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Die
Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Simulation
von Verkehrssituationen, mit einer Anzeigeeinheit zur bildhaften
Anzeige von virtuell erzeugten Verkehrssituationen und einer Eingabeeinheit,
wobei dem System zumindest ein virtuell modelliertes Referenzfahrzeug
und zumindest ein weiterer virtuell modellierter Verkehrsteilnehmer
zugrunde gelegt sind. Darüber
hinaus betrifft die Erfindung auch ein System sowie ein Verfahren
zur Analyse von virtuell erzeugten unfallkritischen Gefahrensituationen
im Straßenverkehr.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein reales Fahrerassistenzsystem
sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Fahrerassistenzsystem. Des
Weiteren umfasst die Erfindung einen Fahrsimulator.
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Aus
dem Stand der Technik sind Simulationssysteme bekannt, mit denen
in einer virtuell erzeugten Umgebung das Auftreten von Staus im
Straßenverkehr
simuliert werden kann. Darüber
hinaus sind Simulationssysteme bekannt, mit denen Fahrzeugunfälle simuliert
werden können.
Durch derartige Simulationssysteme können die Auswirkungen eines
Unfalls auf das Fahrzeug und die Insassen erfasst werden.
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Eine
Unfallvorhersage ist mit diesen Simulationswerkzeugen jedoch nicht
oder allenfalls sehr eingeschränkt
möglich.
Für gegebene
Verkehrssituationen kann eine bestimmte Unfallwahrscheinlichkeit nur
sehr schwer vorhergesagt werden. In derartig bekannten bestehenden
Prädiktionsansätzen werden im
Allgemeinen die Trajektorien der einzelnen Verkehrsteilnehmer in
einer Szene berechnet. Aus den Trajektorien wird abgeschätzt, ob
eine Unfallsituation entstehen wird. Diese bekannten Systeme sind
in ihrem Einsatzbereich und in der realitätsnahen Darstellung im Hinblick
auf eine Unfallvorhersage sehr unterentwickelt und ermöglichen
in diesem Zusammenhang nur unzureichende Ergebnisse. Denn bei diesen
bekannten Unfallvorhersage-Simulationssystemen ist das Ergebnis
praktisch bekannt und eine Simula tion erfolgt lediglich im Hinblick
auf die deterministischen Anfangsbedingungen. Es ist somit bereits am
Anfang der Simulation bekannt, wie sich die einzelnen Verkehrsteilnehmer
verhalten werden und was das Ergebnis sein wird. Dadurch können realitätsnahe Verkehrssituationen
im Hinblick auf eine Unfallvorhersage allenfalls nur sehr unzureichend virtuell
erzeugt und simuliert werden.
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Darüber hinaus
ist aus
DE 102 56 612 63 ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Fahrertraining bekannt, in welchem virtuelle
3D-Modellierungen von Verkehrsszenarien zugrunde gelegt werden und
einen Fahrer, welcher mit einem realen Fahrzeug auf einem Trainingsgelände unterwegs
ist, bildhaft angezeigt werden. 3D-Szenarien werden dabei gemäß Virtual-Reality-Anwendungen dargestellt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren
zu schaffen, mit denen Verkehrssituationen, und insbesondere unfallkritische
Gefahrensituationen, für
eine verbesserte Unfallvorhersage realitätsnäher simuliert und nachvollzogen
werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System, welches die Merkmale nach Patentanspruch
1 aufweist, sowie ein System, welches die Merkmale nach Patentanspruch
17 aufweist, gelöst.
Darüber
hinaus wird diese Aufgabe auch durch ein Verfahren, welches die
Merkmale nach Patentanspruch 24 aufweist, sowie ein Verfahren, welches
die Merkmale nach Patentanspruch 34 aufweist, gelöst. Des
Weiteren wird die Aufgabe durch einen Fahrsimulator, welcher die
Merkmale nach Patentanspruch 21 aufweist, gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßes System
zur virtuellen Simulation von Verkehrssituationen umfasst eine Anzeigeeinheit
zur bildhaften Anzeige der virtuellen Verkehrssituationen und eine
Eingabeeinheit. Darüber
hinaus sind dem System Modelle zugrunde gelegt, durch welche zumindest
ein virtuell modelliertes Referenzfahrzeug und zumindest ein weiterer
virtuell modellierter Verkehrsteilnehmer charakterisiert sind. Das
Referenzfahrzeug umfasst mindestens eine virtuell modellierte Detektionseinrichtung
zur Erfassung der virtuellen Umgebung des Referenzfahrzeugs in der
simulierten Verkehrssituation, wobei das momentane Verhalten des
Referenzfahrzeugs während
der Simulation und somit während
einer simulierten Verkehrssituation unter Berücksichtigung der durch die Detektionseinrichtung
erfassten Informationen erfolgt. Das System ermöglicht somit eine sehr realitätsnahe Simulation
von Verkehrsszenarien, bei denen zumindest bei dem Referenzfahrzeug
die Erfassung von Umgebungsbedingungen möglich ist und davon das weitere
Verhalten dieses virtuellen Referenzfahrzeugs im Verkehr abhängig ist.
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Bevorzugt
ist das Verhalten des Referenzfahrzeugs während einer Simulation einer
Verkehrssituation nicht-deterministisch. Dem virtuellen Referenzfahrzeug
ist in bevorzugter Weise ein Basismodell zugrunde gelegt, welches
im Hinblick auf das Verhalten des Referenzfahrzeugs während eines
Simulationslaufs ein stochastisches Modell umfasst. Durch diese
Ausgestaltung kann das Referenzfahrzeug während des Simulationslaufs
praktisch eigenintelligent entscheiden, ob es sich bewegt, in welche Richtung
es fährt,
ob es beschleunigt oder abbremst und dergleichen. Dies ist ein wesentlicher
Vorteil gegenüber
bekannten Simulationssystemen, bei denen bereits zum Beginn einer
Simulation die Verhaltensregeln der einzelnen Verkehrsteilnehmer
deterministisch vorgegeben sind. Durch diese nicht-deterministische
Ausgestaltung des Referenzfahrzeugs und somit das stochastische
Verhalten während
der Simulation kann eine Vielzahl von Verkehrssituationen generiert
werden, welche individuell und unvorhersagbar entstehen können. Genau
dies entspricht einem sehr realitätsnahen Bild im Straßenverkehr.
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Bevorzugt
umfasst das Basismodell verkehrsregelkonforme und verkehrsregelwidrige
Verhaltensmodelle als Untermodelle, welche im Hinblick auf das weitere
Verhalten des Referenzfahrzeugs während einer Simulation einer
Verkehrssituation stochastisch ausgewählt werden.
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Auch
das Verhalten zumindest eines weiteren Verkehrsteilnehmers ist in
bevorzugter Weise während
einer Simulation einer Verkehrssituation nicht-deterministisch. Auch für zumindest
einen weiteren Verkehrsteilnehmer kann in bevorzugter Weise ein
Basismodell zugrunde gelegt sein, welches im Hinblick auf das Verhalten
während
eines Simulationslaufs in einer Verkehrssituation ein stochastisches
Modell umfasst. Durch diese Ausgestaltung kann der Grad der realitätsnahen
Simulation nochmals erhöht
werden. Auch dadurch können
verschiedenste Verhaltensmuster und Bewegungsvorgänge der
weiteren Verkehrsteilnehmer während
der Simulation eigendynamisch erzeugt werden.
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In
besonders bevorzugter Weise umfasst das virtuelle Referenzfahrzeug
zumindest ein virtuell modelliertes Fahrerassistenzsystem. Es kann
dabei vorgesehen sein, dass als Fahrerassistenzsysteme ein ACC(Adaptive
Cruise Control)-System und/oder ein Spurhaltungs-System und/oder
ein Nachtsicht-System
und/oder ein System zur optischen Bilderfassung im sichtbaren Spektrum
modelliert sind. Diese spezifischen Fahrerassistenzsysteme können mit
verschiedensten Sensoriken modelliert sein, welche beispielsweise
Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren umfassen oder
auch zur optischen Bilderfassung im sichtbaren Spektrum ausgebildet
sind. In bevorzugter Weise ist das Verhalten des Referenzfahrzeugs
auch abhängig
von den Informationen, die durch das zumindest eine modellierte Fahrerassistenzsystem
erhalten werden. Dadurch können
auch die Funktionsweisen der Fahrerassistenzsysteme in einfacher
und aufwandsarmer Weise in virtueller Simulation in verschiedensten
Verkehrssituationen beobachtet werden. Darüber hinaus kann dadurch auch
die Funktionsweise dieser Fahrerassistenzsysteme analysiert werden.
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Bevorzugt
umfasst ein derartig ausgebildetes Fahrerassistenzsystem ein zugrunde
gelegtes Grundmodell, welches veränderbar ist. Insbesondere ist
das Verhalten des Referenzfahrzeugs in einer simulierten Verkehrssituation
unter Berücksichtigung der
Veränderung
des Fahrerassistenzsystems analysierbar. Bevorzugt ist das System
so ausgebildet, dass eine während
eines Simulationslaufs stochastisch aufgetretene Verkehrssituation
abgespeichert ist und im Nachfolgenden nochmals darstellbar ist. Dadurch
kann eine identische Verkehrssituation nochmals wiederholt und nachvollzogen
werden. Darüber
hinaus ist es möglich,
eine derartige Verkehrssituation in identischer Weise nochmals ablaufen
zu lassen, wobei dann ein Fahrerassistenzsystem des Referenzfahrzeugs
mit einem veränderten Grundmodell
zugrunde gelegt werden kann. Es kann dadurch ermöglicht werden, eine einmal
virtuell aufgetretene Verkehrssituation unter Zugrundelegung verschiedener
Ausprägungen
eines Fahrerassistenzsystems zu analysieren. Dadurch kann in sehr
präziser
und aufwandsarmer Weise das Verhalten des Fahrerassistenzsystems
in einer gleichen Verkehrsituation analysiert werden. Insbesondere
kann dadurch analysiert werden, welches der Grundmodelle eine bestmögliche Verhaltensweise
des Fahrerassistenzsystems in einer Verkehrssituation gewährleistet.
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Es
kann somit quasi ein Einfrieren einer stochastisch und somit nicht
vorhersagbaren virtuell erzeugten Verkehrssituation während der
Simulation ermöglicht
werden und eine deterministische Wiederholung dieser spezifischen
Verkehrssituation ermöglicht
werden. Dies kann dann unter Zugrundelegung von Variationen der
Basismodelle des Referenzfahrzeugs und/oder anderer Verkehrsteilnehmer und/oder
unter Veränderung
eines Grundmodells des Fahrerassistenzsystems durchgeführt werden.
Die Flexibilität
des Systems kann dadurch deutlich erhöht werden. Beliebig entstandene,
nicht vorhersagbare Verkehrssituationen können dadurch rekapituliert werden
und das Verhalten des Assistenzsysteme sowie gegebenenfalls der
gesamten Fahrzeuge können dann
mit beliebigen Randparametern, welcher veränderbar sind, virtuell simuliert
werden. Dies ermöglicht den
Grad der Optimierung von Verhaltensweisen von Fahrzeugen im Straßenverkehr
sowie das Eingreifen und/oder Unterstützen und/oder eigenverantwortliche
Handeln der Fahrerassistenzsysteme zu erhöhen.
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Bevorzugt
erfolgt das Verhalten des Referenzfahrzeugs unter Berücksichtigung
der nicht-deterministischen Verhaltensweisen des zumindest einen
weiteren Verkehrsteilnehmers. Als weitere Verkehrsteilnehmer können weitere
Kraftfahrzeuge und/oder Lastkraftwagen und/oder Motorräder und/oder
Radfahrer und/oder Fußgänger modelliert dargestellt
sein.
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Bevorzugt
umfasst das System modellierte verkehrskonforme und/oder verkehrswidrige
Verhaltensweisen von weiteren Verkehrsteilnehmern und/oder spezifische
Umgebungsbedingungen und/oder personenspezifische Bedingungen, welche während einer
laufenden Simulation einer Verkehrssituation erzeugbar sind. Diese
können
beispielsweise in definierter Weise durch einen realen Benutzer des
Systems erzeugt werden. Dies kann beispielsweise durch Betätigung der
Eingabeeinheit erfolgen. Diese während
der laufenden Simulation definiert erzeugten und erwünschten
Störungen
der virtuellen Verkehrssituation können sowohl zeitlich als auch örtlich in
der virtuellen Szenerie erzeugt werden. Beispielhaft sei hier erwähnt, dass
die Witterungsbedingungen virtuell verändert werden können oder,
dass beispielsweise ein Baum auf die Straße fällt. Darüber hinaus kann beispielsweise
auch ein personenbedingtes Zielverhalten definiert erzeugt werden,
indem beispielsweise ein Fußgänger ohne
zu schauen bei Rot über
die Ampel geht. Darüber
hinaus können
jedoch auch Umstände
wie das Auftreten eines Herzinfarkts bei einem Fahrer eines Fahrzeugs
eingespielt werden. Diese konkret genannten Beispiele sind in keinster
Weise abschließend
zu verstehen, sondern sollen nur die Vielfalt der möglichen
Zustände,
welche während
eines Simulationslaufs als Störungen eingespielt
werden können,
andeuten. Im Prinzip können
alle erdenklichen im Straßenverkehr
auftretenden Umwelteinflüsse
und/oder personenspezifische Verhaltensweisen, auch wenn sie sehr
unwahrschein lich sind, simuliert werden. Der Grad der Realitätsnähe des Simulationssystems
kann dadurch nochmals deutlich erhöht werden.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass Defekte am Referenzfahrzeug und/oder
an einem seiner Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise ein kurzzeitiges Deaktivieren
eines Fahrerassistenzsystems, stochastisch oder deterministisch
während
eines Simulationslaufs automatisch durch das System selbst erzeugt
werden und/oder durch einen realen Benutzer des Systems über die
Eingabeeinheit definiert erzeugt werden.
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In
bevorzugter Weise kann vorgesehen sein, dass die vor dem Start eines
Simulationslaufs vorgebbaren Anfangsbedingungen zumindest anteilig deterministisch
und/oder zumindest anteilig stochastisch vorgebbar sind. Auch dadurch
kann die Flexibilität
des Systems im Hinblick auf die Darstellung einer realitätsnahen
Szenerie erhöht
werden.
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Bevorzugt
ist das Verhalten des Referenzfahrzeugs von einem Benutzer des Systems
online steuerbar. Es kann somit vorgesehen sein, dass neben einem
rein maschinellen Simulationsablauf auch eine reale Person an der
Gestaltung der Verkehrssituationen während des Simulationslaufs
beteiligt sein kann und das Referenzfahrzeug in Echtzeit steuern kann.
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Bevorzugt
ist für
jeden virtuell dargestellten Verkehrsteilnehmer ein spezifisches
Modell zugrunde gelegt. Insbesondere ist zumindest ein Fahrzeugmodell
und zumindest ein Fußgängermodell
und zumindest ein Fahrermodell als jeweils ein Basismodell dem System
zugrunde gelegt. Das Fahrermodell kann beispielsweise als Parameter
das Alter, das Geschlecht und die Fahrpraxis eines Fahrers umfassen. Im
Fahrzeugmodell können
beispielsweise als Parameter der Fahrzeugtyp, beispielsweise ein
Sportwagen oder eine Limousine oder ein Geländewagen, zugrunde gelegt sein.
Darüber
hinaus kann auch die Motorisierung und dergleichen als Parameter
zugrunde gelegt sein. All diese Modelle und die darunter summierten
Parameter können
auch verändert werden.
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In
bevorzugter Weise kann auch vorgesehen sein, dass virtuell modellierte
Verkehrsinformationen an das Referenzfahrzeug übertragbar sind und abhängig davon
das Verhalten des Referenzfahrzeugs beeinflussbar ist. So kann beispielsweise
während eines
Simulationslaufs auch vorgesehen sein, dass das Referenzfahrzeug
virtuell erzeugte Verkehrsinformationen erhält bzw. empfängt, welche
beispielsweise Stauwarnungen oder Unfallinformationen von Orten
umfassen, von denen das Referenzfahrzeug momentan noch entfernt
ist und diese auch noch nicht erkennen kann. Auch darauf kann das
Referenzfahrzeug dann eigendynamisch und vor der Simulation nicht
vorhersagbar reagieren und dadurch eine spezifische Verkehrssituation,
welche virtuell dargestellt wird, generieren.
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In
bevorzugter Weise wird während
eines Simulationslaufs eine Speicherung der aufgetretenen Verkehrsszenarien
durchgeführt
und eine individuelle Analyse dieser Informationen kann durchgeführt werden.
Insbesondere ist es vorteilhaft, die Verhaltensweisen des Referenzfahrzeugs
im Gesamten und/oder die Verhaltensweisen jedes dem Referenzfahrzeug
zugeordneten Fahrerassistenzsystems und/oder die Verhaltensweisen
zumindest eines weiteren Verkehrsteilnehmers zu analysieren. Besonders
bevorzugt kann dadurch auch ein System geschaffen werden, welches
neben der virtuellen Simulation von Verkehrssituationen auch zur
Analyse von derartigen Verhaltensweisen, welche während einer Simulation
aufgetreten sind, ausgebildet ist. Dadurch können eine Vielzahl von Informationen
gewonnen werden, welche für
den realen Einsatz in Fahrerassistenzsystemen und für das reale
Verhalten des Fahrzeugs zugrunde gelegt werden können.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Analyse von
virtuell erzeugten unfallkritischen Gefahrensituationen im Straßenverkehr,
welches ein erfindungsgemäßes System
zur virtuellen Simulation von Verkehrssituationen oder eine vorteilhafte
Ausgestaltung davon umfasst. Durch dieses System kann in umfassender
Weise die Analyse von Unfallsituationen ermöglicht werden. Insbesondere ist
es durch dieses System jedoch möglich,
eine Unfallvorhersage präzise
und sehr realitätsnah
generieren zu können.
Indem beliebige Verkehrssituationen quasi unvorhersagbar generiert
werden können,
können
dadurch auch verschiedenste unfallkritische und gegebenenfalls auch
unfallverursachende Gefahrensituationen simuliert werden. Eine realitätsnahe Simulation
von Situationen, die zu Unfällen
oder Beinahe-Unfällen führen, lässt sich
unter der erfindungsgemäßen Berücksichtigung
solcher Systeme durchführen,
bei denen das Referenzfahrzeug sein Verhalten abhängig von
situationsabhängig
auftretenden Umgebungsbedingungen verändern kann. Insbesondere können dadurch
auch Fahrerassistenzsysteme und Sicherheitssysteme zur Unfallvermeidung
und Unfallfolgenmilderung in durch das erfindungsgemäße System
simulierten Verkehrssituationen sehr realitätsnah untersucht werden.
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Bevorzugt
ist das Verhalten des Referenzfahrzeugs und/oder zumindest eines
spezifischen Fahrerassistenzsystems in einer während der Simulation aufgetretenen
Unfallsituation analysierbar. Dadurch können die Umstände, welche
zu einer derartigen Unfallsituation geführt haben, sehr genau und in ihrer
gesamten Komplexität
relativ aufwandsarm nachvollzogen und ausgewertet werden. Dadurch können die
Verhaltensweisen von Fahrzeugen und das Funktionieren der Fahrerassistenzsysteme
sehr genau nachvollzogen und verstanden werden und dadurch ein Fehlverhalten
und/oder Verbesserungen dahingehend weiter entwickelt werden, dass
eine Unfallwahrscheinlichkeit in derartigen Verkehrssituationen
reduziert wird oder eine vollständige
Unfallvermeidung erreicht werden kann.
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In
bevorzugter Weise kann vorgesehen sein, dass eine Verhaltensweise
des Referenzfahrzeugs und/oder zumindest eines seiner Fahrerassistenzsysteme,
welche zu einer unfallfreien Bewältigung
einer Gefahrensituation in einer simulierten Verkehrssituation geführt hat,
als Referenzmuster abgespeichert wird. Die dadurch gewonnenen Verhaltens-Referenzmuster
können
dann in reale Fahrerassistenzsysteme implementiert werden.
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Insbesondere
kann ein System zur Unfallvorhersage geschaffen werden, bei dem
verschiedenste realitätsnahe
Gefahrensituationen erzeugt werden können. Das vorgeschlagene Simulationssystem nutzt
somit eine virtuelle Umgebung, in der Verkehrszenen modelliert werden.
Innerhalb der Verkehrsszenen gehorchen die einzelnen Verkehrsteilnehmer Modellen,
die bestimmte, teilnehmerspezifische Verhaltensmuster zulassen.
Ein virtuelles Referenzfahrzeug, welches bevorzugt mit Assistenzsystemen, crashvermeidenden
bzw. crashmildernden Systemen ausgestattet ist, kann sich gemäß eines
individuellen Modells innerhalb der Szenen bewegen und wird neben
dem durch den Fahrer gewünschten
Verhalten auch durch das modellhafte Verhalten der übrigen Verkehrsteilnehmer
beeinflusst. An diesem Referenzfahrzeug befindet sich eine virtuelle
Umfeldsensorik, welche die virtuelle Umgebung aus der Perspektive
des Referenzfahrzeugs erfasst. Diese daraus gewonnenen Informationen
werden bevorzugt von einem Auslösealgorithmus
zur Steuerung der crashvermeidenden bzw. crashmildernden Systeme
am Fahrzeug genutzt. Beispielsweise kann simulativ dann ein Bremseingriff
oder ein Beschleunigen oder ein Ausweichmanöver erfolgen. Besonders bevorzugt
beeinflussen die daraus resultierenden Wirkungen des Aus lösealgorithmus
wiederum das Verhalten der anderen Verkehrsteilnehmer in der Szenerie.
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Neben
der während
eines Simulationslaufs im Allgemeinen nicht vorhersagbaren Fahrtroute
zumindest eines Fahrzeugs kann zusätzlich auch vorgesehen sein,
dass zumindest ein weiterer Verkehrsteilnehmer auch durch eine deterministische
Verhaltensweise während
des Simulationslaufs definiert ist. So kann die Verteilung der einzelnen
Verkehrsteilnehmer innerhalb der Szene beispielsweise fest vordefiniert
sein. Wird beispielsweise für
das Referenzfahrzeug eine Fahrtroute fest vorgegeben, so kann eine
Szene unter gleich bleibenden Anfangsbedingungen mehrfach durchfahren
werden. Anstatt fest vorgegebener Fahrtrouten kann insbesondere
das Referenzfahrzeug auch ähnlich
wie in einem Computerspiel spontan von einem realen Benutzer des
Systems gesteuert werden. Damit lässt sich ein beliebiges Fehlverhalten
des Referenzfahrzeugs erzielen. In einem derartigen Modus des Systems
können dann
beispielsweise Fehlverhalten der Assistenz- und Sicherheitssysteme
des Referenzfahrzeugs untersucht werden.
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Durch
das erfindungsgemäße System
wird somit eine künstliche
Intelligenz geschaffen, welche neben deterministischen Modellen
und stochastischen Modellen auch ein neuronales Netz umfassen kann.
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Insbesondere
bei einem System zur Analyse von unfallkritischen Gefahrensituationen
kann somit eine Auswertung erfolgen, warum beispielsweise ein Unfall
in der Szenerie passiert ist oder warum dieser gerade vermieden
werden konnte. Dadurch lassen sich präzise Unfallanalysen aber auch
Unfallvorhersagen generieren. Ferner lassen sich optimierte Verhaltensmuster
für Fahrerassistenzsysteme
generieren. Insbesondere können
dann in realen Fahrerassistenzsystemen Referenzmuster abgelegt werden, welche
im Hinblick auf auftretende reale Gefahrensituationen dahingehend
verwendet werden können, ob
die Gefahrensituation ohne Unfall vermieden werden kann oder ein
Unfall unvermeidbar ist. Bereits vorab kann dadurch mit hoher Wahrscheinlichkeit
ein mögliches
Unfallereignis erkannt werden und dadurch frühzeitig mit entsprechenden
Maßnahmen
reagiert werden. Insbesondere kann beispielsweise dann ein frühzeitiges
Warnen des Fahrers erfolgen und/oder zeitversetzt oder zeitgleich
mit dem Warnen ein automatischer Eingriff des Fahrerassistenzsystems
erfolgen. Unfallfolgen können
dadurch verhindert werden oder zumindest deutlich abgeschwächt werden.
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Darüber hinaus
ist durch dieses System auch die Möglichkeit gegeben, Szenen zu
simulieren, in denen zumindest zwei Referenzfahrzeuge intelligent
ausgebildet sind und ihr Verhalten in einer Verkehrssituation abhängig von
detektierten Umgebungsbedingungen gestalten. Insbesondere kann dann
auch simuliert werden, was bei einem Auftreten einer Gefahrensituation
erfolgt, wenn diese zwei Referenzfahrzeuge in eine derartige Gefahrensituation verwickelt
sind. Auch dadurch kann dann die Analyse im Hinblick auf ein mögliches
Fehlverhalten durchgeführt
werden und das Verhalten der Referenzfahrzeuge und insbesondere
deren Fahrerassistenzsysteme im Hinblick auf eine Unfallvermeidung
optimiert werden. Speziell kann dann das Verhalten in einer derartigen
Situation dahingehend optimiert werden, dass die Fahrerassistenzsysteme
aufgrund ihrer jeweiligen Umfelddetektion nicht stets zu den gleichen
Aktionen führen
und somit praktisch erst durch dieses Verhalten dann ein Unfall
erzeugt werden würde.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung ein reales Fahrerassistenzsystem
für ein
Fahrzeug, welches zur Erkennung von Gefahrensituationen im Verkehr, insbesondere
im Straßenverkehr,
ausgebildet ist und zur möglichen
Unfallvermeidung in einer Gefahrensituation Referenzmuster bzw.
Referenzinformationen im Hinblick auf ein Erkennen einer derartigen
Situation und ein entsprechendes Handeln durch das Fahrerassistenzsystem
umfasst, welche Referenzmuster mit den erfindungsgemäßen Simulationssystemen oder
vorteilhaften Ausgestaltungen davon ableitbar sind.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung einen Fahrsimulator, welcher ein
reales Fahrzeug als Referenzfahrzeug aufweist und ein Display umfasst,
auf dem die durch ein erfindungsgemäßes System oder eine vorteilhafte
Ausgestaltung davon simulierten virtuellen Verkehrssituationen und/oder
virtuellen Gefahrensituationen darstellbar sind. Der Fahrsimulator kann ähnlich einem
Flugsimulator ausgebildet sein und als feststehende Einrichtung
positioniert sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das
reale Fahrzeug zum Fortbewegen in einem realen Verkehrsumfeld ausgebildet
ist und die virtuellen Verkehrssituationen beispielsweise in einem Head-up-Display
oder dergleichen angezeigt werden. Darüber hinaus kann auch vorgesehen
sein, dass diese virtuell erzeugten Verkehrssituationen in einem
Display einer Brille dargestellt werden, welche ein realer Fahrer
des Fahrzeugs aufsetzen kann. Durch diese Ausgestaltungen mit einem
real bewegten Fahrzeug kann dann auch ein Fahrertraining, beispielsweise
auf einem Testgelände,
durchgeführt werden.
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Bevorzugt
ist das reale Fahrzeug zum bidirektionalen Datenaustausch mit dem
System verbunden. Dadurch können
reale Betriebsdaten des Fahrzeugs als Informationen an das System übermittelt werden
und abhängig
davon virtuelle Verkehrssituationen dargestellt oder aber auch verändert werden. Die
Flexibilität
und vielfältige
Situationssimulation kann dadurch erhöht werden.
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Bevorzugt
ist das reale Fahrzeug des Fahrsimulators mit zumindest einem realen
Fahrerassistenzsystem ausgebildet und Informationen über Aktionen
eines realen Fahrers des Fahrzeugs, welche das Verhalten des realen
Fahrzeugs und/oder zumindest eines realen Fahrerassistenzsystems
beeinflussen, sind an das Simulationssystem übertragbar. Neben den realen
Informationen über
Steuergeräte
und Fahrerassistenzsysteme sowie Betriebsparameter des Motors oder
dergleichen können
dann auch reale Verhaltensweisen des Fahrers selbst berücksichtigt werden
und für
die virtuell dargestellte Verkehrssituation zugrunde gelegt werden.
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Bevorzugt
ist es, wenn Informationen des Systems, beispielsweise über simulierte
virtuelle Umgebungsbedingungen, an das reale Fahrzeug des Fahrsimulators
und/oder eines Fahrerassistenzsystems des realen Fahrzeugs übertragbar
sind und das Verhalten des realen Fahrzeugs und/oder eines seiner
Fahrerassistenzsysteme analysierbar ist. Auch dadurch kann die Darstellung
von realitätsnahen
Situationen erhöht
werden und dadurch die Analyse der aufgetretenen Situationen detailliert
erfolgen. Insbesondere können
dann aus dieser Analyse erhaltene Informationen und Erkenntnisse
für die
weitere Entwicklung der Fahrzeuge und der Assistenzsysteme verwendet
werden und dadurch eine optimiertere Funktionsweise erreicht werden.
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Darüber hinaus
betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum virtuellen Simulieren
von Verkehrssituationen, bei dem ein Referenzfahrzeug und zumindest
ein weiterer Verkehrsteilnehmer virtuell modelliert werden und die
während
der Simulation erzeugte Verkehrsszenerie auf einer Anzeigeeinheit angezeigt
wird. Das Referenzfahrzeug wird mit einer Detektionseinrichtung
zur Erfassung der Umgebung des Referenzfahrzeugs virtuell modelliert
und das momentane Verhalten des Referenzfahrzeugs während einer
simulierten Verkehrssituation erfolgt unter Berücksichtigung der durch die
Detektionseinrichtung erfassten Informationen. Die Darstellung von
realen Verkehrssituationen kann dadurch wesentlich realitätsnäher erfolgen.
Darüber
hinaus kann die Anzahl und Verschiedenheit der möglichen Verkehrssituationen,
welche simuliert werden, deutlich erhöht werden.
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Darüber hinaus
betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Analyse von unfallkritischen,
virtuell erzeugten Gefahrensituationen im Straßenverkehr, bei welchem Verkehrssituationen
durch ein erfindungsgemäßes Verfahren
zum Simulieren derartiger virtueller Verkehrssituationen oder einer
vorteilhafter Ausgestaltung davon erzeugt werden. Dadurch kann eine
präzise
Analyse von Gefahrensituationen im Hinblick auf auftretende Unfälle oder
vermiedene Unfälle
erfolgen. Nicht zuletzt kann dadurch auch die Unfallvorhersage bei
realitätsnahen
Verkehrsszenen deutlich verbessert werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Verfahren sind in den Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus
sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Systeme auch als vorteilhafte
Ausgestaltungen der Verfahren anzusehen.
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Durch
die Erfindung können
Simulationssysteme und Verfahren sowie ein Fahrerassistenzsystem
und ein Fahrsimulator generiert werden, bei denen das Testen von
insbesondere crashvermeidenden Systemen in beliebiger Komplexität und Realitätsnähe ermöglicht werden
kann. Bisher können Tests
von crashvermeidenden Systemen lediglich in realen Fahrsituationen
durchgeführt
werden. Diese realen Fahrsituationen beinhalten erhebliches Gefahrenpotenzial
für die
beteiligten Personen und sind sehr kosten- wie auch zeitintensiv.
Darüber
hinaus lässt
sich die Komplexität
einer darzustellenden Verkehrssituation in Realversuchen nur in
beschränktem Maße ausbilden.
Darüber
hinaus sind neben der Gefahr für
die Personen auch die Beschädigungen
bzw. Zerstörungen
der eingesetzten Versuchsfahrzeuge zu beachten.
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Mit
einem Simulationssystem sowie einem Simulationsverfahren gemäß der Erfindung
kann eine enorme Anzahl von Tests auch in relativ kurzer Zeit und
ohne Materialaufwand durchgeführt
werden. Es lassen sich unterschiedlichste Fahrsituationen erzeugen,
in denen die Eigenschaften insbesondere von crashvermeidenden Systemen
untersucht werden können.
Dabei lassen sich realistische Verhaltensmuster der Verkehrsteilnehmer
zugrunde legen, und auch Fehlverhalten, wie es in realen Szenen
mit realen Verkehrsteilnehmern vorkommt, kann dabei berücksichtigt
werden.
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Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass ein virtuelles Referenzfahrzeug zumindest
zwei verschiedene Fahrerassistenzsysteme aufweist, welche bei der
Simulation von Verkehrssituationen gegebenenfalls entsprechend ihrer
zugrunde gelegten Funktion das Fahrverhalten des Referenzfahrzeugs
individuell beeinflussen. Um auch dahingehend entsprechende Analysen
durchführen
zu können,
kann vorgesehen sein, dass eine unterschiedliche Priorisierung dieser
Fahrerassistenzsysteme im Hinblick auf ein Eingreifen auf das Fahrverhalten
oder zumindest ein Warnen an den Fahrer des Fahrzeugs bzw. des Referenzfahrzeugs
vorgegeben ist. Auch dadurch kann dann in individueller Weise ein
Analysieren dahingehend erfolgen, inwieweit eine derartige Priorisierung
zu einem sichereren Betreiben des Referenzfahrzeugs in Verkehrssituationen
möglich
ist. Auch ein komplettes Abschalten eines der Fahrerassistenzsysteme
während
des Auftretens der Verkehrssituationen kann dadurch simulativ analysiert werden.
Die Vielfältigkeit
des erfindungsgemäßen Systems
sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
im Vergleich zu bekannten Systemen und Verfahren deutlich erhöht und ermöglicht eine
wesentlich präzisere
Darstellung von realitätsnahen
Verkehrssituationen.
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Neben
der spezifischen Ausgestaltung derartiger Systeme für Verkehrssituationen
im Straßenverkehr
können
ein derartiges System und ein derartiges Verfahren auch für Schienenfahrzeuge
oder Seefahrzeuge verwendet werden.
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Durch
diese Simulationstools können
Fahrerassistenzsysteme im Hinblick auf ihre Funktionsweise optimiert
werden und beispielsweise ein früheres
Auslösen
oder ein im Hinblick auf die Situation entsprechend dosiertes Auslösen kann
dann gewährleistet
werden. Neben den genannten Fahrerassistenzsystemen können dann
auch zusätzliche
Sicherheitssysteme, wie beispielsweise Airbags oder dergleichen,
in ihrer Funktion optimiert werden. Beispielsweise kann dann ein
möglicher
Auslösezeitpunkt
oder die Auslösewucht
in ihrer Stärke
situationsabhängig
präzise
erfolgen.
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In
bevorzugter Weise ist dem System ein Algorithmus zugrunde gelegt,
welcher die individuelle Gestaltung einer Verkehrssituation ermöglicht und das
Verhalten der einzelnen Verkehrsteilnehmer sowie des Referenzfahrzeugs
nicht-deterministisch ermöglicht.
Das Verfahren kann auch als Computerprogrammprodukt mit entsprechenden
Softwarealgorithmen realisiert sein.
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Im
Hinblick auf die Ausgestaltung des Systems und des Verfahrens zur
Analyse der virtuell erzeugten Verkehrssituationen können vielerlei
Varianten vorgesehen sein. Es kann die Darstellung gemäß einer
Vogelperspektive oder einer anderen Sichtweise, welche die Gesamtbeobachtung
ermöglicht,
einstellbar sein. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass auf der Anzeigeeinheit
eine Simulation von Verkehrssituationen aus der Sichtweise von verschiedenen Teilnehmer
an einer Szenerie angezeigt werden kann. So kann diese ablaufende
Szenerie beispielsweise aus der Sicht eines Fahrzeuginsassen des
Referenzfahrzeugs oder aus der Sichtweise eines Fahrzeuginsassen
eines weiteren Fahrzeugs oder aus der Sicht eines Fußgängers oder
Radfahrers darstellbar sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass
während
einer Analyse einer bereits virtuell erzeugten Verkehrssituation
beim wiederholten Ablauf dieser Szenerie zwischen den einzelnen
Sichtweise automatisch oder benutzerdefiniert umgeschaltet werden kann.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass auf einer Anzeigeeinheit
oder auf zwei separaten Anzeigeeinheiten die Szenerie gleichzeitig
aus der Sichtweise von zwei unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern,
beispielsweise aus der Sicht eines Fahrzeuginsassen des Referenzfahrzeugs
und aus der Sicht eines weiteren Verkehrsteilnehmers darstellbar ist.
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Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine simulierte Verkehrssituation
zur nachträglichen Analyse
mit unterschiedlichen Randbedingungen und/oder Einstellungen eines
Fahrerassistenzsystems und/oder Parameterwerten des Referenzfahrzeugs
nochmals simuliert wird. Es kann dann vorgesehen sein, dass auf
der Anzeigeeinheit in überblendeter
Darstellung die gleichen Verkehrssituation mit unterschiedlichen
Einstellungen gleichzeitig darstellbar sind. Es können dadurch
die Verhaltensweisen der Verkehrsteilnehmer in einer Szenerie gleichzeitig analysiert
werden, wenn sie unterschiedliche Randbedingungen und/oder Parametereinstellungen
aufweisen.
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Darüber hinaus
können
auch die Werte von Betriebsparametern und/oder Fahrtwege des Referenzfahrzeugs
und/oder anderer Verkehrsteilnehmer vor und gegebenenfalls bei und
auch nach einem aufgetretenen Unfall ausgewertet werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Figur
näher erläutert. Die
einzige Figur zeigt ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Simulationssystems.
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Ein
System I zur virtuellen Simulation von Verkehrssituationen ist insbesondere
auch zur Analyse von virtuell simulierten unfallkritischen Gefahrensituationen
im Straßenverkehr
ausgebildet. Das System I umfasst eine nicht gezeigte Anzeigeeinheit
sowie eine nicht gezeigte Eingabeeinheit. Die Anzeigeeinheit kann
beispielsweise eine Projektionsfläche oder ein Bildschirm oder
dergleichen sein. Die Eingabeeinheit kann zur Spracheingabe und/oder
zur Eingabe über
Bedienelemente ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die Eingabeeinheit
auch zumindest einen multifunktional bedienbaren Steuerhebel, beispielsweise
einen Joystick, oder dergleichen umfassen.
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Darüber hinaus
umfasst das System I zumindest eine Recheneinheit, in der die Simulationsabläufe gesteuert
werden und die entsprechenden Algorithmen abgelegt sind. In dieser
Recheneinheit können
auch Speichereinheiten enthalten sein, welche jedoch auch als separate
Module angeordnet sein können.
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Das
System I umfasst zumindest ein Referenzfahrzeug, welches durch ein
Fahrzeugmodell charakterisiert ist. Darüber hinaus ist zumindest ein weiterer
modellierter Verkehrsteilnehmer, beispielsweise zumindest ein weiteres
Fahrzeug und/oder zumindest ein Fußgänger und/oder zumindest ein
Radfahrer und/oder zumindest ein Motorradfahrer enthalten. Diese
beispielhaften Aufzählungen
für weitere Verkehrsteilnehmer
sind nicht abschließend
zu verstehen und können
noch entsprechend ergänzt
werden. Auch diesem zumindest einen weiteren Verkehrsteilnehmer
ist jeweils ein entsprechendes Modell zugrunde gelegt.
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Das
Referenzfahrzeug ist mit einer Detektionseinrichtung zur Erfassung
der virtuellen Umgebung des Referenzfahrzeugs ausgebildet, welche Detektionseinrichtung
ebenfalls durch ein zugrunde gelegtes Modell definiert ist. Das
Verhalten des Referenzfahrzeugs während einer simulierten Verkehrssituation
und somit während
eines Simulationslaufs, erfolgt zumindest zeitweise unter Berücksichtigung der
durch die Detektionseinrichtung erfassten Informationen.
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Dem
System ist eine künstliche
Intelligenz zugrunde gelegt, welche neben deterministischen Ereignissen
auch stochastische Ereignisse umfasst. Insbesondere die Möglichkeit,
Umgebungseinflüsse des
Referenzfahrzeugs simulativ durch das Referenzfahrzeug erfassen
zu können,
ermöglicht
eine wesentlich realitätsnähere Simulation
von Verkehrssituationen. Insbesondere auftretende Gefahrensituationen
können
dadurch wesentlich realitätsnäher simuliert
werden. Insbesondere können
dabei aufgrund der nicht-deterministischen
Verhaltensweise des Referenzfahrzeugs während einer Simulation auch
nicht vorhersehbare Verkehrssituationen und auch Gefahrensituationen
auftreten, welche mit herkömmlichen
Simulationssystemen nicht erzeugbar sind.
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Darüber hinaus
ist das Referenzfahrzeug mit mehreren virtuell modellierten Fahrerassistenzsystemen
ausgestattet. Diese können
durch verschiedenste Sensormodelle zur Erfassung der jeweils spezifischen
Informationen, welche für
das jeweilige Fahrerassistenzsystem im Hinblick auf seine grundlegende
Funktion benötigt
werden, charakterisiert werden.
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Auch
jedem Fahrerassistenzsystem ist ein Grundmodell zugrunde gelegt.
Diese Grundmodelle können
geändert
werden, so dass verschiedenste Versionen eines Fahrerassistenzsystems
während verschiedenen
Simulationsläufen
getestet werden können.
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Insbesondere
ist es bei dem System I möglich,
während
eines bereits gestarteten Simulationslaufs auch gewünschte zusätzliche
Situationen zu schaffen. Dazu kann über die Eingabeeinheit durch einen
realen Benutzer des Systems I ein bestimmtes Ereignis erzeugt werden.
In diesem Zusammenhang können
zeitlich und/oder örtlich
verschiedenste Ereignisse definiert erzeugt werden. So können in
diesem Zusammenhang modellierte verkehrskonforme aber auch verkehrswidrige
Verhaltensweisen von Verkehrsteilnehmern in der virtuellen Umgebung
erzeugt werden. Auch spezifische Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise
Witterungsbedingungen oder ein Wasserrohrbruch oder dergleichen,
können dadurch
definiert eingespielt werden. Darüber hinaus können auch
personenspezifische Bedingungen, wie beispielsweise das Auftreten
eines Herzinfarkts eines Fahrers eines Fahrzeugs, erzeugt werden.
Alle diese Möglichkeiten
des Systems I gewähren
eine Erzeugung einer sehr realitätsnahen
Simulation von Verkehrssituationen, welche in vielfältigster
Weise zum einen stochastisch unvorhersehbar erzeugt werden können und
darüber
hinaus in gewisser Weise auch deterministisch und definiert zusätzlich beeinflusst
werden können.
Besonders vorteilhaft ist dabei stets die Möglichkeit, zumindest des Referenzfahrzeugs,
all diese unvorhersehbar oder spontan auftretenden Ereignisse erfassen
zu können
und darauf reagieren zu können.
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Dies
ermöglicht
dann auch eine sehr realitätsnahe
Analyse von virtuell simulierten Verkehrssituationen, bei denen
sehr präzise
das Verhalten des Referenzfahrzeugs und/oder zumindest eines seiner Fahrerassistenzsysteme
detailliert rekapituliert werden kann. In diesem Zusammenhang kann
dann auch eine sehr genaue Analyse von Fehlverhalten, insbesondere
bei aufgetretenen Unfallsituationen, ermöglicht werden. Die daraus gewonnenen
Informationen können
dann für
eine verbesserte Unfallvorhersage verwendet werden. Insbesondere
können
dann Referenzmuster entwickelt werden, welche dann im realen Fahrerassistenzsystem
als Basis abgelegt werden können.
Dadurch kann auch in realen Verkehrssituationen ein hohes Maß an Unfallvorhersage und
Unfallvermeidung gewährleistet
werden.
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Darüber hinaus
können
auch Referenzmuster erzeugt werden, welche während einer Simulation dahingehend
definiert werden, dass sie eine Situation widerspiegeln, in der
das Referenzfahrzeug eine Gefahrensituation fehlerfrei ohne einen
Unfall meistert. In diesen Situationen kann dann die Analyse dazu
führen,
dass die Fahrerassistenzsysteme und/oder die Detektorsysteme des
Referenzfahrzeugs eine Gefahrensituation richtig bewertet haben und
darauf richtig reagiert haben. In diesem Zusammenhang können dann
auch Simulationen dahingehend durchgeführt werden, ob ein Fahrerassistenzsystem
lediglich rechtzeitig gewarnt hat oder ob es auch, falls es dafür ausgebildet
ist, rechtzeitig eingegriffen und im richtigen Maß eingegriffen
hat. Darüber hinaus
können
auch Situationen simuliert werden, in denen verschiedenste Interaktionen
zwischen einem Fahrer des Fahrzeugs und dem Fahrerassistenzsystem
untersucht werden. So kann beispielsweise die Möglichkeit untersucht werden,
dass ein Fahrerassistenzsystem bei einer erkannten Gefahrensituation zunächst lediglich
warnt und erst dann nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer eingreift,
wenn während dieses
Zeitablaufs keine Reaktion vom Fahrer erfolgt ist. Darüber hinaus
kann auch untersucht werden, inwieweit eine Priorisierung von mehreren
Fahrerassistenzsystemen im Hinblick auf ein Warnen und/oder Eingreifen
dieser bei einer auftretenden Gefahrensituation ermöglicht werden
kann und daraus ein optimales Ergebnis für die Bewältigung einer derartigen Gefahrensituation
erzielt werden kann.
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Das
gesamte System I kann einem Fahrsimulator zugeordnet sein, welcher
ein reales Fahrzeug als Referenzfahrzeug aufweist. Unter einem realen
Fahrzeug wird sowohl ein gegenständlich
modelliertes Fahrzeug verstanden, welches beispielsweise einem Fahrzeug ähnlich ist
und diesem nachgebaut ist. Beispielsweise kann in diesem Zusammenhang
ein aus Kunststoff aus gebildetes Teil eines Fahrzeugs, welches einen
Sitz, ein Lenkrad und ein Cockpit mit zumindest einer Anzeigeeinheit
bzw. einem Display umfasst, vorgesehen sein. Derartige Ausgestaltungen
sind beispielsweise in Spielhallen bekannt, in denen derartige Vorrichtungen
aufgestellt sind, um Autorennen in Form von Computerspielen realitätsnah zu
vermitteln. Auch Flugsimulatoren sind derartig konzipiert.
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Des
Weiteren können
die Fahrsimulatoren auf beweglichen Plattformen angeordnet sein
wodurch auch der Fahrsimulator bewegt werden kann und entsprechend
den angezeigten Verkehrssituationen und Fahrmanövern bewegt werden kann. Dadurch
kann die Realitätsnähe erhöht werden.
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Darüber hinaus
kann auch vorgesehen sein, dass als reale Fahrzeuge als für den Straßenverkehr zugelassene
echte Fahrzeuge, verstanden werden.
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In
der Figur ist das System I in seiner Funktionsweise schematisch
dargestellt. Die virtuellen Objekte, welche sich in einer virtuellen
Umgebung und im Ausführungsbeispiel
in einer virtuellen Verkehrssituation bewegen, sind als Modell repräsentiert
und gehorchen bestimmten Verhaltensregeln. Diese Verhaltensregeln
sind in den Blöcken 1 und 2 niedergelegt
und entsprechend einer künstlichen
Intelligenz konzipiert. Der Block 1 bezeichnet dabei die
Regeln eines weiteren Verkehrsteilnehmers, wobei der Block 2 die
Verhaltensregeln des Referenzfahrzeugs umfasst, welches als Ego-Fahrzeug
bezeichnet wird. Diese im Block 1 abgelegten Verhaltensregeln
wirken auf den durch den Zustandsvektor gemäß Block 3 charakterisierten
weiteren Verkehrsteilnehmer, wo hingehen die im Block 2 abgelegten
Verhaltensregeln auf das Referenzfahrzeug, welches durch Zustandsvektor
gemäß Block 4 dargestellt
ist, wirken.
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Das
Verhalten des Referenzfahrzeugs (Block 4) kann auch durch
den Fahrer des Referenzfahrzeugs beeinflusst werden, wobei diese
Einflussgrößen durch
den Fahrerwunsch 5 gekennzeichnet sind.
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Darüber hinaus
können
Fehlverhalten 1a und 2a und auch verkehrswidriges
Verhalten des Referenzfahrzeugs und des zumindest einen weiteren Verkehrsteilnehmers
in die Blöcke 1 und 2 einfließen und
dann das Verhalten des Referenzfahrzeugs und des weiteren Verkehrsteilnehmers
beeinflussen.
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Die
Zustandsvektoren der einzelnen Objekte, im Ausführungsbeispiel des zumindest
einen weiteren Verkehrsteilnehmers, sowie des Referenzfahrzeugs
werden in einer geschlossenen Regelschleife ständig mit der virtuellen Umgebung,
welche durch Block 6 gekennzeichnet ist, abgeglichen. Damit
wird die Interaktion von Objekten nach Nachbarobjekten bzw. der
virtuellen Umgebung 6 sichergestellt.
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Mit
Hilfe von Sensormodellen, welche durch den Block 7 charakterisiert
sind, wird eine Abbildung der virtuellen Umgebung 6 aus
der Perspektive der einzelnen virtuellen Umfeldsensoren am Referenzfahrzeug
erzeugt. Aus diesen Abbildungen werden relevante Objektdaten gewonnen,
die zur Interpretation des Szeneninhalts gemäß dem Block 8 herangezogen
werden.
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Auf
Basis dieser Szeneninterpretation gemäß dem Block 8 übernimmt
ein Auslösealgorithmus,
dargestellt durch den Block 9, die Ansteuerung der unfallmildernden
bzw. unfallvermeidenden Aktuatorik, welche durch den Block 10 im
Referenzfahrzeug dargestellt ist. Derartige Ansteuerungen werden
von dem Block 2 des Referenzfahrzeugs, in dem die Verhaltensregeln
niedergelegt sind, verwertet und führen zu Veränderungen des Zustandsvektors des
Referenzfahrzeugs gemäß Block 4.
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Darüber hinaus
können
in die virtuelle Umgebung gemäß Block 6 deterministisch
und/oder stochastisch vorgegebene Anfangs- und Randbedingungen einfließen. Darüber hinaus
können
gezielte Störungen 12 in
diese virtuelle Umgebung 6 eingebracht werden. Diese können insbesondere
durch einen realen Benutzer über
die Eingabeeinheit des Systems I zeit- und/oder ortsgenau definiert
vorgenommen bzw. erzeugt werden.
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Das
Simulationssystem kann beispielsweise in einem einzigen Rechner
mit entsprechenden Benutzerschnittstellen zur Steuerung des Referenzfahrzeugs
und zur Einbringung von Störungen 12 implementiert
sein. Alternativ kann auch eine verteilte Architektur eingesetzt
werden, in der beispielsweise die virtuelle Umgebung 6,
die Szeneninterpretation 8 oder der Auslösealgorithmus 9 in
unterschiedlichen Recheneinheiten ablaufen.
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Es
ist ebenfalls möglich,
die Architektur mit Hardware in the Loop auszulegen, wobei beispielsweise
ein Referenzfahrzeug einschließlich
der Aktuatorik gemäß Block 10 und
der Steuergeräte
als reales Fahrzeug in einem Fahrsimulator verwendet wird. Auch
einzelne Steuergeräte
können
als Hardware module eingebunden sein, wobei diese Steuergeräte beispielsweise
die Algorithmik zur Auslösung
der Aktuatorik gemäß Block 10 oder
die Szeneninterpretation gemäß Block 8 enthalten
können.
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Besonders
bevorzugt ist es, bei dem System I simulierte Verkehrssituationen
im Nachgang zum Simulationslauf analysieren zu können. Die simulierten Verkehrssituationen
werden während
der Simulation abgespeichert und können beliebig oft nochmals betrachtet
werden und beliebig oft ablaufen. Darüber hinaus ist es auch möglich, derartig
abgespeicherte Simulationsabläufe
individuell zu verändern,
so dass auch bereits entstandene Verkehrssituationen mit veränderten
Parametern nochmals durchlaufen werden können. Insbesondere Unfallsituationen
können dann
nochmals nachvollzogen werden, indem diese Unfallsituation mit veränderten
Parametern simuliert wird. Dadurch kann zuverlässig analysiert werden, ob
mit veränderten
Randbedingungen, insbesondere des Referenzfahrzeugs und/oder zumindest
eines seiner Fahrerassistenzsysteme, Unfallsituation oder Beinahe-Unfallsituationen
verhindert oder zumindest abgemildert werden können. Die Analyse von Verkehrssituationen,
welche während
eines Simulationslaufs aufgetreten sind, kann in vielfältiger Weise
erfolgen. So kann die Analyse derart erfolgen, dass lediglich die
während
der primären
Simulation generierten Informationen des Referenzfahrzeugs und/oder
eines seiner Fahrerassistenzsysteme ausgewertet werden. Die Auswertung
kann in einem beliebig vorgegebenen Zeitfenster der gesamten Zeitdauer
einer gespeicherten simulierten Verkehrssituation erfolgen. Die
Analyse kann dadurch auch sequenziell erfolgen und dadurch sehr
detailliert durchgeführt
werden. Darüber
hinaus kann auch das Analysieren von generierten Informationen mehrerer
Verkehrsteilnehmer gleichzeitig erfolgen, so dass die Interaktion
und somit die gegenseitige Beeinflussung zwischen diesen Verkehrsteilnehmern
exakt nachvollzogen werden kann.