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Die Erfindung betrifft ein Simulationssystem für Fahrerassistenzsysteme sowie ein Simulationsverfahren für Fahrerassistenzsysteme.
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So offenbart die
DE 100 47 082 A1 ein Simulationssystem für ein als Distanzregelungssystem ausgebildetes Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, welches über ein Benutzer-Interface verfügt, wobei über das Benutzer-Interface simulationsrelevante Parameter definiert werden können. Bei diesen nach diesem Stand der Technik definierbaren, simulationsrelevanten Parametern handelt es sich um Daten über Umgebungsobjekte wie Leitplanken sowie um Daten des Kraftfahrzeugs.
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Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Simulationssystemen können bereits Fahrerassistenzsysteme in gewissem Umfang simuliert und damit ausgelegt werden. Bei sämtlichen Simulationssystemen bleibt jedoch der Einfluss von Sensoren, die im Kraftfahrzeug verbaut sind und Messwerte für das Fahrerassistenzsystem bereit stellen, unberücksichtigt.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein neuartiges Simulationssystem für Fahrerassistenzsysteme mit verbesserten Simulationseigenschaften zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Simulationssystem für Fahrerassistenzsysteme gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Simulationssystem verfügt über einem Benutzer-Interface und einen Simulationsrechner, wobei über das Benutzer-Interface als simulationsrelevante Parameter ein zu simulierendes Fahrzeug, nämlich ein Modell des zu simulierendes Fahrzeugs, Umgebungsobjekte für das zu simulierende Fahrzeug, mindestens ein zu simulierendes Fahrerassistenzsystem des zu simulierenden Fahrzeugs, Sensoren des oder jedes zu simulierenden Fahrerassistenzsystems und Einbauorte der Sensoren im zu simulierenden Fahrzeug definierbar sind, nämlich auswählbar und/eingebbar sind, und wobei der Simulationsrechner nach Definition der simulationsrelevanten Parameter das Zusammenspiel des oder jedes Fahrerassistenzsystems, der Sensoren des oder jedes Fahrerassistenzsystems und des Fahrzeugs automatisch simuliert.
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Mit dem erfindungsgemäßen Simulationssystem wird erstmalig ein Zusammenhang zwischen dem zu simulierenden Fahrzeug, dem oder jedem zu simulierenden Fahrerassistenzsystem und den hierzu verwendeten Sensoren in einem Simulationssystem abgebildet. Dabei werden Wechselbeziehungen zwischen den Sensoren und dem Kraftfahrzeug, zwischen den Sensoren und dem jeweiligen Fahrerassistenzsystem sowie zwischen dem jeweiligen Fahrerassistenzsystem und dem Fahrzeug berücksichtigt. Hierdurch wird es erstmals möglich, die für ein Fahrerassistenzsystem zur Verfügung stehenden Sensoren auf ihre Tauglichkeit zur Verwendung an einem konkreten Fahrzeugtyp sowie zur Verwendung für ein konkretes Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugtyps automatisch und simulationstechnisch zu überprüfen. Hiermit kann die Simulation und damit Auslegung von Fahrerassistenzsystemen deutlich verbessert werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind über das Benutzer-Interface als simulationsrelevante Parameter weiterhin Fahrzeugmanöver definierbar, nämlich auswählbar und/eingebbar.
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Vorzugsweise dienen Ausgangsdaten des Fahrzeug-Moduls und Ausgangsdaten des Umgebungsobjekt-Moduls als Eingangsdaten des Sensor-Moduls, wobei Ausgangsdaten des Sensor-Moduls als Eingangsdaten eines Fusion-Moduls, in welchen Ausgangsdaten des Sensor-Moduls verfizierbar sind, dienen, wobei Ausgangsdaten des Fahrzeug-Moduls des Fusion-Moduls als Eingangsdaten des Fahrerassistenzsystem-Moduls dienen, und wobei Ausgangsdaten des Fahrerassistenzsystem-Moduls als Eingangsdaten eines Arbitierer-Moduls, in welchen die Ausgangsdaten des Fahrerassistenzsystem-Moduls priorisierbar sind, dienen. Ausgangsdaten des Arbitierer-Moduls und Ausgangsdaten des Manöver-Moduls dienen als Eingangsdaten des Fahrzeug-Moduls. Mit der obigen Struktur des Simulationssystems ist eine besonders bevorzugte Simulation und damit Auslegung von Fahrerassistenzsystemen möglich.
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Beim erfindungsgemäßen Simulationsverfahren werden über das Benutzer-Interface simulationsrelevante Parameter definiert, wobei der Simulationsrechner nach Definition der simulationsrelevanten Parameter das Zusammenspiel des oder jedes Fahrerassistenzsystems, der Sensoren des oder jedes Fahrerassistenzsystems und des Fahrzeugs automatisch simuliert.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 ein stark schematisiertes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Simulationssystems für Fahrerassistenzsysteme; und
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2 eine stark schematisierte Darstellung eines Benutzer-Interface des erfindungsgemäßen Simulationssystems für Fahrerassistenzsysteme.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Simulationssystem für Fahrerassistenzsysteme eines Kraftfahrzeugs. 1 zeigt ein stark schematisiertes Blockschaltbild eines solchen Simulationssystems 10, wobei das Simulationssystem 10 ein Benutzer-Interface 11 und einen Simulationsrechner 12 umfasst, die im Sinne des Doppelpfeils 13 Daten austauschen. So können über das Benutzer-Interface 11 simulationsrelevante Parameter, die im Simulationsrechner 12 zur automatischen Simulation eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs benötigt werden, definiert, nämlich ausgewählt und/oder eingegeben werden.
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2 verdeutlicht stark schematisiert den prinzipiellen Aufbau des Benutzer-Interface 11 des erfindungsgemäßen Simulationssystems 10. So zeigt 2, dass über das Benutzer-Interface 11 als einer der simulationsrelevanten Parameter ein zu simulierendes Fahrzeug ausgewählt werden kann. So ist im Abschnitt 14 des Benutzer-Interface 11 ein konkret zu simulierendes Fahrzeug auswählbar, nämlich ein Modell des zu simulierenden Fahrzeugs, welches in einem Fahrzeug-Modul 15 des Simulationsrechners 12 zusammen mit einer Vielzahl von anderen Modellen anderer simulierbarer Fahrzeuge hinterlegt ist. Zur Simulation kann nur ein einziges Fahrzeug über das Benutzer-Interface 11 definiert bzw. ausgewählt werden.
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Als weitere simulationsrelevante Parameter sind über das Benutzer-Interface 11 Umgebungsobjekte für das zu simulierende Fahrzeug definierbar, nämlich in einem Abschnitt 16 des Benutzer-Interface 11. Über das Benutzer-Interface 11, nämlich im Abschnitt 16 desselben, sind Umgebungsobjekte für das zu simulierende Fahrzeug, welche in einem Umgebungsobjekt-Modul 17 des Simulationsrechners 12 hinterlegt sind, auswählbar und durch Eingabe von Daten konfigurierbar.
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So zeigt 2, dass als Umgebungsobjekttyp im Abschnitt 16 des Benutzer-Interface 11 exemplarisch ein Fußgänger ausgewählt ist. Als weitere Umgebungsobjekttypen können zum Beispiel Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Verkehrsschilder oder dergleichen definiert werden.
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Zusätzlich zum Umgebungsobjekttyp können für den jeweiligen Umgebungsobjekttyp Objekteigenschaften eingegeben werden, um den ausgewählten Umgebungsobjekttyp zu konfigurieren, wobei es sich bei den Objekteigenschaften gemäß 2 insbesondere um die Position und/oder die Größe bzw. die Abmessung des Umgebungsobjekts handelt.
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Ferner kann über die Objekteigenschaften eine Bewegung und Geschwindigkeit für das Umgebungsobjekt definiert werden. Hierdurch ist dann definierbar, ob es sich um ein statisches, immobiles Umgebungsobjekt oder ein dynamisches, mobiles Umgebungsobjekt handelt.
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So kann für Fußgänger sowie Lastkraftwagen eine Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit angegeben werden, um dieselben als mobile Umgebungsobjekte zu konfigurieren. Für immobile Umgebungsobjekte erübrigt sich die Eingabe von Bewegungsdaten und Geschwindigkeitsdaten.
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Den Umgebungsobjekten können als Eigenschaften demnach eine Position und/oder eine Größe und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Bewegungsrichtung zugeordnet werden. Diese Eigenschaften können zeitgetriggert oder aktionsgetriggert werden.
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Ferner kann über das Benutzer-Interface 11 für das zu simulierende Fahrzeug mindestens ein zu simulierendes Fahrerassistenzsystem des zu simulierenden Fahrzeugs definiert werden.
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So zeigt 2, dass in einem Abschnitt 18 des Benutzer-Interface 11 eines oder mehrere zu simulierende Fahrerassistenzsysteme aktiviert und damit ausgewählt werden können, so zum Beispiel gemäß 2 ein ACC Fahrerassistenzsystem und/oder ein ABS Fahrerassistenzsystem. Bei diesen Fahrerassistenzsystemen handelt es sich lediglich um exemplarische Beispiele.
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Über das Benutzer-Interface 11, nämlich den Abschnitt 18 desselben, ist ein Modell des oder jedes zu simulierenden Fahrerassistenzsystems, welches in einem Fahrerassistenzsystem-Modul 19 des Simulationsrechners 12 zusammen mit einer Vielzahl von Modellen anderer Fahrerassistenzsysteme hinterlegt ist, auswählbar.
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Über das Benutzer-Interface 11 sind als weitere simulationsrelevante Parameter Sensoren des oder jedes zu simulierenden Fahrerassistenzsystems definierbar. So sind in dem Abschnitt 20 der 2 Sensoren auswählbar, wobei als Sensoren in 2 im Abschnitt 20 exemplarisch eine Kamera und ein Radarsensor gezeigt sind.
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Bei den über das Benutzer-Interface definierbaren Sensoren kann es sich um vordefinierte Sensoren handeln, die über das Benutzer-Interface ausgewählt und gegebenenfalls durch Eingabe von Daten konfigurierbar sind, andererseits können über das Benutzer-Interface 11 Sensoren durch Eingabe von Daten neu angelegt und damit neu definiert werden.
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Das erfindungsgemäße Simulationssystem ist demnach nicht auf bereits vordefinierte Sensoren beschränkt, vielmehr können neue Sensoren definiert und zur Simulation eines Fahrerassistenzsystems ausgewählt werden.
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Zur Definition eines neuen Sensors sind über das Benutzer-Interface 11 insbesondere Sensoreigenschaften bzw. Sensorparameter nach einem Datenblatt des Sensors eingebbar. Hierbei kann es sich zum Beispiel um die Reichweite eines Sensors, die Auflösung des Sensors sowie die Messgeschwindigkeit desselben handeln.
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Über das Benutzer-Interface 11 im Abschnitt 20 definierbare Sensoren sind aus einem Sensor-Modul 21 des Simulationsrechners 12 auswählbar, wobei über das Benutzer-Interface 11 eingegebene Daten für bereits hinterlegte Sensoren und/oder eingegebene Daten für neu anzulegende Sensoren im Sensor-Modul 21 gespeichert sind.
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Zusätzlich zu den Sensoren sind über das Benutzer-Interface 11 des Simulationssystems 10 weiterhin Einbauorte der jeweiligen Sensoren im zu simulierenden Fahrzeug definierbar.
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So zeigt 2 einen Abschnitt 22 des Benutzer-Interface 11, über welchen für den ausgewählten Sensortyp Kamera eine Einbauposition im Kraftfahrzeug definiert werden kann, nämlich einerseits die Einbauposition des jeweiligen Sensors in einem X-Y-Z-Koordinatensystem sowie ein vertikaler Einbauwinkel βV und ein horizontaler Winkel βH des jeweiligen Sensors an den jeweiligen Einbauposition im X-Y-Z-Koordinatensystem.
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Das Benutzer-Interface 11 erlaubt dabei für jeden ausgewählten Sensor des jeweiligen zu simulierenden Fahrerassistenzsystems unter Zugriff auf das im Fahrzeug-Modul 15 hinterlegte Modell des zu simulierenden Fahrzeugs im Sensor-Modul 21 die Einbauorte der Sensoren im zu simulierenden Fahrzeug festzulegen, wobei vorzugsweise den Sensoren zusätzlich von den Einbauorten abhängige Eigenschaften zugeordnet werden können.
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Bei diesen von den Einbauorten abhängigen Eigenschaften kann es sich um eine Sensordämpfung und/oder ein Sensorsichtfeld des jeweiligen Sensors handeln.
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So zeigt 2, dass im Abschnitt 22 des Benutzer-Interface 11 zusätzlich zum Einbauort eines Sensors Parameter definiert werden können, die eine Dämpfung des jeweiligen Sensors beeinflussen. So kann es zum Beispiel sein, dass im Sichtfeld des Sensors ein Kunststoffteil oder ein lackiertes Kunststoffteil, ein Bauteil aus Glas oder ein sonstiges Bauteil verbaut ist, das eine Dämpfung für den jeweiligen Sensor bewirkt.
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Weiterhin können Parameter wie Verschmutzung und Witterung Einfluss auf die Sensordämpfung haben.
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Es besteht demnach beim erfindungsgemäßen Simulationssystem die Möglichkeit, über das Benutzer-Interface 11 des erfindungsgemäßen Simulationssystems einerseits die Einbaulage, nämlich die Einbauposition und den Einbauwinkel, jedes Sensors sowie andererseits dessen Dämpfung abhängig von der Einbaulage zu definieren, die sich aus der Einbauumgebung des Sensors ergibt.
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Die Dämpfung wird dabei abhängig von Werkstoffen, die im Sichtfeld des Sensors definiert sind, von Witterungseinflüssen, von Verschmutzungen oder dergleichen bestimmt.
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Die entsprechenden Dämpfungen können dabei in einer Datenbank im Sensor-Modul 21 des Simulationsrechners 12 hinterlegt sein.
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Nach Auswahl eines Sensors sowie nach Definition dessen Sensordämpfung wird vom Simulationsrechner 12 automatisch ein Detektionsbereich und damit Sichtfeld des jeweiligen Sensors generiert und zur nachfolgenden Simulation des Fahrerassistenzsystems verwendet. Die Sensordämpfung wirkt dabei direkt auf das Sichtfeld und damit den Detektionsbereich des Sensors ein. Befindet sich ein dämpfender Werkstoff bzw. ein dämpfendes Bauteil im Sichtfeld des Sensors, so wird dessen Sichtfeld eingeschränkt. Je höher die Dämpfung des Sensors, desto geringer ist als dessen Detektionsbereich und damit Sichtfeld. Die Sensordämpfung hat demnach unmittelbaren Einfluss auf dessen Detektionsbereich bzw. Detektionsentfernung.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Simulationssystems 10 sind über das Benutzer-Interface 11 als weitere simulationsrelevante Parameter weiterhin Fahrzeugmanöver definierbar, nämlich auswählbar und/oder eingebbar. Bei den Fahrzeugmanövern kann es sich zum Beispiel um Fahrgeschwindigkeiten, Lenkbewegungen, Gangwechsel, Fahrertypebeschreibungen wie sportliche Fahrer oder dergleichen handeln. Die Manöver des Fahrzeugs sind dabei vorzugsweise in einem Manöver-Modul 23 des Simulationsrechners 12 hinterlegt und durch entsprechende Eingabe von Daten am Benutzer-Interface 11 auswählbar und/oder konfigurierbar.
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Nach Definition der obigen simulationsrelevanten Parameter über das Benutzer-Interface 11 ist die Simulation in einem Abschnitt 24 des Benutzer-Interface 11 startbar bzw. auslösbar, wobei dann der Simulationsrechner 12 das oder jedes definierte bzw. ausgewählte Fahrerassistenzsystem im ausgewählten Fahrzeug unter Verwendung der ausgewählten Sensoren sowie deren definierter Einbauorte und Eigenschaften automatisch simuliert.
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Hierbei dienen Ausgangsgrößen des Fahrzeug-Moduls 15 sowie des Objekt-Moduls 17 dem Sensorik-Modul 21 als Eingangsgrößen, wobei eine Ausgangsgröße des Sensorik-Moduls 21 einem Fusion-Modul 25 als Eingangsgröße zugeführt wird. Das Fusion-Modul 25 des Simulationsrechners 12 analysiert die Ausgangsdaten des Sensor-Moduls 21. So können im Fusion-Modul 25 die Ausgangsdaten unterschiedlicher ausgewählter Sensoren abgeglichen und auf Plausibilität verifiziert werden. So können im Fusion-Modul 25 Sensordaten mit Umgebungsdaten verifiziert und abgeglichen werden.
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Ausgangsdaten des Fusion-Moduls 25 sowie Ausgangsdaten des Fahrzeug-Moduls 15 dienen dem Fahrerassistenzsystem-Modul 19 als Eingangsdaten, wobei eine Ausgangsgröße des Fahrerassistenzsystem-Moduls 19 einem Arbitrierer-Modul 26 als Eingangsgröße zuführbar ist.
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Im Arbitrierer-Modul 26 sind Ausgangsdaten und Aktionen des Fahrerassistenzsystem-Moduls priorisierbar. So kann ein Fahrerassistenzsystem im Falle eines aktivieren ACC Fahrerassistenzsystems zum Beispiel eine Soll-Geschwindigkeit für die Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Soll-Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ausgeben, andererseits kann ein Signal eines Notbremsassistenten eine Verzögerung ausgeben. Im Arbitrierer-Modul 26 entscheidet der Simulationsrechner 12 über die Priorität der vom Fahrerassistenzsystem-Modul 19 ausgegebenen Daten, um dieselbe als Eingangsgrößen dem Fahrzeug-Modul 15 zur Verfügung zu stellen. Die Daten des Fahrzeugmoduls sind wiederum auch dem Arbitrierer-Modul 26 zugeführt, so dass hier eine Rückmeldung und Berücksichtigung der Daten und Datenveränderungen erfolgt.
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1 zeigt, dass dem Fahrzeug-Modul 15 zusätzlich zu den Ausgangsdaten des Arbitrierer-Moduls 26 weiterhin Ausgangsdaten des Manöver-Moduls 23 als Eingangsdaten dienen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Simulationssystem und Simulationsverfahren kann eine Wechselbeziehung zwischen einem zu simulierenden Fahrzeug, einem zu simulierenden Fahrerassistenzsystem sowie verwendeten Sensoren simulationsseitig abgebildet werden. Hierdurch ist es möglich, optimale Sensoren sowie eine optimale Positionierung der Sensoren im Fahrzeug im Zusammenhang mit einem zu realisierenden Fahrerassistenzsystem simulativ zu bestimmen. Über ein Bediener-Interface 11 des Simulationssystems sind hierzu simulationsrelevante Parameter eingebbar, nämlich unter Zugriff auf entsprechende Module des Simulationsrechners.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007053501 A1 [0002]
- DE 10047082 A1 [0002, 0003]
