DE102005046802A1

DE102005046802A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Informationen eines Umfelds eines Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005046802A1
Application number: DE200510046802
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Riedel; Wolfgang Dr. Zeitler
Original assignee: 3SOFT GmbH; Audi AG
Current assignee: 3SOFT GmbH; Audi AG
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-05
Also published as: WO2007039195A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Informationen eines Umfelds eines Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Basismodell des Umfelds in dem System abgelegt wird und eine Plug-and-Play-Sensorik mit einer Auswerteeinheit des Systems über eine genormte Schnittstelle situationsabhängig zur Übertragung von durch die Plug-and-Play-Sensorik erfassten Umfeldbedingungen verbunden wird, wobei das in dem System abgelegte Basismodell durch die von der Plug-and-Play-Sensorik aktuell erfassten Umfeldbedingungen aktualisiert wird und das jeweils aktuelle Basismodell für zumindest eine weitere Anwendung des Systems bereitgestellt wird. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Informationen eines Umfelds eines Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Aus der DE 103 34 536 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung, insbesondere zur koordinierten Antriebsstrangsteuerung eines Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechendes Computersystem bekannt. Das Computersystem weist eine Softwarearchitektur auf, welche konkrete Funktionszuweisungen an Schnittstellen enthält und austauschbare modulartige Plug-Ins umfasst. Durch die als Plug-Ins konzipierten Hardware- und Softwaremodule kann eine flexible Anpassung des Systems an wechselnde Bedingungen ermöglicht werden. In dem Systemverbund sind definierte standardisierte Schnittstellen angeordnet. Zur koordinierten Antriebsstrangsteuerung werden unter anderem auch Umwelteinflüsse erfasst. Ein Problem bei diesem bekannten Stand der Technik ist darin zu sehen, dass beim Ausfall eines Sensors die Charakterisierung der Umwelteinflüsse nur noch unzureichend gegeben ist bzw. nicht mehr möglich ist. Ein Austausch oder ein Ausfall eines Sensors hat somit in dem bekannten Stand der Technik erhebliche Auswirkungen auf die weitere Funktionsweise des Systems.

Des Weiteren ist aus der DE 203 11 636 U1 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position von Objekten im Umfeld eines Fahrzeugs bekannt, bei dem mehrere Sensoren sowie eine Auswerteeinrichtung angeordnet sind und die Auswerteeinrichtung eine Klassifikationseinrichtung aufweist, die geeignet ist, Positionsinformationen zu den Objekten anhand eines Vergleichs von aus durch die Sensoren gemessenen Werten gewonnen Informationen mit in einer Speichereinheit hinterlegten Daten abzuleiten. Fällt einer dieser Sensoren aus, erfolgt eine Deaktivierung der gesamten Vorrichtung oder es ist mit einer erheblichen Einschränkung im Funktionsumfang zu rechnen.

Das gesamte System kann daher allenfalls noch in einem sehr reduzierten Maße weiterbetrieben werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass Aussetzer in den gemessenen Werten durch eine Mitteilung über vorangehende vorlegende Werte korrigiert werden können. Auch bei diesem bekannten Stand der Technik ist somit mit einer erheblichen Funktionsbeeinträchtigung zu rechnen, wenn ein Sensor ausfällt oder eine Fehlfunktion aufweist. Auch bei diesem System ist somit bei einem Sensorausfall nur noch in sehr eingeschränktem Maße eine Informationsbereitstellung von Umfeldbedingungen des Kraftfahrzeugs möglich.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Informationen eines Umfelds eines Systems zu schaffen, mit dem bzw. mit der Umfeldinformationen mit hoher Zuverlässigkeit und Robustheit bereitgestellt werden können. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine möglichst präzise Bereitstellung von Informationen des Umfelds auch dann zu ermöglichen, wenn diese Informationen nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr erfasst werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, und eine Vorrichtung, welche die Merkmale nach Patentanspruch 9 aufweist, gelöst.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bereitstellung von Informationen eines Umfelds eines Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wird ein Basismodell des Umfelds in dem System selbst abgelegt. Das System umfasst gemäß der Erfindung eine Plug-and-Play-Sensorik, welche mit einer Auswerteeinheit des Systems über eine genormte Schnittstelle situationsabhängig zur Übertragung von durch die Plug-and-Play-Sensorik erfassten Umfeldbedingungen verbunden wird. Das in dem System abgelegte Basismodell des Umfelds wird durch die von der Plug-and-Play-Sensorik aktuell erfassten Umfeldbedingungen aktualisiert und das jeweils aktuelle Basismodell des Umfelds wird für zumindest eine weitere Anwendung des Systems bereitgestellt. Gemäß der Erfindung ist somit stets ein Modell des Umfelds in dem System bereitgestellt, welches abhängig von der Funktionsweise der Plugand-Play-Sensorik stets ein möglichst aktuelles Abbild des Umfelds charakterisiert. Durch die Plug-and-Play-Sensorik kann erreicht werden, dass quasi in beliebiger Weise die Sensorik austauschbar ist und somit auch dann, wenn entsprechende Sensormodule ausgetauscht werden oder Fehlfunktio nen oder einen Totalausfall aufweisen, stets ausreichende Informationen in Form des momentan aktuellsten Basismodells des Umfelds bereitgestellt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit erreicht werden, dass auch bei unzureichender Erfassung von aktuellen Informationen des Umfelds des Systems, insbesondere des Kraftfahrzeugs, weiterhin sehr zuverlässige Informationen des gesamten Umfelds und nicht nur von Teilbereichen davon bereitgestellt werden können. Durch die Erfindung kann stets ein einheitliches Umfeldmodell erhalten werden und dennoch eine variable Austauschbarkeit der Sensorik ermöglicht werden.

Durch die situationsabhängige An- und Abkopplung der Plug-and-Play-Sensorik an die Auswerteeinheit über eine genormte Schnittstelle kann erreicht werden, dass quasi zu beliebigen Zeitpunkten und individuellen Anforderungen ein ungehinderter elektronischer Austausch der Sensoren durchgeführt werden kann. Gemäß der Erfindung wirkt sich dies insoweit nicht auf das verfügbare Modell des Umfelds aus, dass eine erhebliche Beeinträchtigung oder aber auch fehlerhafte Informationen des Umfelds vorhanden sind und somit nur sehr unzureichende oder gar nicht verwendbare Informationen des Umfelds vorzufinden sind. Darüber hinaus können durch die Erfindung ohne eine Beeinträchtigung oder Gefährdung des Betriebs des Systems Sensoren dieser Plug-and-Play-Sensorik beliebig baukastenmäßig verbunden und getrennt werden. Somit kann auch dann, wenn die Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik in situationsabhängiger und erforderlicher Weise mit der Auswerteeinheit über die standardisierte Schnittstelle verbunden werden, erreicht werden, dass quasi unabhängig davon stets ein zuverlässiges Umfeldmodell bereitgestellt werden kann, welches robust gegenüber diesem Austausch von Sensormodulen ist. Ein stets in möglichst aktueller Weise bereitgestelltes Modell des Umfelds kann somit stabil aufrechterhalten werden und es kann somit verhindert werden, dass das Modell des Umfelds nur noch unzureichende Informationen bereitstellt, wenn ein Austausch oder ein Ausfall der Sensorik eintritt.

In bevorzugter Weise weist die Plug-and-Play-Sensorik zumindest zwei Sensoren auf, welche abhängig von ihrem Funktionszustand mit der Auswerteeinheit über genormte Schnittstellen verbunden werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dass eine Verbindung der Sensoren mit der Auswerteeinheit über die genormte Schnittstelle nur dann erfolgt, wenn Informationen an die Auswerteeinheit übertragen werden sollen und ein fehlerfreier Funktionsbetrieb der Sensoren vorab erkannt wurde. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen den Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik und der Auswerteeinheit über die genormte Schnittstelle stetig aktiv ist und erst dann unterbrochen wird, wenn ein Austausch oder ein nicht ordnungsgemäßer Funktionsbetrieb eines Sensors erkannt wurde.

In vorteilhafter Weise wird das Aktualisieren des Basismodells durch die von den Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik erfassten Umfeldbedingungen auch dann durchgeführt, wenn ein oder mehrere der Sensoren keine Erfassung ihrer zugeordneten Umfeldbedingungen durchführen können. Quasi unabhängig davon, was die weiteren Sensoren der gesamten Plug-and-Play-Sensorik durchführen, kann jeder einzelne dieser Sensoren quasi unabhängig von den weiteren Sensoren seine erfassten Informationen über das Umfeld des Systems separat über eine eigene genormte Schnittstelle an die Auswerteeinheit übertragen. Auch dann, wenn somit ein oder mehrere der weiteren Sensoren ausgetauscht oder defekt sind, kann erreicht werden, dass die Informationen der funktionstüchtigen Sensoren dennoch an die Auswerteinheit in sicherer und zuverlässiger Weise übertragen werden können und eine Aktualisierung des Basismodells zumindest im Hinblick auf diese Informationen durchgeführt werden kann. In vielfältiger und individueller sowie auch in situationsabhängiger Weise kann somit zu beliebigen Zeitpunkten die Aktualisierung von beliebigen unterschiedlichen Informationen des Umfelds in dem momentan aktuellen Modell des Umfelds durchgeführt werden.

In bevorzugter Weise wird auch bei einem vollständigen Ausfall der gesamten Plug-and-Play-Sensorik weiterhin ein Basismodell bereitgestellt, welches der vor dem Ausfall durchgeführten letzten Aktualisierung entspricht. Es kann somit gewährleistet werden, dass für eine weitere Anwendung des Systems ein aktualisiertes Basismodell bereitgestellt wird, welches die Informationen aller Sensoren der gesamten Plug-and-Play-Sensorik vor dem Ausfall umfasst und somit auch ein Gesamtbild des kompletten Umfelds bereitstellen kann. Es kann somit stets gewährleistet werden, dass die Gesamtheit an Informationen eines Umfelds eines Systems für nachgeschaltete Anwendungen verfügbar sind, auch dann, wenn ein oder mehrere oder gar alle Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik zeitgleich oder zeitlich nachfolgend ausgetauscht werden oder Fehlfunktionen aufweisen und dadurch die genormten Schnittstellen zwischen den Sensoren und der Auswerteeinheit unterbrochen sind. In idealer Weise sind die Informationen über das gesamte Umfeld des Systems im jeweils bestmöglichen Aktualisierungsgrad vorhanden. Dadurch ist eine hohe Ausfallsicherheit gegenüber einzelnen Sensoren aber auch gegenüber der gesamten Plug-and-Play-Sensorik gegeben. Durch die genormte Schnittstelle in Hard- und Software ist es möglich, nach belieben und Notwendigkeit die Plug-and-Play-Sensorik während des Betriebs ab- und anzukoppeln.

In bevorzugter Weise werden die von der Plug-and-Play-Sensorik übertragenen Informationen einer Plausibilitätsprüfung unterzogen und erst dann für eine Aktualisierung der in dem Basismodell enthaltenen korrespondierenden Informationen herangezogen, wenn Plausibilitätsbedingungen erfüllt sind. Somit kann erreicht werden, dass auch dann, wenn ein fehlerhafter Betrieb eines oder mehrerer der Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik nicht erkannt wird und untypische oder abnorme Informationen seines detektierten Umfeldbereichs überträgt, eine Änderung der gegenwärtig in dem Modell des Umfelds enthaltenen Informationen betreffend diesen Sensor nicht durchgeführt wird. Das Aktualisieren der Informationen in dem Modell des Umfelds durch unzutreffende erfasste Informationen kann dadurch verhindert werden und das Modell des Umfelds nicht nur aktuell sondern auch äußerst realitätsnah bereitgestellt werden.

In bevorzugter Weise werden durch das Basismodell typische Eigenschaften und/oder Bewegungsmuster des Systems und/oder von Umfeldbedingungen, wie beispielsweise Objekten in dem zu erfassenden Umfeld, elektronisch nachgebildet.

Eine Verbindung der Plug-and-Play-Sensorik mit der Auswerteeinheit über die genormte Schnittstelle kann in vorteilhafter Weise dann unterbleiben, wenn ein fehlerhafter Betrieb oder ein Ausfall der Plug-and-Play-Sensorik erkannt wird.

In bevorzugter Weise werden die von der Plug-and-Play-Sensorik erfassten Informationen extrapoliert und/oder interpoliert. Somit wird ein Ansatz bereitgestellt, bei dem ein Modell des Umfelds zum extrapolieren und/oder interpolieren der Sensormessergebnisse herangezogen wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung von Informationen eines Umfelds eines Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, weist ein Basismodell des Umfelds auf, welches in dem System abgelegt ist. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine Plug-and-Play-Sensorik und eine Aus werteeinheit, wobei die Plug-and-Play-Sensorik mit der Auswerteeinheit über eine genormte Schnittstelle situationsabhängig zur Übertragung von durch die Plug-and-Play-Sensorik erfassten Umfeldbedingungen verbindbar ist. Das in dem System abgelegte Basismodell ist durch die von der Plug-and-Play-Sensorik aktuell erfassten Umfeldbedingungen aktualisierbar und das jeweils aktuelle Basismodell für zumindest eine weitere Anwendung des Systems bereitstellbar. Dadurch kann eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der die Bereitstellung von Informationen eines Umfelds eines Systems in sehr zuverlässiger und robuster Weise erfolgt. Die Informationen eines Umfelds können auch dann sicher und umfassend bereitgestellt werden, wenn Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik in beliebiger Weise von dem System ab- oder an das System angekoppelt werden. Liefert die Plug-and-Play-Sensorik keine Informationen mehr, so „lebt" das gegenwärtig aktuellste Basismodell zeitlich und räumlich weiter, obwohl dann keine Aktualisierung mehr stattfindet. Sobald zumindest ein Sensor der Plug-and-Play-Sensorik wieder Daten liefert, aktualisiert sich das momentan vorliegende Basismodell des Umfelds wieder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 wird gemäß einem ersten Schritt S1 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen von Informationen eines Umfelds ein grundlegendes Basismodell des Umfelds des Kraftfahrzeugs ermittelt. Das grundlegende Basismodell umfasst dabei typische Eigenschaften und/oder Bewegungsmuster des Kraftfahrzeugs und/oder von Umfeldbedingungen. Diese typischen Eigenschaften und/oder Bewegungsmuster werden dabei elektronisch nachgebildet und dem Basismodell zu Grunde gelegt. Die Umfeldbedingungen können dabei das Verhalten und die Bewegung des Kraftfahrzeugs in bestimmten Verkehrssituationen, wie beispielsweise ein Einparken oder das Betreiben des Kraftfahrzeugs im Stadtverkehr oder im Überlandverkehr charakterisieren. Ebenso können Informationen im Hinblick auf im näheren Umfeld des Kraftfahrzeugs enthaltenen Objekten, wie beispielsweise Fußgänger oder andere Kraftfahrzeuge und deren typisches Verhalten in unterschiedlichen Situationen als Informationen in dem Basismodell abgelegt sein. Gemäß Schritt S2 wird dieses Basismodell in dem Kraftfahrzeug, insbesondere in einer Auswerteeinheit des Kraftfahrzeugs, abgelegt. Die Auswerteeinheit kann dabei beispielsweise ein Mikroprozessor sein.
Gemäß Schritt S3 werden mittels einer Mehrzahl an Sensoren einer Plug-and-Play-Sensorik des Kraftfahrzeugs verschiedenste Umfeldbedingungen des Kraftfahrzeugs erfasst. Die von den entsprechenden Sensoren erfassten Umfeldbedingungen werden dann über eine jeweils genormte Schnittstelle zwischen dem entsprechenden Sensor und der Auswerteeinheit gemäß Schritt S4 an die Auswerteeinheit übertragen. Die Übertragung der von den Sensoren erfassten Umfeldbedingungen wird dabei situationsabhängig durchgeführt, derart, dass eine genormte Schnittstelle zwischen einem Sensor und der Auswerteeinheit nur dann aktiv ist, wenn der Sensor ordnungsgemäß und fehlerfrei funktioniert und auch kein Austauschen des Sensors bzw. des Sensormoduls vorliegt. Durch die Plug-and-Play-Sensorik wird ermöglicht, dass eine Aktualisierung des zu einem gegebenen Zeitpunkt jeweils vorliegenden Basismodells des Umfelds unabhängig davon erfolgen kann, welche und wie viele Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik über die entsprechenden genormten Schnittstellen mit der Auswerteeinheit verbunden sind. Auch dann, wenn die Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik in beliebiger Weise ausgetauscht und mit der Auswerteeinheit über die entsprechend genormten Schnittstellen verbunden werden, stets ein einheitliches aktuelles Modell des Umfelds des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden kann.
Gemäß Schritt S5 wird das zu einem gegebenen Zeitpunkt aktuellste Basismodell des Umfelds durch die von der Auswerteeinheit über die genormten Schnittstellen empfangenen Informationen aktualisiert.
Gemäß dem Schritt S6 wird das jeweils aktuelle Basismodell des Umfelds für zumindest eine weitere Anwendung im Kraftfahrzeug bereitgestellt und herangezogen. Es kann damit gewährleistet werden, dass selbst dann, wenn von keinem der Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik Informationen an die Auswerteeinheit übertragen werden dennoch stets ein möglichst aktuelles Basismodell mit gesamten umfassenden Informationen des Umfelds bereitgestellt werden kann. Schlimmstenfalls weisen die unterschiedlichen Informationen unterschiedliche Aktualitätsgrade auf. Stets kann jedoch ein Gesamtmodell mit allen Informationen des Umfelds bereitgestellt werden. Die Informationen eines Umfelds können somit in dem jeweils gegebenen aktuellen Basismodell des Umfelds stabil aufrechterhalten werden auch dann, wenn ein Komplettausfall des gesamten Plug-and-Play-Sensorik-Systems vorliegt oder ein Komplettaustausch von diesem durchgeführt wird.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen von Informationen eines Umfelds eines Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Basismodell des Umfelds in dem System abgelegt wird und eine Plug-and-Play-Sensorik mit einer Auswerteeinheit des Systems über eine genormte Schnittstelle situationsabhängig zur Übertragung von durch die Plug-and-Play-Sensorik erfassten Umfeldbedingungen verbunden wird, wobei das in dem System abgelegte Basismodell durch die von der Plug-and-Play-Sensorik aktuell erfassten Umfeldbedingungen aktualisiert wird und das jeweils aktuelle Basismodell für zumindest eine weitere Anwendung des Systems bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plug-and-Play-Sensorik zumindest zwei Sensoren umfasst, welche abhängig von ihrem Funktionszustand mit der Auswerteeinheit über genormte Schnittstellen verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das das Aktualisieren des Basismodells durch die von den Sensoren der Plug-and-Play-Sensorik erfassten Umfeldbedingungen auch dann durchgeführt wird, wenn ein oder mehrere der Sensoren keine Erfassung ihrer zugeordneten Umfeldbedingungen durchführen können.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch bei einem vollständigen Ausfall der gesamten Plug-and-Play-Sensorik weiterhin ein Basismodell bereitgestellt wird, welches der vor dem Ausfall durchgeführten letzten Aktualisierung entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Plug-and-Play-Sensorik übertragenen Informationen einer Plausibilitätsprüfung unterzogen werden und erst dann für eine Aktualisierung der in dem Basismodell enthaltenen korrespondierenden Informationen herangezogen werden, wenn die Plausibilität gegeben ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Basismodell typische Eigenschaften und/oder Bewegungsmuster des Systems und/oder von Umfeldbedingungen elektronisch nachgebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Plug-and-Play-Sensorik mit der Auswerteeinheit über die genormte Schnittstelle dann unterbleibt, wenn ein fehlerhafter Betrieb oder ein Ausfall der Plug-and-Play-Sensorik erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Plug-and-Play-Sensorik erfassten Informationen extrapoliert und/oder interpoliert werden.
Vorrichtung zur Bereitstellung von Informationen eines Umfelds eines Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Basismodell des Umfelds in dem System abgelegt ist und eine Plug-and-Play-Sensorik mit einer Auswerteeinheit des Systems über eine genormte Schnittstelle situationsabhängig zur Übertragung von durch die Plug-and-Play-Sensorik erfassten Umfeldbedingungen verbindbar ist, wobei das in dem System abgelegte Basismodell durch die von der Plug-and-Play-Sensorik aktuell erfassten Umfeldbedingungen aktualisierbar ist und das jeweils aktuelle Basismodell für zumindest eine weitere Anwendung des Systems bereitstellbar ist.