DE102013200116A1

DE102013200116A1 - Method for developing and/or testing driver assistance system for motor vehicle, involves determining motor vehicle parameter, and transferring control function of vehicle between rider and corresponding driver assistance system

Info

Publication number: DE102013200116A1
Application number: DE201310200116
Authority: DE
Inventors: Mehdi Farid; Thomas Helmer; Alexander Huesmann; Stefan Rauscher; Ronald Kates
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-07-10

Abstract

The method involves simulation of an action e.g. braking intervention, of a driver assistance system in a set of given traffic conditions (10). A set of scenarios (12, 16) is determined for one given traffic condition in the set of given traffic conditions by utilizing a Monte Carlo simulation. A motor vehicle parameter e.g. violation risk, with regard each of the set of given traffic conditions is determined. A control function of the motor vehicle is transferred between a rider and the corresponding driver assistance system. An independent claim is also included for a testing apparatus.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwickeln und/oder Testen eines Fahrerassistenzsystems nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 4 und 7.The invention relates to a method for developing and / or testing a driver assistance system according to the preamble of patent claims 1, 4 and 7.

Fahrerassistenz- bzw. Sicherheitssysteme, die durch Informationen/Warnungen und/oder aktive Eingriffe in die Steuerung eines Kraftwagens in Gefahrensituationen Unfälle vermeiden oder abmildern sollen oder den Fahrer im normalen Fahrbetrieb entlasten sollen, müssen zur Sicherstellung ihrer Funktionsfähigkeit unter möglichst realitätsnahen Bedingungen getestet werden. Unter Fahrerassistenzsystemen sollen dabei auch Systeme der aktiven Sicherheit und hochautomatisierte Fahrfunktionen verstanden werden. Dies kann in der Regel nicht allein durch Testfahrten, Feldversuche, Crashexperimente oder dergleichen durchgeführt werden, da die Vielzahl an möglichen auftretenden Situationen im realen Straßenverkehr mittels derartiger praktischer Versuche kaum abzudecken ist. Während Unfalldatenbanken eine wertvolle, statistisch signifikante Datenbasis zum Verlauf von Unfällen nach Eintritt einer Kollision zur Verfügung stellen, sind derartige Datenbanken mit dem Problem behaftet, dass sie nur wenige Informationen über das Verkehrsgeschehen vor dem Unfall enthalten. Diese Präkollisionsphase ist jedoch von besonderer Bedeutung für die Bewertung und Auslegung sowie Absicherung von Fahrerassistenzsystemen, da in dieser Phase ja der eigentliche Eingriff des Systems stattfinden muss.Driver assistance and safety systems, which should prevent or mitigate accidents by information / warnings and / or active intervention in the control of a motor vehicle in dangerous situations or relieve the driver during normal driving, must be tested to ensure their functionality under realistic conditions as possible. Driver assistance systems should also be understood to include active safety systems and highly automated driving functions. As a rule, this can not be carried out solely by test drives, field tests, crash experiments or the like, since the large number of possible situations occurring in real road traffic can hardly be covered by means of such practical tests. While accident databases provide a valuable, statistically significant database for the occurrence of accidents after the occurrence of a collision, such databases are subject to the problem that they contain only a small amount of information about the traffic situation before the accident. However, this pre-collision phase is of particular importance for the evaluation and design and validation of driver assistance systems, since the actual intervention of the system must take place in this phase.

Die Entwicklung und Bewertung von Fahrerassistenz- bzw. Sicherheitssystemen für Kraftwagen erfolgt daher oftmals simulativ. Aus der DE 10 2007 053 501 A1 ist es bekannt, Tests von Fahrerassistenzsystemen anhand eines simulierten Verkehrs- bzw. Unfallgeschehens durchzuführen. Solche Simulationen, die das komplette Verkehrsgeschehen zeitaufgelöst abbilden, sind jedoch sehr rechenaufwendig und oftmals nur von beschränkter Qualität und Aussagekraft, da das Spektrum der real möglichen Situationen nur unzureichend abgedeckt wird.The development and evaluation of driver assistance or safety systems for motor vehicles is therefore often simulative. From the DE 10 2007 053 501 A1 It is known to carry out tests of driver assistance systems on the basis of a simulated traffic or accident occurrence. However, such simulations, which depict the entire traffic situation in a time-resolved manner, are very computationally intensive and often only of limited quality and informative value, since the spectrum of real possible situations is only insufficiently covered.

Bei Fahrerassistenzsystemen, die aktive Eingriffe in das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs durchführen oder auch Warnungen an den Fahrer ausgeben ergibt sich zudem das Problem, dass fehlerhafte, falsch positive Auslösungen derartiger Systeme nicht ausgeschlossen werden können. Dies liegt zum einen darin begründet, dass das Verkehrsgeschehen in seiner Gesamtheit nicht nur deterministische sondern auch stochastische Elemente aufweist, so dass eine absolute Vorhersagesicherheit niemals gegeben sein kann. Zum anderen sind Sensoren mit Unschärfen behaftet. Ziel ist es immer, eine maximale Treffsicherheit für richtig Positive und richtig Negative Systemantworten zu erhalten. Ein übergroßes Maß an falsch positiven Auslösungen sowie falschen Nichtauslösungen derartiger Systeme kann jedoch selbst ein Risiko darstellen und die Verkehrssicherheit reduzieren. Die gewünschten Ausmaße für richtig positive und richtig negative Reaktionen stehen dabei in der Regel im Zielkonflikt. Die Auslösebedingungen für derartige Systeme müssen daher optimiert werden.In driver assistance systems that perform active intervention in the driving behavior of the motor vehicle or even issue warnings to the driver, there is also the problem that erroneous, false positive releases of such systems can not be excluded. This is due to the fact that the traffic in its entirety not only has deterministic but also stochastic elements, so that an absolute predictive certainty can never be given. On the other hand, sensors are subject to blurring. The goal is always to get maximum accuracy for really positive and negative system answers. However, excessive levels of false positive trips as well as false non-trips of such systems can pose a risk and reduce road safety. The desired proportions for really positive and really negative reactions are usually in conflict with goals. The trigger conditions for such systems must therefore be optimized.

Auch bei Fahrerassistenzsystemen, die nicht umgebungsbedingt ausgelöst werden, sondern ständig aktiv sind bzw. nach Bedarf vom Fahrer aktiviert werden, muss die Sicherheit gewährleistet werden. Hierfür werden ebenfalls meist aufwändige Fahrversuche mit Probanden durchgeführt, um die Interaktion zwischen Fahrerassistenzsystem und Fahrer zu studieren.Even with driver assistance systems that are not triggered by environmental conditions, but are constantly active or are activated as needed by the driver, the safety must be guaranteed. For this purpose, usually too expensive driving tests are carried out with volunteers to study the interaction between the driver assistance system and the driver.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine besonders einfache, schnelle und sichere Methode bietet, um Fahrerassistenzsysteme zu überprüfen und gegebenenfalls zu optimieren.The present invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned above, which provides a particularly simple, fast and safe method to check driver assistance systems and optionally optimize.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 4 und 7 gelöst.This object is achieved by methods having the features of claims 1, 4 and 7.

Ein solches Verfahren zum Entwickeln und/oder Testen eines Fahrerassistenzsystems für einen Kraftwagen umfasst eine Simulation einer Reaktion des Fahrerassistenzsystems in zumindest einer vorgegebenen Verkehrssimulation. Dabei ist vorgesehen, dass für die zumindest eine vorgegebene Verkehrssituation mittels einer Monte-Carlo-Simulation eine Mehrzahl von Szenarien ermittelt wird, welche durch zumindest einen eine Fahrsituation des Kraftwagens betreffenden Parameter charakterisiert sind. Mittels einer derartigen Monte-Carlo-Simulation kann auf stochastische Weise mit besonders geringem Aufwand eine hohe Anzahl von Szenarien generiert werden, die die vorgegebene Verkehrssituation charakterisieren. Hierdurch wird es möglich, potentielle Verläufe der Verkehrssituation und ihre Konsequenzen auf Grundlage einer statistisch repräsentativen Datenbasis besonders schnell und einfach zu erkunden und damit die Reaktion des Fahrerassistenzsystems im Rahmen einer Situation zu testen und alle möglichen Auswirkungen zu bewerten, die ein realistisches Abbild im realen Verkehr auftretender und denkbarer Verläufe der Situation bietet. Auf Grundlage dieser Datenbasis kann dann entschieden werden, ob das Fahrerassistenzsystem in der Tat nützliche Handlungen (inklusive Verzicht auf Handlungen) durchführt, ob falsch positive Aktivierungen des Fahrerassistenzsystems vorliegen und dergleichen. Dies ermöglicht es wiederum, den Arbeitspunkt – also die Auslösebedingungen für das Fahrerassistenzsystem – ohne die Notwendigkeit aufwendiger Testfahrten oder mit reduziertem Aufwand an Testfahrten zu optimieren und eine bestmögliche Systemauslösung hinsichtlich Wirksamkeit, z. B. Sicherheitswirkung, und Kundenwertigkeit und dergleichen zu gewährleisten.Such a method of developing and / or testing a driver assistance system for a motor vehicle includes simulating a response of the driver assistance system in at least one predetermined traffic simulation. It is provided that for the at least one predetermined traffic situation by means of a Monte Carlo simulation, a plurality of scenarios is determined, which are characterized by at least one a driving situation of the motor vehicle related parameters. By means of such a Monte Carlo simulation can be generated in a stochastic manner with very little effort, a large number of scenarios that characterize the given traffic situation. This makes it possible to quickly and easily explore potential progressions of the traffic situation and their consequences on the basis of a statistically representative database and thus to test the response of the driver assistance system in the context of a situation and to evaluate all possible effects that a realistic image in real traffic occurring and conceivable courses of the situation offers. Based on this database, it can then be decided whether the driver assistance system is indeed performing useful actions (including doing away with actions), whether false positive activations of the driver assistance system exist, and the like. This makes it possible in turn, the operating point - ie the trigger conditions for the driver assistance system - without the need for expensive test drives or with reduced effort to optimize test drives and the best possible system triggering in terms of effectiveness, eg. B. security effect, and customer value and the like to ensure.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, die vorgegebene Verkehrssituation durch zumindest eine Übergabe von zumindest einer Steuerungsfunktion des Kraftwagens zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem zu charakterisieren. Dies betrifft zum einen die Übernahme von Fahraufgaben des Fahrers durch das Fahrzeug, z. B. Spurhaltung, Abstandshaltung, automatisiertes Einparken. Sofern diese Fahraufgabe anders als vorgesehen vom Fahrzeug durchgeführt wird (beispielsweise bei Erreichen von Grenzen des betreffenden Systems) und ein Eingriff des Fahrers sinnvoll und notwendig wird, kann diese Situation dargestellt und insbesondere die Beherrschbarkeit (auch als Kontrollierbarkeit bzw. Controlability bezeichnet) dieser Aufgabe durch den Fahrer bewertet werden. Zum anderen betrifft dies beispielsweise Situationen wie die Deaktivierung eines Tempomaten oder eines Spurassistenten, in welchen die Steuerung der Fahrtgeschwindigkeit bzw. der Spurführung vom Fahrerassistenzsystem wieder auf den Fahrer übergeht. Um die Beherrschbarkeit einer solchen Übergabe zu modellieren, kann auch hier eine Mehrzahl von Szenarien mittels der Monte-Carlo-Methode erstellt und entsprechend bewertet werden. Auch weitere Überwachungsfunktionalitäten, welche Teilversagen irgendeiner Komponente (System, Fahrer, Interaktion) erkennen und notfalls kompensieren, können erfindungsgemäß bewertet und optimiert werden.According to a first aspect of the invention, it is provided to characterize the predetermined traffic situation by at least one transfer of at least one control function of the motor vehicle between the driver and the driver assistance system. This concerns on the one hand the assumption of driving tasks of the driver by the vehicle, z. B. tracking, distance control, automated parking. If this driving task is performed differently than intended by the vehicle (for example, when reaching the limits of the system concerned) and intervention by the driver is useful and necessary, this situation can be represented and in particular the controllability (also referred to as controllability or controllability) of this task by the driver will be evaluated. On the other hand, this applies, for example, to situations such as the deactivation of a cruise control or a lane assist, in which the control of the driving speed or the lane guidance is transferred again from the driver assistance system to the driver. In order to model the controllability of such a transfer, a plurality of scenarios can also be created here using the Monte Carlo method and evaluated accordingly. Other monitoring functionalities, which detect partial failure of any component (system, driver, interaction) and compensate if necessary, can be evaluated and optimized according to the invention.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die mittels der Monte-Carlo-Simulation ermittelten Szenarien durch zumindest eine Reaktion eines Fahrers (dabei kann dieser sowohl in einem der ausgerüsteten Fahrzeuge sein als auch Teil des umgebenden nicht ausgerüsteten Verkehrs sein, der durch das ausgerüstete Fahrzeug beeinflusst wird) auf eine Aktion des Fahrerassistenzsystems charakterisiert. Hierdurch können unterschiedliche Reaktionen eines Fahrers in einer vorgegebenen Situation modelliert und deren Wechselwirkung mit dem Fahrerassistenzsystem charakterisiert werden. Dies ermöglicht es, die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Fahrerassistenzsystems im Zusammenspiel mit menschlichen Fahrern zu modellieren und zu bewerten. Die Erfindung ermöglicht auch die Bewertung der Sicherheitseffekte des Systems in Abhängigkeit verschiedener Ausstattungsraten im Verkehr, von einem einzelnen ausgerüsteten Fahrzeug bis hin zu ausschließlich ausgestatteten Fahrzeugen.According to another aspect of the invention, the scenarios determined by means of the Monte Carlo simulation are by at least one driver's reaction (which may be both in one of the equipped vehicles and part of the surrounding unequipped traffic influenced by the equipped vehicle is characterized) on an action of the driver assistance system. In this way, different reactions of a driver in a given situation can be modeled and their interaction with the driver assistance system can be characterized. This makes it possible to model and evaluate the safety and reliability of the driver assistance system in interaction with human drivers. The invention also enables the evaluation of the safety effects of the system as a function of different equipment rates in traffic, from a single equipped vehicle to exclusively equipped vehicles.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Bediensicherheit von Fahrerassistenzsystemen. Erfindungsgemäß ist hier vorgesehen, dass die vorgegebene Verkehrssituation eine nicht vorgesehene (z. B. missbräuchliche oder fehlerhafte) Bedienung des Fahrerassistenzsystems durch den Fahrer umfasst. Hierunter kann beispielsweise die Aktivierung eines Fahrerassistenzsystems in einer Situation, für die es nicht entwickelt wurde, fallen. Ein Beispiel hierfür ist die Aktivierung eines Spurassistenten oder Abstandstempomaten, der für den Autobahngebrauch entwickelt wurde, im Stadtverkehr. Auch versehentliche Aktivierungen von Fahrerassistenzsystemen können auf diese Weise modelliert werden.A third aspect of the invention relates to the operating safety of driver assistance systems. According to the invention, it is provided here that the predefined traffic situation comprises an unscheduled (eg abusive or incorrect) operation of the driver assistance system by the driver. This may include, for example, the activation of a driver assistance system in a situation for which it was not developed. An example of this is the activation of a lane assistant or distance controller, which was developed for highway use, in city traffic. Even accidental activations of driver assistance systems can be modeled in this way.

Die drei beschriebenen unabhängigen Aspekte der Erfindung können auch in beliebiger Kombination untereinander sowie mit den im Folgenden erläuterten bevorzugten Ausführungsformen Anwendung finden, wobei die jeweils geschilderten Vorteile in Kombination zu Tragen kommen.The three independent aspects of the invention described can also be used in any combination with one another and with the preferred embodiments explained below, the advantages described in each case coming into play in combination.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird für jedes Szenario, welches mittels der Monte-Carlo-Simulation ermittelt wurde, die Reaktion und Auswirkungen des Fahrerassistenzsystems simuliert, um die genannte breite statische Datenbasis zu schaffen. Die Auswirkungen auf alle anderen relevanten Akteure im Verkehrsgeschehen können hierbei in diese Datenbasis einfließen. Anschließend wird zweckmäßiger Weise für jedes Szenario ein eine Unfallschwere charakterisierende Parameter bestimmt. Dies kann beispielsweise in Form eines Schadens- oder Verletzungsrisiko für einen Insassen des Fahrzeugs oder für einen Verkehrspartner quantifiziert werden. Auch für Szenarien, in denen kein Unfall auftritt, kann ein derartiger Parameter definiert werden, im einfachsten Fall wird dieser dann auf null gesetzt. Die definierten Szenarien können beispielsweise mit realen Verkehrsdaten normiert werden.In a further preferred embodiment of the invention, for each scenario, which was determined by means of the Monte Carlo simulation, the reaction and effects of the driver assistance system is simulated in order to create said broad static database. The impact on all other relevant actors in traffic can be incorporated into this database. Subsequently, an accident severity characterizing parameter is suitably determined for each scenario. This can be quantified, for example, in the form of a risk of damage or injury to an occupant of the vehicle or to a traffic partner. Even for scenarios in which no accident occurs, such a parameter can be defined, in the simplest case, this is then set to zero. The defined scenarios can be standardized, for example, with real traffic data.

Um die Reaktion des Fahrerassistenzsystems bewerten zu können, wird vorzugsweise für jedes Szenario ein zugeordnetes Szenario simuliert, in welchem kein Eingriff des Fahrerassistenzsystems simuliert wird. Hierdurch wird eine direkte Quantifizierung der Auswirkungen des Eingriffs des Fahrerassistenzsystems möglich. Auch hier wird für jedes zugeordnete Szenario ein die Unfallschwere charakterisierender Parameter bestimmt, so dass durch den Vergleich der Parameter zwischen Szenarien mit und Szenarien ohne Eingriff des Fahrerassistenzsystems eine möglichst einfache Bewertung der Folgen dieses Eingriffs ermöglicht wird.In order to be able to evaluate the response of the driver assistance system, an assigned scenario is preferably simulated for each scenario, in which no intervention of the driver assistance system is simulated. This makes possible a direct quantification of the effects of the intervention of the driver assistance system. Here, too, a parameter characterizing the severity of the accident is determined for each assigned scenario, so that a comparison of the parameters between scenarios with scenarios without intervention of the driver assistance system makes it possible to evaluate the consequences of this intervention as simply as possible.

Auf Grundlage dieser Bewertung kann dann zumindest ein Betriebsparameter des Parameters des Fahrerassistenzsystems angepasst werden, um die eingangs erwähnte Arbeitspunkteinstellung zu gewährleisten.On the basis of this evaluation, at least one operating parameter of the parameter of the driver assistance system can then be adapted in order to ensure the operating point setting mentioned in the introduction.

Neben der beschriebenen Unteraspekten betreffend die Anwendung des Verfahrens zur Bewertung von Eingriffen des Fahrerassistenzsystems in Unfallsituationen ist es auch möglich, auf der oben beschriebenen Grundlage das Fahrerassistenzsystem in normalen Verkehrssituationen zu überprüfen. Von besonderem Interesse sind dabei folgende Interaktionen: zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem, zwischen dem ausgerüsteten Fahrzeug (bzw. dem assistierten Fahrer) und dem umgebenden Verkehr bzw. sonstigen Verkehrsteilnehmern (z. B. Fußgänger oder Radfahrer) Neben normalen Verkehrssituationen sind auch Sondersituationen (etwa Baustellendurchfahrten, regelwidriges Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer) Gegenstand der Betrachtung.In addition to the described subparts concerning the application of the method for Assessment of interventions of the driver assistance system in accident situations, it is also possible to check on the basis described above, the driver assistance system in normal traffic situations. Of particular interest are the following interactions: between driver and driver assistance system, between the equipped vehicle (or the assisted driver) and the surrounding traffic or other road users (eg pedestrians or cyclists) In addition to normal traffic situations are also special situations (such as construction site crossings , foul behavior of other road users) Subject of consideration.

Die mittels der Monte-Carlo-Simulation ermittelten Szenarien können ferner durch zumindest eine Reaktion zumindest eines weiteren Verkehrsteilnehmers auf eine Aktion des Fahrerassistenzsystems charakterisiert werden. Auch das Zusammenspiel von Fahrerassistenzsystem und weiteren Verkehrsteilnehmern ist von Bedeutung für Sicherheit und Beherrschbarkeit des Fahrerassistenzsystems. So muss beispielsweise sichergestellt werden, dass Aktionen des Fahrerassistenzsystems, wie beispielsweise Brems- oder Lenkeingriffe, keine unerwünschten Reaktionen bei anderen Verkehrsteilnehmern hervorrufen.The scenarios determined by means of the Monte Carlo simulation can also be characterized by at least one reaction of at least one other road user to an action of the driver assistance system. The interaction of the driver assistance system and other road users is also important for the safety and controllability of the driver assistance system. For example, it must be ensured that actions of the driver assistance system, such as braking or steering interventions, do not cause adverse reactions in other road users.

Soll das Verhalten eines Fahrerassistenzsystems in den beschriebenen Verkehrssituationen getestet werden, so ist eine Bewertung der einzelnen Szenarien anhand des oben geschilderten Unfallschwerekriteriums nicht immer hinreichend. Es ist daher zweckmäßig, wenn für jedes Szenario ermittelt wird, ob zumindest ein die Verkehrssicherheit des Kraftwagens und/oder zumindest eines weiteren Verkehrsteilnehmer charakterisierender Parameter einen vorgegebenen Schwellenwert über- bzw. unterschreitet. Dies ermöglicht eine flexiblere Bewertung auch von Szenarien, in welchen kein Unfall stattfindet.If the behavior of a driver assistance system is to be tested in the described traffic situations, an evaluation of the individual scenarios based on the above-described accident severity criterion is not always sufficient. It is therefore expedient to determine for each scenario whether at least one parameter characterizing the traffic safety of the motor vehicle and / or at least one further road user exceeds or falls short of a predetermined threshold value. This allows a more flexible evaluation of scenarios in which no accident takes place.

Bei dem zumindest einen die Verkehrssicherheit charakterisierenden Parameter kann es sich um einen Folgeabstand zwischen zwei Fahrzeugen oder um eine Zeit, nach welcher ohne weiteren Eingriff eine Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem weiteren Objekt stattfinden würde, handeln. Um die jeweiligen Szenarien besonders flexibel bewerten zu können, ist es dabei auch möglich, die jeweiligen Schwellenwerte in Abhängigkeit von der simulierten Verkehrssituation oder simulierten Umweltbedingungen zu wählen. So kann beispielsweise bei simulierter nasser oder schneebedeckter Fahrbahn ein deutlich größerer Folgeabstand bereits als kritisch bewertet werden, als bei trockener Fahrbahn.The at least one parameter characterizing the traffic safety may be a following distance between two vehicles or a time after which a collision between a vehicle and another object would take place without further intervention. In order to be able to assess the respective scenarios in a particularly flexible manner, it is also possible to select the respective threshold values as a function of the simulated traffic situation or simulated environmental conditions. For example, with a simulated wet or snow-covered roadway, a significantly greater following distance can already be rated as critical, as with dry roads.

Die Erfindung betrifft ferner eine Prüfvorrichtung zum Entwickeln und/oder zum Testen eines Fahrerassistenzsystems für einen Kraftwagen, welches zum Durchführen eines Verfahrens der beschriebenen Art ausgelegt ist. Eine derartige Prüfvorrichtung umfasst in der Regel eine Rechenvorrichtung sowie geeignete Eingabe- und Ausgabegeräte, um die beschriebenen Simulationen durchführen zu können.The invention further relates to a test apparatus for developing and / or testing a driver assistance system for a motor vehicle, which is designed to carry out a method of the type described. Such a test device usually comprises a computing device and suitable input and output devices in order to perform the simulations described.

Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung des Simulationsverlaufs bei der Durchführung eines Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und 1 a schematic representation of the simulation process in the implementation of an embodiment of a method according to the invention; and

2 eine schematische Darstellung einer Prüfvorrichtung bzw. eines Prüfsystems, welches zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist. 2 a schematic representation of a test apparatus or a test system, which is designed to carry out an embodiment of a method according to the invention.

Um die Bewertung des Eingriffs von Fahrerassistenzsystemen in den Ablauf der Verkehrssituation (etwa mittels Warnung, Regeleingriff oder dergleichen) zu ermöglichen, wird, wie in 1 dargestellt, eine vorgegebene Verkehrssituation 10 mittels einer Monte-Carlo-Simulation simuliert. Hierzu wird zunächst mittels der Monte-Carlo-Methode eine Vielzahl von möglichen Verlaufsszenarien 12 für die Verkehrssituation 10 erzeugt. Für jedes dieser Szenarien 12 wird anschließend ein Verlauf 14 bei vorliegendem Eingriff eines Fahrerassistenzsystems sowie ein Verlauf 16 ohne den Eingriff des Fahrerassistenzsystems simulativ erzeugt.In order to enable the assessment of the intervention of driver assistance systems in the course of the traffic situation (for example by means of warning, control intervention or the like), as described in FIG 1 shown, a given traffic situation 10 simulated by a Monte Carlo simulation. For this purpose, first of all, using the Monte Carlo method, a multiplicity of possible course scenarios 12 for the traffic situation 10 generated. For each of these scenarios 12 then becomes a history 14 in the present intervention of a driver assistance system and a course 16 generated simulatively without the intervention of the driver assistance system.

Durch den Vergleich der Szenarien 14 und 16 wird es möglich, quantitative Maße für die Auswirkungen des Eingriffs des Fahrerassistenzsystems zu finden. Beispielsweise kann für jedes der Szenarien 14, 16 ein Unfallrisiko, ein Schadensrisiko oder Verletzungsrisiko quantifiziert werden, so dass die Auswirkung des Eingriffs durch Differenzbildung quantitativ erfassbar wird. Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Prüfvorrichtung 18 bzw. ein Prüfsystem gemäß 2 Anwendung finden. Dieses umfasst eine Rechenvorrichtung 20, welcher die für die Simulation benötigten Daten über eine Eingabevorrichtung 22 zugeführt werden können. Simulationsergebnisse werden auf einer geeigneten Ausgabevorrichtung 24 angezeigt.By comparing the scenarios 14 and 16 It becomes possible to find quantitative measures for the effects of the intervention of the driver assistance system. For example, for each of the scenarios 14 . 16 an accident risk, a risk of damage or injury risk can be quantified so that the impact of the intervention can be quantified. For carrying out the method, a testing device 18 or a test system according to 2 Find application. This includes a computing device 20 , which provides the data needed for the simulation via an input device 22 can be supplied. Simulation results are on a suitable output device 24 displayed.

Eine derartige Simulation kann verwendet werden, um die Interaktion zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem zu untersuchen und die Beherrschbarkeit von Fahrerassistenzsystemen zu verbessern. Von besonderem Interesse ist dabei die Übergabe von Steuerungsaufgaben zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem, die Reaktion des Fahrers auf Eingriffe eines Fahrerassistenzsystems sowie eine mögliche missbräuchliche oder fehlerhafte Bedienung eines Fahrerassistenzsystems durch den Fahrer.Such a simulation can be used to investigate the interaction between driver and driver assistance system and to improve the controllability of driver assistance systems. Of particular interest is the transfer of control tasks between the driver and driver assistance system, the driver's reaction to interventions by a driver assistance system and a possible abusive or faulty Operation of a driver assistance system by the driver.

All diese Situationen hängen dabei von einer Vielzahl von Faktoren ab. Reaktionen des Fahrers auf die Übergabe oder auf einen Eingriff des Fahrerassistenzsystems werden durch eine Vielzahl von Faktoren, wie beispielsweise Alter, Geschlecht, Physiologie, Alkoholintoxikation, Müdigkeit und dergleichen beeinflusst. Gleiches gilt für mögliche Fehlbedienungen.All of these situations depend on a variety of factors. Responses of the driver to the handover or intervention of the driver assistance system are influenced by a variety of factors such as age, sex, physiology, alcohol intoxication, fatigue, and the like. The same applies to possible operating errors.

Auch die Fähigkeit, Gefahren wahrzunehmen oder eine Verkehrssituation einzuschätzen, unterliegt stochastischen Faktoren, die beispielsweise Sichtbedingungen, Aufmerksamkeitsgrad, Geschwindigkeitsverteilung des laufenden Verkehrs, Straßencharakteristiken, Verkehrsmanagement usw.. Alle genannten Variablen können die Unfallwahrscheinlichkeit in dem beschriebenen Szenario beeinflussen.The ability to perceive hazards or to assess a traffic situation is also subject to stochastic factors, such as visibility conditions, level of attention, current traffic speed distribution, road characteristics, traffic management, etc. All of these variables can influence the probability of an accident in the described scenario.

Da eine deterministische Modellierung der genannten Variablen nicht möglich ist, wird eine stochastische Modellierung im Rahmen eines Monte-Carlo-Verfahrens eingesetzt. Zudem werden Zufallswerte für alle genannten Parameter festgelegt, wobei die Auswahl der Zufallswerte auf Grundlage von Modellverteilungen erfolgt. Diese Verteilungen, beispielsweise für altersabhängige Reaktionszeiten oder dergleichen können empirisch durch geeignete Versuche bestimmt werden und sind bereit häufig aus der wissenschaftlichen Literatur bekannt. Durch die Zufallsfestlegung der Parameter wird eine Population möglicher Verläufe für das vorgegebene Szenario geschaffen, die auf Grund der empirischen Parametrisierung der Verteilungsfunktionen ein realistisches Abbild möglicher Szenarienverläufe liefern kann. Die Parameter, wie beispielsweise Bremsverzögerungen oder Beschleunigungen von Verkehrsteilnehmern können dagegen deterministisch/physikalisch modelliert werden.Since a deterministic modeling of these variables is not possible, a stochastic modeling is used in the context of a Monte Carlo method. In addition, random values are set for all mentioned parameters, whereby the selection of random values is based on model distributions. These distributions, for example, for age-dependent reaction times or the like can be determined empirically by appropriate experiments and are often prepared from the scientific literature. By randomly defining the parameters, a population of possible gradients is created for the given scenario, which can provide a realistic image of possible scenario profiles based on the empirical parameterization of the distribution functions. The parameters, such as braking delays or accelerations of road users, however, can be modeled deterministically / physically.

Für jeden so bestimmten möglichen Verlauf des vorgegebenen Szenarios kann nun bei Vorgabe einer konkreten Systemauslegung bestimmt werden, welche Eingriffe des Fahrerassistenzsystems notwendig werden und eine Modellierung dieser Eingriffe und der Reaktionen des Fahrers oder anderer Verkehrsteilnehmer durchgeführt werden. Um eine quantifizierbare Größe für die Wirkung dieses Eingriffs zu erhalten, kann parallel dazu der gleiche Szenarienverlauf ohne den Eingriff des Fahrerassistenzsystems modelliert werden. Für die beiden Verläufe mit und ohne Eingriff des Fahrerassistenzsystems ist es nun möglich, quantitativ eine Unfallwahrscheinlichkeit bzw. ein Maß für die Schwere eines bei einem Unfall eintretenden Schadens oder einer Verletzung festzulegen, so dass ein Maß für die Wirksamkeit des Eingriffes durch Differenzbildung zwischen den beiden Verläufen erhalten werden kann. Darüber hinaus kann die Wahrscheinlichkeit von nicht beabsichtigen Systemreaktionen bewertet werden.For each determined possible course of the given scenario can now be determined when specifying a specific system design, which interventions of the driver assistance system are necessary and a modeling of these interventions and the reactions of the driver or other road users are performed. In order to obtain a quantifiable quantity for the effect of this intervention, the same scenario course can be modeled in parallel without the intervention of the driver assistance system. For the two courses with and without intervention of the driver assistance system, it is now possible to determine quantitatively an accident probability or a measure of the severity of an accident occurring damage or injury, so that a measure of the effectiveness of the intervention by subtraction between the two Gradients can be obtained. In addition, the probability of unintended system reactions can be assessed.

Auf Grundlage der gewonnenen quantitativen Werte für die Folgen des Eingriffs des Fahrerassistenzsystems ist es nun möglich, einen optimierten Arbeitspunkt zu bestimmen, bzw. die Auslösekriterien für den Eingriff eines Fahrerassistenzsystems so festzulegen, dass ein optimaler Fußgängerschutz gleichzeitig besonders hohe Wirksamkeit und besonders hohe Spezifität (also eine möglichst geringe Zahl an falsch positiven Auslösungen) aufweist. Insgesamt wird so eine schnelle und realitätsnahe Optimierung von Fahrerassistenzsystemen ermöglicht, die bei besonders geringem Aufwand die Sicherheit von Kraftwagen und somit des Verkehrsgeschehens beträchtlich zu steigern vermag.Based on the obtained quantitative values for the consequences of the intervention of the driver assistance system, it is now possible to determine an optimized operating point, or to set the trigger criteria for the intervention of a driver assistance system so that optimal pedestrian protection at the same time particularly high efficiency and very high specificity (ie the lowest possible number of false positive trips). Overall, a fast and realistic optimization of driver assistance systems is made possible, which is able to increase the safety of motor vehicles and thus of the traffic considerably at a particularly low cost.

Neben der Bewertung von Eingriffen eines Fahrerassistenzsystems in unfallträchtigen Situationen kann auf die beschriebene Art auch eine Bewertung von dauerhaft aktiven oder bedarfsweise vom Fahrer aktivierten Fahrerassistenzsystemen, wie beispielsweise Spur- oder Abstandsassistenten, durchgeführt werden. Mit zunehmender Automatisierung im Kraftwagen werden zudem Fahrerassistenzsysteme relevant, die teil- oder gar vollautomatisiert die Steuerung des Kraftwagens übernehmen. Bei allen solchen Fahrerassistenzsystemen ist das Zusammenspiel zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem sicherheitsrelevant, insbesondere zu Zeitpunkten, wo eine Steuerungsfunktion vom Fahrer an das Fahrerassistenzsystem oder umgekehrt übergeben wird. Zudem sind Situationen, die risikobehafteten Systemverhalten führen könnten, beispielsweise bei plötzlichem Versagen der Sensorik, hinsichtlich der Sicherheitseffekte bewertet werden. Dies schließt die Bewertung der Fähigkeit des Fahrers ein, solche Situationen selbstständig (auch ohne Hinweis durch das Fahrzeug) zu erkennen und zu beherrschen. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß möglich, die Sicherheitseffekte im Verkehr (positiv und negativ) während des vorgesehenen Betriebs des Systems zu bewerten.In addition to the evaluation of interventions of a driver assistance system in accident-prone situations, an evaluation of permanently active or, if necessary, driver-activated driver assistance systems, such as for example lane assistants or distance assistants, can also be carried out in the manner described. With increasing automation in the motor vehicle driver assistance systems are also relevant, the partially or even fully automated take over the control of the motor vehicle. In all such driver assistance systems, the interaction between the driver and the driver assistance system is safety-relevant, in particular at times when a control function is transferred from the driver to the driver assistance system or vice versa. In addition, situations that could lead to risky system behavior, for example, in the event of sudden failure of the sensors, are assessed in terms of safety effects. This includes evaluating the ability of the driver to recognize and control such situations independently (even without notice from the vehicle). Moreover, it is possible according to the invention to evaluate the safety effects in traffic (positive and negative) during the intended operation of the system.

Eine beispielhafte Verkehrssituation, die mittels der beschriebenen Monte-Carlo-Methode simuliert werden kann, ist das Verlassen einer Autobahn. Wenn während der Autobahnfahrt ein lediglich für den Autobahnbetrieb zugelassenes Fahrerassistenzsystem, wie beispielsweise ein Spurassistent, benutzt wurde, muss dieses bei Verlassen der Autobahn deaktiviert und die Kontrolle an den Fahrer zurückübertragen werden. Die Reaktion des Fahrers auf diese Übertragung der vollständigen Kontrolle des Fahrzeugs kann nun wiederum stochastisch simuliert werden. So wird wiederum eine Population möglicher Verläufe der Situation geschaffen, die anschließend mit einer geeigneten Metrik bewertet werden kann. Dabei kann zum Beispiel geprüft werden, ob sicherheitsrelevante Probleme im Verkehrsgeschehen auftreten, beispielsweise ob ein Mindestfolgeabstand zwischen Fahrzeugen unterschritten wird oder unerwartete Konflikte entstehen.An exemplary traffic situation, which can be simulated by means of the described Monte Carlo method, is leaving a motorway. If a driver assistance system, such as a lane departure warning system, has been used during the trip on the motorway, it must be deactivated when leaving the motorway and the control transferred back to the driver. The driver's reaction to this transmission of complete control of the vehicle can now again be stochastically simulated. This in turn creates a population of possible histories of the situation, which can then be evaluated with a suitable metric. For example, it can be checked whether safety-relevant problems occur in the traffic situation, for example, whether a minimum succession distance between vehicles is exceeded or unexpected conflicts arise.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Szenarioscenario
1212: Verlaufcourse
1414: Verlauf mit Eingriff eines FahrerassistenzsystemsCourse with intervention of a driver assistance system
1616: Verlauf ohne Eingriff eines FahrerassistenzsystemsCourse without intervention of a driver assistance system
1818: PrüfvorrichtungTester
2020: Rechenvorrichtungcomputing device
2222: Eingabevorrichtunginput device
2424: Ausgabevorrichtungoutput device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007053501 A1 [0003]

Claims

Method for developing and / or testing a driver assistance system for a motor vehicle, in which a reaction of the driver assistance system in at least one predetermined traffic situation ( 10 ) is simulated, wherein for the at least one predetermined traffic situation ( 10 ) using a Monte Carlo simulation a plurality of scenarios ( 12 . 16 ), which are characterized by at least one respective parameter relating to a driving situation of the motor vehicle, characterized in that the predetermined traffic situation is characterized by at least one transfer of at least one control function of the motor vehicle between the driver and the driver assistance system.

A method according to claim 1, characterized in that the determined by means of the Monte Carlo simulation scenarios are characterized by at least one reaction of the driver to an action of the driver assistance system.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the predetermined traffic situation comprises an abusive or not intended operation of the driver assistance system by the driver.

Method for developing and / or testing a driver assistance system for a motor vehicle, in which a reaction of the driver assistance system in at least one predetermined traffic situation ( 10 ) is simulated, wherein for the at least one predetermined traffic situation ( 10 ) using a Monte Carlo simulation a plurality of scenarios ( 12 . 16 ), which are characterized by at least one respective parameter relating to a driving situation of the motor vehicle, characterized in that the scenarios determined by means of the Monte Carlo simulation are characterized by at least one reaction of the driver to an action of the driver assistance system.

A method according to claim 4, characterized in that the predetermined traffic situation is characterized by at least one transfer of at least one control function of the motor vehicle between the driver and driver assistance system.

A method according to claim 4 or 5, characterized in that the predetermined traffic situation includes an abusive or not intended operation of the driver assistance system by the driver.

Method for developing and / or testing a driver assistance system for a motor vehicle, in which a reaction of the driver assistance system in at least one predetermined traffic situation ( 10 ) is simulated, wherein for the at least one predetermined traffic situation ( 10 ) using a Monte Carlo simulation a plurality of scenarios ( 12 . 16 ), which are characterized by at least one respective parameter relating to a driving situation of the motor vehicle, characterized in that the predetermined traffic situation comprises an abusive or unforeseen operation of the driver assistance system by the driver.

A method according to claim 7, characterized in that the predetermined traffic situation is characterized by at least one transfer of at least one control function of the motor vehicle between the driver and driver assistance system.

A method according to claim 7 or 8, characterized in that the determined by means of the Monte Carlo simulation scenarios are characterized by at least one reaction of the driver to an action of the driver assistance system.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that for each scenario ( 12 . 16 ) the reaction of the driver assistance system is simulated.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that for each scenario ( 12 . 16 ) a parameter characterizing an accident severity is determined.

Device according to claim 11, characterized in that for each scenario ( 12 . 16 ) an associated scenario is simulated, in which no intervention of the driver assistance system is simulated.

Apparatus according to claim 12, characterized in that for each associated scenario ( 14 ) a parameter characterizing an accident severity is determined.

A method according to claim 13, characterized in that for each mutually associated scenarios ( 14 . 16 ) with or without intervention of the driver assistance system, the respective, the severity characterizing parameters are compared.

A method according to claim 14, characterized in that depending on the comparison of the accident severity characterizing parameters for each mutually associated scenarios ( 14 . 16 ) is adapted with or without intervention of the driver assistance system at least one operating parameter of the driver assistance system.

Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the determined by the Monte Carlo simulation scenarios are characterized by at least one reaction of at least one other road user to an action of the driver assistance system.

Method according to one of claims 1 to 16, characterized in that it is determined for each scenario whether at least one of the traffic safety of the motor vehicle and / or at least one further road user characterizing parameter exceeds or falls below a predetermined threshold.

Method according to claim 17, characterized in that the at least one parameter characterizing the traffic safety is defined as a following distance between two vehicles or a time after which a collision between a vehicle and another object would take place without further intervention.

Tester ( 18 ) for developing and / or testing a driver assistance system for a motor vehicle, which is designed to carry out a method according to one of claims 1 to 18.