieren. Durch die nahezu unendliche Möglichkeit an Optionen beim Navigieren des oder der Verkehrsteilnehmer sowie weiterer aleatorischer Mechanismen beim Simulieren der virtuellen Verkehrssituation können, wie im realen Straßenverkehr, eine nahezu unendlich große Anzahl an verschiedenen Szenarien entstehen. Ein Auftreten von bekannten oder neuen Szenarien wird durch die Erfindung anhand von vordefinierten Kriterien festgestellt. Hierfür wird der Simulationsprozess und insbesondere die mittels diesem erzeugten Simulationsdaten

kontinuierlich analysiert bzw. überwacht.

In Bezug auf den Crowdsourcing-Ansatz kann hierbei der natürliche Spieltrieb von Menschen ausgenutzt werden. So kann das erfindungsgemäße Verfahren oder sogar ein entsprechendes System Benutzern zur Verfügung gestellt werden. Diese Benutzer können dann „zum Spaß“ in dem simulierten Verkehr herumfahren. Alternativ könnten den Benutzern auch Aufgaben gestellt werden, beispielsweise dass diese möglichst zügig von einem Ort A zu einem Ort B gelangen sollen, unter Einhaltung von Verkehrsregeln, oder dass sie gewisse Objekte einsammeln müssen. Des Weiteren könnte der Benutzer beim Navigieren durch den simulierten Verkehr abgelenkt werden, z. B. indem er gewisse Spracheingaben oder Ähnliches vornehmen muss.

Die Physik in der Simulation entspricht hierbei der Realität, um möglichst reale Szenariendaten zu erzeugen. Dies gilt insbesondere in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften der Verkehrsteilnehmer und jener des Umfelds. Ein Durchfahren von Objekten oder Ähnliches ist nicht möglich. Besonders bevorzugt navigieren mehrere Benut-

zer mehrere Verkehrsteilnehmer in dem simulierten Verkehr.

Die auf diese Weise erzeugten Szenariendaten sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens bereits gelabelt, insbesondere Objekte der virtuellen Verkehrssituation sind gelabelt. In der Simulation steht Information über Eigenschaften von Objekten zur Verfügung, so dass die Information den Objekten zugeordnet werden kann.

Dies ist insbesondere ein Vorteil gegenüber Daten aus einem realen Testbetrieb, bei welchen alle Objekte gelabelt werden müssen. Dieses Labelling ist im Allgemeinen

sehr aufwendig, da es nur durch Menschen durchgeführt werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Szenariendaten beim Extrahieren in der Weise beschrieben, dass diese zum Simulieren von Szenarien verwendbar sind, vorzugsweise mittels OpenSCENARIO® oder als OSIDaten ausgebeben werden. Hierdurch können die Szenariendaten direkt zum Simu-

lieren von Szenarien weiterverwendet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Benutzer durch verschiedene Aktionen in der simulierten virtuellen Verkehrsumgebung zur Aktivität angeregt. Eine solche Aktivität kann beispielsweise das simulierte Verhalten eines an-

deren Verkehrsteilnehmers sein. Insbesondere können sich diese anderen

Verkehrsteilnehmer so verhalten, dass der Benutzer reagieren muss. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist dieses des Weiteren die folgenden Arbeitsschritte

auf:

Ermitteln einer Güte der extrahierten Szenariendaten in Abhängigkeit eines vordefinierten Kriteriums, wobei die Güte vorzugsweise durch eine Gefährlichkeit eines zugrundeliegenden Szenarios charakterisiert ist. Die Güte gibt die Qualität eines zugrundeliegenden Szenarios an. Vorzugsweise werden die extrahierten Szenariendaten dann ausgegeben, wenn die Güte eine Abbruchbedingung erreicht. Weiter vorzugsweise wird die Güte an den Benutzer über eine erste oder zweite Benutzerschnittstelle, insbesondere ein Display ausgegeben. Eine Abbruchbedingung kann hierbei vorzugsweise eine berechnete Dauer bis zu einem Kollisionszeitpunkt oder eine Kollisions-

wahrscheinlichkeit sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Güte höher, je gefährlicher das jeweils entstandene Szenario ist, insbesondere je kürzer eine berech-

nete Dauer bis zu einem Kollisionszeitpunkt ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird dem ersten Benutzer in Abhängigkeit von der Güte eines aufgetretenen Szenarios eine, insbesondere fiktive, Belohnung gutgeschrieben. Hierdurch erhält der Benutzer eine Motivation, kriti-

sche Szenarien zu erzeugen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kommt zum Simulieren der virtuellen Verkehrssituation ein Verkehrsflussmodell, insbesondere PTV-Vissim® oder Eclipse SUMO, insbesondere Version 1.8.0, zum Einsatz. Durch den Einsatz eines Verkehrsflussmodells kann eine besonders realistische Verkehrssituation erzeugt

werden.

Die im Vorhergehenden genannten Merkmale und Vorteile in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung gelten entsprechend auch für die anderen Aspekte der Erfindung und umgekehrt.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs, die folgenden Arbeitsschritte

aufweisend:

Bereitstellen von Szenariendaten, welche ein Szenario charakterisieren, in welchem sich das Fahrzeug befindet und welches eine Mehrzahl an anderen Verkehrsteilnehmern aufweist, wobei die Szenariendaten mittels eines Verfahren zum Erzeugen von

Szenariendaten gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erzeugt sind;

Simulieren eines virtuellen Umfelds des Fahrzeugs auf der bereitgestellten Szenariendaten;

Ausgeben des virtuellen Umfelds an das Fahrerassistenzsystem über eine Schnittstelle; und

Betreiben des Fahrerassistenzsystems in dem virtuellen Umfeld des Fahrzeugs.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Testen eines Fahrerassistenzsystems wird das Fahrerassistenzsystem simuliert. Dies bedeutet, dass nur die Software bzw. der tatsächliche Code des Fahrerassistenzsystems beim Simulieren der virtuellen Verkehrssituation berücksichtigt wird bzw. implementiert ist, gemäß dem Konzept „Software-in-the-Loop“. Hierdurch kann das Testen eines Fahrerassistenz-

systems in einer reinen Simulation durchgeführt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Testen eines Fahrerassistenzsystems werden beim Betreiben des Fahrerassistenzsystems Daten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs in das Fahrerassistenzsystem eingespeist und/oder das Fahrerassistenzsystem, insbesondere dessen Sensoren, werden auf der Grundlage des Umfelds des Fahrzeugs stimuliert. Hierdurch kann das Fahrerassistenzsystem, insbesondere dessen Software oder die gesamte Hardware auf einem Prüfstand getestet werden. Insbesondere kann hierfür ein Hardware-in-the-Loop-Ver-

fahren zum Einsatz kommen.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen von Szenariendaten

zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs, aufweisend:

Mittel zum Simulieren einer virtuellen Verkehrssituation, welche eine Mehrzahl an virtuellen Verkehrsteilnehmern aufweist, wobei wenigstens ein erster Verkehrsteilnehmer der Mehrzahl an Verkehrsteilnehmern von einem ersten Benutzer steuerbar ist und wobei jene Verkehrsteilnehmer, welche nicht von Benutzern steuerbar sind, automatisiert, insbesondere durch künstliche Intelligenz oder Logik-basiert, gesteuert werden,

wobei beim Simulieren Simulationsdaten erzeugt werden;

eine erste, insbesondere wenigstens optische, Benutzerschnittstelle zum Ausgeben, auf der Grundlage der virtuellen Verkehrssituation, eines virtuellen Umfelds des we-

nigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers an den ersten Benutzer; und

eine zweite Benutzerschnittstelle zum Erfassen von Eingaben des ersten Benutzers zum Steuern des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers in einem virtuellen Umfeld des ersten Verkehrsteilnehmers, wobei die Mittel zum Simulieren des Weiteren eingerichtet sind, um die erfassten Eingaben des ersten Benutzers und die daraus resultierende Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers mit seinem virtuellen Umfeld beim Simulieren der virtuellen Verkehrssituation zu berück-

sichtigten;

Mittel zum Prüfen der erzeugten Simulationsdaten auf ein Auftreten von Szenarien, welche aus der Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers mit dem übrigen Umfeld entstehen, wobei das Auftreten der Szenarien durch eine vordefinierte Konstellation simulierter Messgrößen, welche vorzugsweise elementaren Ma-

növern entsprechen, charakterisiert sind;

Mittel zum Extrahieren, wenn ein Auftreten eines Szenarios durch die Mittel zum Prüfen der erzeugten Simulationsdaten festgestellt wird, von Szenariendaten in Bezug auf das Szenario; und

einen Datenspeicher zum Aufzeichnen der Szenariendaten zum Testen des Fahreras-

sistenzsystems.

Mittel im Sinne der Erfindung können hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein und insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheiten (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dabei dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper und/oder andere nicht-flüchtige Medien, aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen

imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und dann

insbesondere Szenarien erzeugen kann.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Testen eines Fahrerassistenz-

systems eines Fahrzeugs, aufweisend:

einen Datenspeicher zum Bereitstellen von Szenariendaten, welche ein Szenario charakterisieren, in welchem sich das Fahrzeug befindet und welches eine Mehrzahl an anderen Verkehrsteilnehmern aufweist, wobei die Szenariendaten mittels eines Ver-

fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erzeugt sind;

Mittel zum Simulieren eines virtuellen Umfelds des Fahrzeugs auf der Grundlage der

Szenariendaten; und

eine Schnittstelle zum Ausgeben des virtuellen Umfelds an das Fahrerassistenzsystem in der Weise, dass das das Fahrerassistenzsystem in dem virtuellen Umfeld des Fahrzeugs auf der Grundlage des simulierten Szenarios betrieben werden kann.

Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm, welches Anweisungen enthält, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen ein Verfahren gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung auszu-

führen.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Bezug auf die Figuren. Es zeigt wenigstens teilweise schematisch:

Figur 1 ein Diagramm einer Auftrittswahrscheinlichkeit von Szenarien in Abhängigkeit ihrer Kritikalität;

Figur 2 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erzeu-

gen von Szenarien; Figur 3a ein erstes Beispiel für eine simulierte virtuelle Verkehrssituation; Figur 3b ein zweites Beispiel für eine simulierte virtuelle Verkehrssituation;

Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Erzeugen von Szenariendaten

zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs;

Figur 5 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs;

Figur 6 ein Beispiel eines simulierten Szenarios; und

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Testen eines Fahrerassistenz-

systems eines Fahrzeugs.

Figur 1 zeigt die Auftrittswahrscheinlichkeit von Szenarien in Abhängigkeit der Kritikalität von Szenarien. Die Auftrittswahrscheinlichkeit ist jene Wahrscheinlichkeit, in wel-

cher Szenarien im realen Straßenverkehr vorkommen.

In Fig. 1 fällt auf, dass die Mehrzahl an Szenarien von vergleichsweise geringer Komplexität und/oder Kritikalität sind, was auch der allgemeinen Lebenserfahrung eines Autofahrers entspricht. Der Bereich dieser Szenarien ist in Fig. 1 mit „A“ bezeichnet. Szenarien von hoher Komplexität und/oder Kritikalität, deren Bereich in Fig. 1 mit „B“ bezeichnet ist, kommen dagegen vergleichsweise selten vor. Gerade jene Szenarien „B“ mit großer Komplexität und/oder Kritikalität sind jedoch zum Untersuchen der Funk-

tionstüchtigkeit von Fahrerassistenzsystemen von hoher Relevanz.

Um eine ausreichende Anzahl und Diversität an verschiedenen Szenarien mit hoher Komplexität „B“ während des Tests eines Fahrerassistenzsystems zu erreichen, muss daher, unter Zugrundelegung der gezeigten Verteilungskurve, eine sehr hohe Anzahl

an Szenarien durchlaufen werden.

Ein Verfahren zum Erzeugen einer großen Anzahl von verschiedenen Szenarien zum Testen von Fahrerassistenzsystemen wird nachfolgend in Bezug auf die Fig. 2 bis Fig. 3b beschrieben.

In einem ersten Arbeitsschritt 101 werden Simulationsdaten erzeugt. Vorzugsweise weist der erste Arbeitsschritt 101 drei untergeordnete Prozesse auf.

In dem ersten dieser Prozesse 101-1 wird eine virtuelle Verkehrssituation 3 simuliert, welche eine Mehrzahl an virtuellen Verkehrsteiilnehmern 1, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6 aufweist. Vorzugsweise ist in dieser virtuellen Verkehrssituation 3 wenigstens ein erster Verkehrsteilnehmer 1 der Mehrzahl an Verkehrsteilnehmern 1, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6 von einem ersten Benutzer 2 (vgl. Fig. 4) steuerbar und jene Verkehrsteilnehmer 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6, welche nicht von Benutzern steuerbar sind, werden automatisiert gesteuert.

Hierbei kommt vorzugsweise eine künstliche Intelligenz, ein logisches Modell oder ein Verkehrsflussmodell, insbesondere PTV-Vissim® oder Eclipse SUMO, zum Einsatz zum Einsatz. Vorzugsweise kann sich in der simulierten virtuellen Verkehrssituation 3 eine Vielzahl an Verkehrsteilnehmern befinden, welche durch Benutzer, d.h. Menschen, gesteuert werden.

In Bezug auf das Simulieren der virtuellen Verkehrssituation gibt es im Wesentlichen zwei Ansätze: Die Simulation beruht auf Daten, welche in einer realen Testfahrt gewonnen wurden. In diesem Fall können die Parameter einzelner Objekte, z. B. deren Geschwindigkeit von Verkehrsteilnehmern, verändert werden oder aber so übernommen werden, wie sie während der realen Testfahrt erfasst wurden. In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Verkehrssituation 3 rein auf der Grundlage von mathematischen Algorithmen erstellt. Vorzugsweise können beide Ansätze auch ver-

mischt werden.

Eine solche simulierte Verkehrssituation 3 ist beispielsweise in Fig. 3a gezeigt. Bei der in Fig. 3a gezeigten Verkehrssituation 3 überquert ein Fußgänger 6 eine Straße. Ein Fahrzeug 1, welches von dem ersten Benutzer gesteuert wird, nähert sich dem Fußgänger 6 auf dem zum Fußgänger 6 hin liegenden Fahrstreifen. Neben dem Fahrstreifen sind weitere Fahrzeuge 5b, 5c, 5d geparkt, durch welche der Fußgänger 6 für einen Fahrer des durch den Benutzer gesteuerten Fahrzeugs 1 nicht oder nur schlecht sichtbar ist. Auf dem zweiten Fahrstreifen für den entgegenkommenden Verkehr fährt auf Höhe des Fußgängers 6 ein weiteres Fahrzeug ba. Hinter dem weiteren Fahrzeug 5a nähert sich ein Motorradfahrer 4, welcher zum Überholen des weiteren Fahrzeugs 5a ansetzt. Ob dieser Motorradfahrer 4 für den Fahrer des von dem ersten Benutzer gesteuerten Fahrzeugs sichtbar ist, lässt sich aus Fig. 3a nicht erschließen.

Die weiteren Fahrzeuge ba, 5b, 5c, 5d, der Fußgänger 6 sowie der Motorradfahrer 4 bilden ein virtuelles Umfeld des durch den ersten Benutzer 2 gesteuerten Fahrzeugs 1 in der Verkehrssituation 3.

Je nachdem, wie der erste Benutzer 2 im initialen Szenario, welches sich aus der Verkehrssituation 3 ergibt, reagiert oder agiert, d. h. welches Fahrverhalten der erste Benutzer in dem virtuellen Umfeld des von ihm gesteuerten Fahrzeugs 1 zeigt, wird sich eine Fahrsituation bzw. ein weiteres Szenario ergeben, welche bzw. welches gefähr-

lich oder weniger gefährlich ist. Wird der erste Benutzer 2 das Fahrzeug 1

beispielsweise, wie in Figur 3a durch den Balken vor dem Bewegungspfeil des Fahrzeugs 1 angedeutet, durch ein Bremsen zum Stehen bringen, so kann der Motorradfahrer 4 das auf dem anderen Fahrstreifen 5a entgegenkommende Fahrzeug 5a ungestört überholen.

Figur 3b zeigt dieselbe virtuelle Verkehrssituation 3 wie Fig. 3a, in welchem sich das von dem ersten Benutzer 1 gesteuerte Fahrzeug in demselben initialen Szenario befindet wie in Fig. 3a. Wie durch den Bewegungspfeil, welcher von dem durch den ersten Benutzer gesteuerten Fahrzeug 1 ausgeht, angedeutet ist, steuert der erste Be-

nutzer dieses Fahrzeug 1 mit unverminderter Geschwindigkeit weiter.

Hieraus wird sich mit hoher Wahrscheinlichkeit eine nachfolgende Fahrsituation bzw. ein nachfolgendes Szenario entwickeln, in welchem der Motorradfahrer 4 mit dem durch den ersten Benutzer 1 gesteuerten Fahrzeug 1 kollidiert. Auch dies ist in Fig. 3b angedeutet. Eine solche Fahrsituation bzw. ein solches Szenario würde einer sehr hohen Gefährlichkeit entsprechen.

In einem zweiten Prozess 101-2 des ersten Arbeitsschritts 101 wird die virtuelle Verkehrssituation 3 an den ersten Benutzer 2 über eine erste Benutzerschnittstelle 12

ausgegeben.

Mögliche Benutzerschnittstellen sind in Fig. 4 beispielhaft dargestellt und umfassen vorzugsweise optische Benutzerschnittstellen, insbesondere Bildschirme, Audio-Benutzerschnittstellen, insbesondere Lautsprecher, und/oder eine Benutzerschnittstelle zur Stimulierung des Gleichgewichtssinns des ersten Benutzers 2.

In einem dritten Prozess 101-3 des ersten Arbeitsschritts 101 werden Eingaben des ersten Benutzers 2 zum Steuern des wenigstens einen Verkehrsteilnehmers in einem virtuellen Umfeld des ersten Verkehrsteilnehmers 1 über eine zweite Benutzerschnittstelle 13 erfasst.

Auch die zweiten Benutzerschnittstellen 13 sind in Fig. 4 gezeigt. Vorzugsweise handelt es sich dabei um das Lenkrad, eine Gangschaltung, eine Handbremse, ein Bremspedal, eine Kupplung, und/oder ein Gaspedal sowie weitere etwaige Steuerinstru-

mente, welche einem Fahrer in einem Fahrzeug zur Verfügung stehen.

Je nachdem, welche Art von Verkehrsteilnehmer 1, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6 der Benutzer 2 steuert, können jedoch auch andere Eingabemittel als Benutzerschnittstelle 13 vor-

handen sein, beispielsweise eine Art Joystick.

Wie bereits erläutert, ist der erste Verkehrsteilnehmer 1 in den Fig. 3a und 3b das schwarze Fahrzeug. Beim Simulieren der in den Fig. 3a und 3b gezeigten Verkehrssituation 3 werden die erfassten Eingaben des ersten Benutzers 2 und die daraus resultierende Wechselwirkung des Fahrzeugs 1, d. h. des ersten Verkehrsteilnehmers, mit seinem virtuellen Umfeld berücksichtigt.

Die Wechselwirkung in den in Fig. 3a und 3b gezeigten Verkehrssituationen 3 ist beispielsweise, wie der erste Benutzer 2 auf das initiale Szenario reagiert. Je nach Reaktion des ersten Benutzers 2 auf dieses initiale Szenario werden auch die anderen Verkehrsteilnehmer, insbesondere das weitere entgegenkommende Fahrzeug 5a und der Motorradfahrer 4 sowie der Fußgänger 6, reagieren. Beispielsweise ist damit zu rechnen, dass der Motorradfahrer 4 abbremst, wenn er bemerkt, dass das durch den ersten Benutzer 2 gesteuerte Fahrzeug 1 seine Geschwindigkeit nicht reduziert. Diese Wechselwirkungen haben wiederum einen Einfluss auf die Entwicklung der virtuellen Ver-

kehrssituation 3.

Der Arbeitsschritt des Erzeugens 101 von Simulationsdaten ist mithin ein kontinuierlicher Prozess, welcher beständig, wie in Fig. 2 angedeutet, in einer Schleife verläuft und dabei Simulationsdaten erzeugt.

Während des Simulierens werden die Objekte, welche Teil der virtuellen Verkehrssituation 3 sind, bereits mit Metainformation gekennzeichnet. Ein gesondertes Labeln ist daher nicht mehr erforderlich. Dies betrifft sowohl statische als auch dynamische Objekte. Hierdurch umfassen spätere Daten, welche aus den Simulationsdaten gewon-

nen werden können, die sogenannte Ground-Truth-Information.

Werden die Szenariendaten beispielsweise zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eingesetzt, kann nachvollzogen werden, welche Objekte das Fahrerassistenzsystem zutreffend und welche es unzutreffend erfasst hat. Solche Labels sind beispielsweise Baum, Fußgänger, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, etc.

Weiter vorzugsweise werden in den Fahrsituationen 3 Aktionen gesetzt, welche den

ersten Benutzer zur Aktivität anregen. Beispielsweise könnte dies ein in der

Fahrsituation 3 der Fig. 3a und 3b ein Fahrzeug sein, welches dem durch den ersten Benutzer 2 gesteuerten Fahrzeug 1 folgt und dieses zum Beschleunigen drängt. Auch eine überraschende Bewegungstrajektorie des Fußgängers 6, beispielsweise indem

dieser anfängt zu rennen, kann eine solche Aktion sein.

In einem zweiten Arbeitsschritt 102 des Verfahrens 100 werden die erzeugten Simulationsdaten auf ein Auftreten von Szenarien, welche aus der Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers 1, in den Fig. 3a und 3b das schwarze Fahrzeug, mit dem virtuellen Umfeld entstehen. Hierbei können sowohl bereits bekannte Szenarien, welche schon früher aufgetreten sind oder als Schablone vordefiniert sind, abgeprüft werden, als auch noch nicht vordefinierte Szenarien.

Beide Arten von Szenarien sind vorzugsweise durch vordefinierte Konstellationen simulierter Messgrößen, welche aus der virtuellen Verkehrssituation 3 bestimmt werden können, definiert. Diese vordefinierten Konstellationen bilden entweder die Schablonen für Szenarien, oder entsprechen elementaren Manövern, von welchen auf das Auftreten eines Szenarios geschlossen werden kann. Dies könnte beispielsweise eine starke Bremsverzögerung des Fahrzeugs 1 in den Fig. 3a und 3b sein, welche als Triggerbedingung für das Auftreten eines noch nicht vordefinierten Szenarios einge-

setzt wird.

Wird ein Auftreten eines Szenarios festgestellt, so werden Szenariendaten in Bezug auf das Szenario in einem dritten Arbeitsschritt 103 extrahiert. Extrahieren bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere ein Abgrenzen oder Isolieren eines Datenbereichs in den Simulationsdaten, welche im Zusammenhang mit dem festgestellten Szenario stehen. Vorzugsweise werden die Szenariendaten beim Extrahieren in der Weise beschrieben, dass diese sich zum Simulieren von Szenarien eignen. Vorzugsweise sind diese mittels OpenSCENARIO® oder OpenDrive® verwendbar. Weiter vorzugs-

weise werden diese als OSI-Daten bzw. OSI-Stream ausgegeben.

In einem vierten Arbeitsschritt 104 des Verfahrens 100 werden die Szenariendaten zum Testen des Fahrerassistenzsystems aufgezeichnet. Danach stehen diese Daten zum Testen eines Fahrerassistenzsystems bereit. Ein solches Testverfahren 200 wird weiter unten in Bezug auf Figur 5 beschrieben.

In einem fünften Arbeitsschritt 105 wird vorzugsweise eine Güte des entstandenen Szenarios in Abhängigkeit eines vordefinierten Kriteriums ermittelt, wobei die Güte vorzugsweise durch eine Gefährlichkeit eines des Szenarios charakterisiert ist. Vorzugsweise ist die Güte umso höher, je gefährlicher das entstandene Szenario ist. Eine Gefährlichkeit wird vorzugsweise durch sogenannte Time-to-X-Metriken bestimmt, wie sie beispielsweise in der Veröffentlichung „Metrik zur Bewertung der Kritikalität von Verkehrssituationen und -szenarien“; P. Junietz et al., 11. Workshop Fahrerassistenzsysteme und automatisiertes Fahren“, FAS 2017 beschrieben werden. Insbesondere können hierbei als Kriterien zum Einsatz kommen: Dauer bis zu einem Kollisionszeitpunkt (Time-to-Collision), Time-to-Kickdown, Time-to-Steer, Time-to-React, Distance-of-Closest-Encounter, Time-to-Closest-Encounter, Worst-Time-to-Collision. Weiter vorzugsweise wird die Gefährlichkeit durch eine Unfallwahrscheinlichkeit charakterisiert.

Weiter vorzugsweise wird dem ersten Benutzer 2 in Abhängigkeit von der Güte des aufgetretenen Szenarios eine, insbesondere fiktive, Belohnung gutgeschrieben.

In Fig. 4 ist ein System 10 zum Erzeugen von Szenarien zum Testen eines Fahreras-

sistenzsystems eines Fahrzeugs dargestellt.

Dieses System 10 weist vorzugsweise Mittel 11 zum Simulieren einer virtuellen Verkehrssituation 3, welche eine Mehrzahl an virtuellen Verkehrsteilnehmern aufweist, auf. Um Verkehrsteilnehmer 1 durch einen ersten Benutzer 2 steuerbar zu machen, weist das System des Weiteren wenigstens eine erste Benutzerschnittstelle 12 und

wenigstens eine zweite Benutzerschnittstelle 13 auf.

Die wenigstens eine erste Benutzerschnittstelle 12 dient zum Ausgeben eines virtuellen Umfelds wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmer 1 an den ersten Benutzer 2. Das virtuelle Umfeld des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers 1 ist hierbei auf der Grundlage der simulierten virtuellen Verkehrssituation 3 ermittelt. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine Darstellung der virtuellen Verkehrssituation 3 in dem initialen Szenario aus der Sicht des ersten Verkehrsteilnehmers 1, welche der

erste Benutzer 2 steuert.

Wie in Fig. 4 dargestellt, handelt es sich bei diesen Benutzerschnittstellen 12 um opti-

sche Benutzerschnittstellen wie Bildschirme und Audio-Schnittstellen wie

Lautsprecher und gegebenenfalls Vorrichtungen, mit welchen der Gleichgewichtssinn des jeweiligen Benutzers 2 beeinflusst werden kann.

Die zweite Benutzerschnittstelle bzw. Benutzerschnittstellen 13 sind eingerichtet, um Eingaben des jeweiligen Benutzers 2 zu erfassen. Hierbei handelt es sich, wie in Fig. 4 gezeigt, vorzugsweise um verschiedene Bedienelemente. Diese können, wie bereits oben erläutert, in Abhängigkeit des jeweiligen von dem Benutzer 2 gesteuerten Verkehrsteilnehmers 1 abhängig sein. Ist der durch den ersten Benutzer 2 gesteuerte Verkehrsteilnehmer 1 ein Fahrzeug, so sind die Benutzerschnittstellen 12, 13 vorzugsweise im Bereich einer sogenannten Sitzkiste 19 angeordnet, welche zusammen mit

den Benutzerschnittstellen 12, 13 ein Simulator bildet, wie in Fig. 4 dargestellt.

Des Weiteren weist das System 10 vorzugsweise Mittel 14 zum Prüfen der erzeugten Simulationsdaten auf ein Auftreten von Szenarien auf. Weiterhin weist das System 10 vorzugsweise Mittel 15 zum Extrahieren von Szenariendaten in Bezug auf das Szenario und einen Datenspeicher 16 zum Aufzeichnen der Szenariendaten auf. Weiter vorzugsweise weist das System 10 vorzugsweise Mittel zum Ermitteln einer Güte der extrahierten Szenariendaten in Abhängigkeit eines vordefinierten Kriteriums auf. Weiter vorzugsweise weist das System 10 eine weitere Schnittstelle 18 auf, welche vorzugsweise als Benutzerschnittstelle eingerichtet ist, um die Güte an den Benutzer 2 auszugeben und/oder als Datenschnittstelle eingerichtet ist, um die Szenariendaten zur weiteren Verarbeitung auszugeben. Vorzugsweise sind die Mittel 11, 14, 15, 16, 17, 18 Teil einer Datenverarbeitungseinrichtung, welche vorzugsweise durch einen Computer gebildet wird.

Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 200 zum Testen eines Fahrerassistenzsystems 7 eines Fahrzeugs 8, wie in Fig. 6 dargestellt.

Bei diesem Verfahren 200 werden Szenariendaten, welche ein Szenario charakterisieren, in welchem sich das Fahrzeug 8) befindet und welches vorzugsweise eine Mehrzahl an anderen Verkehrsteilnehmern 4*, 5a‘, 5b‘, 5c‘, 5d‘, 6‘ aufweist, in einem ersten Arbeitsschritt 201 simuliert. Auch diese Szenariendaten beruhen vorzugsweise wiederum auf Simulationen, aus welchen diese gemäß dem weiter oben beschriebenen Ver-

fahren 100 extrahiert wurden.

Ein Szenario wird in einem zweiten Arbeitsschritt 202 auf der Grundlage der Szenariendaten simuliert. In diesem Szenario befindet sich das Fahrzeug 8 mit dem zu testenden Fahrerassistenzsystem 7. Darüber hinaus weist das Szenario vorzugsweise

eine Mehrzahl an anderen Verkehrsteilnehmern oder Objekten auf.

In dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel eines Szenarios sind dies parkende Fahrzeuge 5b', 5c', 5d', ein Fußgänger 6', ein entgegenkommendes Fahrzeug 5a' auf dem anderen Fahrstreifen sowie ein ebenfalls auf diesem Fahrstreifen befindliches Motorrad 5' in Analogie zu den in den Fig. 3a, 3b gezeigten Fahrsituationen 3.

Auf der Grundlage des simulierten Szenarios wird in einem dritten Arbeitsschritt 203 ein virtuelles Umfeld des Fahrzeugs 8 mit dem Fahrerassistenzsystem 7 erzeugt und

ausgegeben.

Das virtuelle Umfeld wird in einem dritten Arbeitsschritt 203 an das Fahrerassistenzsystem 7 über eine Schnittstelle 23 ausgegeben. Schließlich wird das Fahrerassistenzsystem 7 in dem virtuellen Umfeld des Fahrzeugs 8 in einem vierten Arbeitsschritt 204 betrieben.

Das Fahrverhalten des Fahrerassistenzsystems 7 in dem Szenario bzw. Umfeld kann im Weiteren analysiert und bewertet werden. Auf der Grundlage einer solchen Analyse oder Bewertung kann das Fahrerassistenzsystem 7 optimiert werden.

In dem in Fig. 6 gezeigten Szenario weist das Fahrerassistenzsystem 7 eines Fahrzeugs 8 ein Radarsystem auf, welches die in dem Umfeld des Fahrzeugs 8 angeord-

neten Objekte, insbesondere die Verkehrsteilnehmer 4', 5a', 5b', 5c', 5d', 6' erfasst.

Beim dargestellten Beispielszenario ist das Fahrerassistenzsystem 7 in den Personenkraftwagen 8 integriert. Ebenso könnte das zu testende Fahrerassistenzsystem aber auch in das Motorrad 4‘ integriert sein. Beispielsweise könnte der Motorradfahrer durch Sensorik des Fahrerassistenzsystems bereits frühzeitig gewarnt werden und daher nicht ausscheren. Damit reagiert das Fahrerassistenzsystem des Motorrads 4‘ und das schwarze Auto kann weiterfahren, ohne, dass es zu einer Kollision kommt. Ein System 20 zum Testen eines Fahrerassistenzsystems 7, welches geeignet ist, um das in Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschriebene Verfahren 200 auszuführen, ist in Fig. 7 dargestellt.

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Ein solches System 20 weist einen Datenspeicher 21 zum Bereitstellen von Szenariendaten auf, welche ein Szenario charakterisieren, in welchem sich das Fahrzeug 8 befindet. Mittel 22 sind eingerichtet, um ein virtuelles Umfeld des Fahrzeugs auf der Grundlage der Szenariendaten zu simulieren. Des Weiteren sind die Mittel 22 eingerichtet, um dieses Umfeld auch zu rendern.

Eine Schnittstelle 23 ist schließlich eingerichtet, um das virtuelle Umfeld eines Fahrerassistenzsystems 7 auszugeben. Eine solche Schnittstelle kann, wenn das Fahrerassistenzsystem 7 eine optische Kamera aufweist, ein Bildschirm sein. In dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel ist der Sensor des Fahrerassistenzsystems ein Radarsensor, welcher ein Signal S aussendet. Dieses Signal S wird von Radarantennen 23 erfasst.

Die Mittel 22 zum Simulieren berechnen auf der Grundlage des erfassten Signals und des simulierten Umfelds ein Antwortsignal S', welches wiederum an das Radar des Fahrerassistenzsystems ausgegeben wird. Auf diese Weise kann die Funktion des Fahrerassistenzsystems 7 getestet werden. Je nachdem, welche Komponenten eines Fahrerassistenzsystems 7 getestet werden sollen, kann das simulierte virtuelle Umfeld, wie in Fig. 7 gezeigt, durch Emulation von Signalen an den Sensor des Fahrerassistenzsystems 7 getestet werden. Alternativ kann aber auch ein Signal erzeugt werden, welches direkt in die Datenverarbeitungseinheit 7 des Fahrerassistenzsystems eingespeist wird oder auch ein Signal S', welches lediglich durch die Software des Fahrerassistenzsystems 7 verarbeitet wird.

Vorzugsweise sind der Datenspeicher 21 und die Mittel zum Simulieren 22 Teil einer Datenverarbeitungseinrichtung.

Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquiva-

lenten Merkmalskombinationen ergibt.

Claims (15)

Patentansprüche

1. Computerimplementiertes Verfahren (100) zum Erzeugen von Szenariendaten zum Testen eines Fahrerassistenzsystems (7) eines Fahrzeugs (8), folgende Arbeitsschritte aufweisend:

Erzeugen (101) von Simulationsdaten durch

Simulieren (101-1) einer virtuellen Verkehrssituation (3), welche eine Mehrzahl an virtuellen Verkehrsteilnehmern (1, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6) aufweist, wobei wenigstens ein erster Verkehrsteilnehmer (1) der Mehrzahl an Verkehrsteilnehmern (1, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6) von einem ersten Benutzer (2) steuerbar ist und wobei jene Verkehrsteilnehmer (4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6), welche nicht von Benutzern steuerbar sind, automatisiert, insbesondere durch künstliche Intelligenz oder Logik-basiert, gesteuert werden,

Ausgeben (101-2), auf der Grundlage der virtuellen Verkehrssituation (3), eines virtuellen Umfelds des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers (1) an den ersten Benutzer (2) über eine erste, insbesondere we-

nigstens optische, Benutzerschnittstelle (12), und

Erfassen (101-3) von Eingaben des ersten Benutzers (2) zum Steuern des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers (1) in dem virtuellen Umfeld des ersten Verkehrsteilnehmers (1) über eine zweite Benutzerschnittstelle (13), wobei beim Simulieren der virtuellen Verkehrssituation (3) die erfassten Eingaben des ersten Benutzers (2) und die daraus resultierende Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteil-

nehmers (1) mit seinem virtuellen Umfeld berücksichtigt werden; Prüfen (102) der erzeugten Simulationsdaten auf ein Auftreten von Szenarien,

welche aus der Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteilneh-

mers (1) mit dem virtuellen Umfeld entstehen, wobei das Auftreten der Szenarien

durch eine vordefinierte Konstellation simulierter Messgrößen, welche vorzugs-

weise elementaren Manövern entsprechen, charakterisiert sind;

Extrahieren (103), wenn ein Auftreten eines Szenarios festgestellt wird, von Sze-

nariendaten in Bezug auf das Szenario; und

Aufzeichnen (104) der Szenariendaten zum Testen des Fahrerassistenzsystems

(7).

2, Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei Objekte der virtuellen Verkehrssituation (3) gelabelt sind.

3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Szenariendaten beim Extrahieren in der Weise beschrieben werden, dass diese zum Simulieren von Szenarien verwendbar sind, vorzugsweise mittels OpenSCENARIO®, oder als OSIDaten ausgegeben werden.

4. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Benutzer (2) durch eine Aktion oder Aktionen in der simulierten virtuellen Verkehrsumgebung zu Aktivität angeregt wird.

5. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, des Weiteren die folgenden Arbeitsschritte aufweisend: Ermitteln (105) einer Güte der extrahierten Szenariendaten in Abhängigkeit eines vordefinierten Kriteriums, wobei die Güte vorzugsweise durch eine Gefährlichkeit eines zugrundeliegenden Szenarios charakterisiert ist.

6. Verfahren (100) nach Anspruch 5, wobei die Güte höher ist, je gefährlicher das jeweils entstandene Szenario ist, insbesondere je kürzer eine berechnete Dauer

bis zu einem Kollisionszeitpunkt ist.

7. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei dem

ersten Benutzer (2), insbesondere in Abhängigkeit von der Güte eines aufgetre-

tenen Szenarios, eine, insbesondere fiktive, Belohnung gutgeschrieben wird.

8. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei zum Simulieren der virtuellen Verkehrssituation (3) ein Verkehrsflussmodell, insbesondere PTV Vissim®, zum Einsatz kommt.

9. Computerimplementiertes Verfahren (200) zum Testen eines Fahrerassistenzsystems (7) eines ersten Fahrzeugs (8), die folgenden Arbeitsschritte aufweisend:

Bereitstellen (201) von Szenariendaten, welche ein Szenario charakterisieren, in welchem sich das ersten Fahrzeug (8) befindet und welches eine Mehrzahl an anderen Verkehrsteilnehmern (4*, 5a‘, 5b‘, 5c‘, 5d‘, 6°) aufweist, wobei die Szenariendaten mittels eines Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erzeugt sind;

Simulieren (202) eines virtuellen Umfelds des ersten Fahrzeugs (8) auf der bereitgestellten Szenariendaten;

Ausgeben (203) des virtuellen Umfelds an das Fahrerassistenzsystem (7) über eine Schnittstelle (23); und

Betreiben (204) des Fahrerassistenzsystems (7) in dem virtuellen Umfeld des ersten Fahrzeugs (8).

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Fahrerassistenzsystem (7) simuliert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei beim Betreiben des Fahrerassistenzsystems (7) Daten in Bezug auf das Umfeld des ersten Fahrzeugs (8) in das Fahrerassistenzsystem (7) eingespeist werden und/oder das Fahrerassistenzsystem (7), insbesondere dessen Sensoren, auf der Grundlage des Umfelds des ersten Fahr-

zeugs (8) stimuliert werden.

12. Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, die Schritte eines Ver-

fahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.

13. Computer-lesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 12

gespeichert ist.

14. System (10) zum Erzeugen von Szenariendaten zum Testen eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs, aufweisend: Mittel (11) zum Simulieren einer virtuellen Verkehrssituation (3), welche eine Mehrzahl an virtuellen Verkehrsteilnehmern aufweist, wobei wenigstens ein erster Verkehrsteilnehmer (1) der Mehrzahl an Verkehrsteilnehmern (1, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6) von einem ersten Benutzer (2) steuerbar ist und wobei jene Verkehrsteilnehmer (4, 5a, 5b, 5c, 5d, 6), welche nicht von Benutzern steuerbar sind, automatisiert, insbesondere durch künstliche Intelligenz oder Logik-basiert, gesteu-

ert werden, wobei beim Simulieren Simulationsdaten erzeugt werden;

eine erste, insbesondere wenigstens optische, Benutzerschnittstelle (12) zum Ausgeben, auf der Grundlage der virtuellen Verkehrssituation (3), eines virtuellen Umfelds des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers (1) an den ersten Be-

nutzer (2); und

eine zweite Benutzerschnittstelle (13) zum Erfassen von Eingaben des ersten Benutzers (2) zum Steuern des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers (1) in einem virtuellen Umfeld des ersten Verkehrsteilnehmers (1), wobei die Mittel (11) zum Simulieren des Weiteren eingerichtet sind, um die erfassten Eingaben des ersten Benutzers (2) und die daraus resultierende Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers (1) mit seinem virtuellen Umfeld beim

Simulieren der virtuellen Verkehrssituation (3) zu berücksichtigten; Mittel (14) zum Prüfen der erzeugten Simulationsdaten auf ein Auftreten von Sze-

narien, welche aus der Wechselwirkung des wenigstens einen ersten Verkehrsteilnehmers (1) mit dem übrigen Umfeld entstehen, wobei das Auftreten der

Szenarien durch eine vordefinierte Konstellation simulierter Messgrößen, welche

vorzugsweise elementaren Manövern entsprechen, charakterisiert sind;

Mittel (15) zum Extrahieren, wenn ein Auftreten eines Szenarios durch die Mittel (14) zum Prüfen der erzeugten Simulationsdaten festgestellt wird, von Szenariendaten in Bezug auf das Szenario; und

einen Datenspeicher (16) zum Aufzeichnen der Szenariendaten zum Testen des Fahrerassistenzsystems.

15. System (20) zum Testen eines Fahrerassistenzsystems (7) eines ersten Fahrzeugs (8), die aufweisend:

einen Datenspeicher (21) zum Bereitstellen von Szenariendaten, welche ein Szenario charakterisieren, in welchem sich das erste Fahrzeug (8) befindet und welches eine Mehrzahl an anderen Verkehrsteilnehmern (4‘, 5a‘, 5b‘, 5c‘, 5d‘, 6°) aufweist, wobei die Szenariendaten mittels eines Systems (10) nach einem der

Ansprüche 1 bis 8 erzeugt sind;

Mittel (22) zum Simulieren eines virtuellen Umfelds des ersten Fahrzeugs (8) auf der Grundlage der Szenariendaten; und

eine Schnittstelle (23) zum Ausgeben des virtuellen Umfelds an das Fahrerassistenzsystem (7) in der Weise, dass das das Fahrerassistenzsystem (7) in dem virtuellen Umfeld des ersten Fahrzeugs (8) auf der Grundlage des simulierten

Szenarios betrieben werden kann.