-
Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Navigationstechnik. Sie betrifft
ein Verfahren zum automatisierten Testen von Navigationssystemen
die in Fahrzeugen eingebaut sind.
-
In
Fahrzeugen integrierte neue Navigationssysteme werden heute überwiegend
durch aufwändige
Befahrungen getestet, d.h. ein Testfahrer fährt verschiedene vorgegebene
Strecken ab, wobei die Arbeitsweise des Navigationssystems protokolliert wird
und im Nachhinein auf eventuelle Fehler oder Ungenauigkeiten überprüft wird.
Dieses Vorgehen ist notwendig, da für den Funktionstest moderner,
für Fahrzeuge
geeigneter Navigationssysteme eine Vielzahl von Umgebungssignalen
wie GPS-, Richtungs- und Raddrehzahlsignalen oder auch TMC-Meldungen
benötigt
werden.
-
Diese
Vorgehensweise des Testablaufs beinhaltet eine Vielzahl von Fehlerquellen
und Störeinflüssen, weil
die Navigationssysteme bei derartigen umfangreichen Befahrungstests
immer wieder in noch nicht getesteten Szenarien betrieben werden. Die
dann aufgetretenen Fehler sind aber auch nicht immer zweifelsfrei
dem neuen Navigationssystem zuzuordnen, da sie z.B. auch aufgrund
fehlerhafter Signalgeber auftreten können, deren Fehlfunktion u.U.
unentdeckt bleibt und so als Fehler dem Navigationssystem zugeordnet
werden. Auch kann die Qualität
einer nach den Befahrungsergebnissen vorgenommenen Korrektur eines
festgestellten Fehlers des Navigationssystem oft nicht zweifelsfrei
nachgewiesen werden, da bei einer Wiederholung einer Befahrung aufgrund
anderer Bedingungen (Wetter, Verkehrsdichte usw.) und demzufolge
anderer Signale von den Signalgebern (z.B. GPS, Drehzahlmesser, etc.)
der Fehlerfall nicht identisch rekonstruiert werden kann. Flächendeckende Überprüfungen der
digitalen Karten von Navigationssystemen sind mit Befahrungen praktisch
nicht realisierbar.
-
Ein
zusätzliches
Problem liegt darin, dass für die
Serienentwicklung z.B. im Bereich Navigationssystem die Aufgabe
besteht, in möglichst
kurzen Abständen
sehr viele Entwicklungsstände
testen zu müssen.
Im Entwicklungsprozess kommen dabei fortlaufend Funktipnen hinzu,
so dass diese Testaufgabe vor Produktionsbeginn immer wieder lawinenartig
und umfangreich auf die Entwicklung "zurollt". Deshalb sind Ansätze zu einem automatisierten
Testen gerade auch in solchen Endphasen einer Entwicklung kurz vor
Produktionsbeginn sehr wichtig, um effizient vorzugehen.
-
Die
Erfindung geht aus von dem dargestellten Stand der Technik. Ihr
liegt die Aufgabe zugrunde, ein Testverfahren für Navigationssysteme in Fahrzeugen
zu entwickeln, das die oben aufgezeigten Nachteile bisheriger Testverfahren
weitgehend überwindet
und weitere Vorzüge
aufweist.
-
Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 gelöst
durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Weitere
Vorzüge
und vorteilhafte Ausführungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Figuren und die darin angegebenen Bezeichnungen und Abkürzungen
näher erläutert.
-
Es
zeigt
-
1 Zusammenwirken
der verschiedenen Komponenten bei einem Testlauf nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
-
2 Erstellung
und Pflege eines Referenz-Navigationssystems
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
-
Erfindungsgemäß werden
im Fahrzeug integrierte Navigationssysteme mittels Simulations-Tests geprüft. Alle
Reaktionen des getesteten Navigationssystems auf verschiedene reproduzierbare
Testszenarien werden mit den Reaktionen eines definiert arbeitenden
Referenzsystem verglichen. Vorzugsweise erfolgt ein derartiger Prüflauf voll
automatisiert, so dass menschliche Fehlerquellen ausgeschlossen werden
können
und zudem auch ein sehr schnelles Testen unter definierten und stets
exakt reproduzierbaren Bedingungen möglich ist. Dadurch können veränderte Entwicklungsstände von
Navigationssystemen frühzeitig
geprüft
werden und insgesamt die Testzeiten trotz breiterer Funktionstests
verkürzt
werden. Insbesondere bei dynamischen externen Daten wie RDS/TMC-Verkehrsmeldungen
könnten
durch Laborsimulationen sehr viele verschiedene Situ ationen ohne
Befahrungen bearbeitet und die Fehler frühzeitig erkannt werden.
-
Für das erfindungsgemäße Verfahren
werden alle für
den Betrieb eines Navigationssystems notwendigen Umgebungssignale
mittels Simulationen erzeugt. Automatisiert werden eine Menge an Routen-Berechnungen
und Routen-Befahrungen mit den simulierten Signalgebern durchgeführt und
anschließend
werden die Ergebnisse mit den korrespondierenden Routen-Berechnungen
und Routen-Befahrungen eines Referenz-Navigationssystems verglichen.
Dieses Referenz-Navigationssystem muss zuvor mit wesentlich aufwändigeren
Einstellungen und Prüfläufen auf
korrekte Angaben justiert werden. Ist diese Referenz einmal gegeben,
so sind weitere aufwändige
Justierungen des Referenzsystems über längere Testphasen dann nicht
mehr erforderlich.
-
1 zeigt
das Vorgehen der Erstellung und Pflege des Referenz-Navigationssystems.
Zur Erzeugung der Referenz-Werte werden insbesondere eingesetzt
- – Befahrungsergebnisse,
- – die
jeweilige aktuelle digitale Karte,
- – Luftbilderinformationen,
- – das
Internet (mit z.B. aktuellen Baustellen) und „Points of Interest" (POI),
- – das
Verhalten bzgl. TMC und „estimated
time of arrival" (ETA)
sowie
weitere Systemanforderungen und Spezifikationen. Diese Informationsquellen
werden auch bei nachfolgenden Anpassungen und Aktualisierungen des
Referenz-Navigationssystems eingesetzt.
-
2 zeigt
schematisch das Zusammenwirken der verschiedenen Komponenten bei
einem Testlauf nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Ein Referenz-Navigationssystem
wird vergleichend mit einem zu prüfenden Navigationssystem (vorzugsweise
synchron) getestet. Ein solches Referenz-Navigationssystem kann
auch wesentlich – wie
heute in der Serienentwicklung üblich – durch
eine allgemeine Navigationsspezifikation definiert werden. Es liegen Definitionen
für Quellen,
Ziele, Routenverläufe,
Positionierung und weiteres Systemverhalten vor. Diese Definitionen
gelten identisch für
das Referenz-Navigationssystem und das zu prüfende Navigationssystem.
-
Nach
einem Test werden durch Vergleich und Ergebnisausgabe beider Navigationssysteme die
Unterschiede festgestellt. Diese Ergebnisse des Vergleichs können auch
zu einer Anpassung der Definitionen des automatisierten Testens
führen
(zum Beispiel durch die Definition eines neuen, gezielt veränderten
Routenverhaltens). Testergebnisse können auch zu einer Anpassung
der Anforderungen an das zu prüfende
Navigationssystem mit einer Erstellung einer neuen Systemversion
dieses Systems führen. Die
in der 2 vorgenommene Strichelung deutet an, dass derartige
Abläufe
und Modifizierungsvorschläge
oftmals durch Anregungen von dritter Seite (z.B. seitens eines Zulieferers)
eingeleitet werden.
-
Während eines
Prüflaufs
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden alle für
den Betrieb des zu testenden Navigationssystems notwendigen Signale
mittels Simulation oder mittels Wiedergabe aufgezeichneter Signale
erzeugt. Das getestete Navigationssystem wird mit diesen definierten
Signalen angesteuert und alle Reaktionen und Ausgaben des Navigationssystems
werden aufgezeichnet. Parallel (vorzugsweise, aber nicht zwingend
simultan) wird als Referenz ein zweites (speziell geeichtes) Navigationssystem
herangezogen, dessen digitale Karte mindestens alle Gebiete der
digitalen Karte des zu prüfenden
Navigationssystems abdeckt und alle für die Routenbe rechnung, Routenauswahl
und Routenbewertung notwendigen Informationen enthält, z.B. hochgenaue
Geometrie, komplexe Kreuzungen, Höhenprofile, Spuranzahlen, Luftbilder,
Abbiegerestriktionen, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Befahrungsrestriktionen,
temporäre
Sperrungen usw. Diese Parameter werden daher für das Referenzsystem kontinuierlich
auf aktuellstem Stand gehalten.
-
Zu
den zu prüfenden
Komponenten eines Navigationssystems gehören z.B. die Routen, Fahranweisungen,
berechnete Ankunftszeiten, Abbiegehinweise, Positionierung, Reaktion
auf TMC-Meldungen, dynamische Reisezeiten, dynamische Alternativrouten,
Reaktionen auf Stau, usw. Der Vergleich der Ausgaben des zu prüfenden Navigationssystems mit
den Angaben des Referenz-Navigationssystems liefert eine detaillierte
Qualitätsaussage:
Bei Übereinstimmung
des Verhaltens beider Systeme ohne Abweichungen hat das geprüfte Navigationssystem
den automatisierten Test erfolgreich bestanden.
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
lassen sich zusätzlich
auch mehrere vorher definierte Sonder-Situationen testen. So lässt sich
z.B. eine Vorgabe wählen, über die
die Qualität
des zu prüfenden
Navigationssystems bei Teilausfall bestimmter Sensoren geprüft werden
kann. Eine andere Testvorgabe kann für die berechneten Routen das
Systemverhalten untersuchen, falls ein Fahrer entgegen der Routenanweisungen
fahren würde.
Ebenso lässt
sich unterschiedliches Fahrerverhalten auf der Route (z.B. langsame
oder zügige
Fahrweise) als verschiedene Szenarien simulieren.
-
Alle
abweichenden Resultate des geprüften Navigationssystems
zum Referenz-Navigationssystem können
bereits während
eines Prüfablaufs
als Fehlermeldungen automatisch ausgegeben werden, so dass auf Abweichungen
noch in der Testphase reagiert werden kann (z.B. durch Wiederholung/Variieren
eines Testabschnitts). Sämtliche
Daten der Prüfung
lassen sich als einheitlicher Datensatz speichern und stehen für spätere Analysen
als Protokoll zur Verfügung.
Dabei können
die Resultate aus dem erfindungsgemäß getesteten Navigationsverhalten und
die Erfahrungen aus realen Befahrungen sowie alle Anforderungen
an modernste Navigationssysteme in das Referenz-Navigationssystem und den Testablauf
kontinuierlich einbezogen werden.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
bietet ein automatisierbares Testkonzept für flächendeckende, reproduzierbare
Navigations-Tests ohne störende Einflüsse eventuell
fehlerhafter Signalgeber und ohne die Notwendigkeit von aufwändigen Befahrungen.
Insbesondere durch spezifiziertes und vordefiniertes Systemverhalten
können
Leistung und Qualität
verschiedener Navigationssysteme bzw. verschiedener Entwicklungsstände verglichen
werden. Auch können
neue Funktionen der Navigationssysteme schnell per Anpassung der
entsprechenden Testvorgaben in die Simulation integriert werden.