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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeuges mit einer Anzahl von Fahrerassistenzapplikationen.
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In einem Fahrzeug werden häufig mehrere solcher Fahrerassistenzapplikationen oder Applikationen integriert. Da die Applikationen von unabhängigen Herstellern stammen können und unabhängig voneinander entwickelt werden können, sind die von einer bestimmten Applikation verwendeten Sensoren stammenden Sensorsignale von einer anderen Applikation nicht verwendbar. Wesentlicher Grund hierfür ist die vertikale Integration der Applikationen, das heißt die Applikationen inklusive der dafür notwendigen Hardware und Software werden unabhängig voneinander entwickelt und in das Fahrzeug eingebaut. So hat die jeweilige Applikation eigens vorgesehene Sensoren, ein eigenes Systemmodell und eine eigene Ausgabe, nämlich die Anwendung der jeweiligen Fahrerassistenzapplikation. Damit entsteht insbesondere in Fahrzeugen mit einem hohen Ausstattungsgrad eine unnötige Redundanz von Sensoren, Hardware und Software. Die unnötige Redundanz ist insbesondere deshalb unnötig, da sie keinen Mehrwert, wie beispielsweise Ausfallsicherheit, auf Grund der rein vertikalen Integration liefern kann.
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Die enge Kopplung von Sensoren und Applikationen führt dazu, dass die einzelnen Bearbeitungsschritte von der Erfassung der Umwelt durch den Sensor bis hin zur Reaktion, das heißt der Anwendung der Fahrerassistenzapplikation, häufig nicht getrennt werden, sondern als ein Block umgesetzt werden. Dieser Block umfasst herkömmlicherweise drei Ebenen, nämlich die Erfassung der Umwelt durch den Sensor, die Interpretation der Sensorwerte auf Basis eines Systemmodelles und die Reaktion durch die Fahrerassistenzapplikation.
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In den meisten heutigen Systemen sind diese drei Ebenen nicht explizit vorhanden, sondern eng miteinander verbunden, sodass eine Wiederverwendung einer einzelnen Ebene nahezu unmöglich ist. Eine Kooperation der verschiedenen Sensoren, Systemmodelle und Applikationen ist deshalb sehr schwierig beziehungsweise unmöglich. Das jeweilige Systemmodell ist ferner zumeist in den jeweiligen Sensor und die Applikation eincodiert und nicht explizit vorhanden.
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Das heißt die Interpretation der Sensorsignale beziehungsweise Messwerte zu internen, wahrgenommen Modellen sowie die Implementierung der eigentlichen Applikation auf Grund dieser internen Modelle liegt herkömmlicherweise in der Hand des jeweiligen Entwicklers.
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Wie dabei die Sensorsignale in Bezug auf den Modelltyp zu interpretieren sind, bleibt dabei der Erfahrung und dem Fingerspitzengefühl des jeweiligen Entwicklers überlassen. Der jeweilige Entwickler muss die Eigenheiten der eingesetzten Sensoren und den Typ des wahrgenommen Modells genau kennen.
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Die Umrechnungsvorschrift, nach der die Sensordaten in das Systemmodell hinein umgerechnet werden, ist dabei herkömmlicherweise in einem Fusionsalgorithmus integriert. Wenn ein neuer Sensortyp in das System integriert werden soll, muss der gesamte Fusionsalgorithmus wieder aufgeschnürt werden. Dann muss der Fusionsalgorithmus wieder unter Berücksichtigung des neuen Sensortyps neu formuliert werden. Auch hierzu muss der Entwickler wieder die Eigenheiten dieses neuen Sensortyps genau kennen.
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Das Dokument
DE 10 2004 052 242 A1 zeigt ein Sensorfusionssystem und Fahrzeugsteuersystem mit einem Sensorfusionssystem. Jede von mehreren Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Ausgabeeinheiten berechnet eine Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Datenwerts, der von einem entsprechenden Sensor oder Algorithmus in einer Bilderkennungsverarbeitung erfasst wird.
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Die jeweiligen Wahrscheinlichkeitsverteilungen der mehreren Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Ausgabeeinheiten werden als Ausgabe zu einer Synthesebestimmungs-Bearbeitungseinheit gegeben. Datenformate der Ausgaben der Synthesebestimmungs-Verarbeitungseinheit können dadurch standardisiert werden. Daher wird die Synthesebestimmungs-Verarbeitungseinheit davon ausgenommen, zu berücksichtigen, auf welchem Typ des Sensors oder Algorithmus jede der Ausgaben basiert. Auch dann, wenn ein Sensor oder Algorithmus hinzugefügt oder geändert wird, kann der gleiche datenfusionierende Algorithmus in der Synthesebestimmungs-Verarbeitungseinheit eingesetzt werden. Allerdings sind hier Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Ausgabeeinheiten und eine Synthesebestimmungs-Verarbeitungseinheit nötig.
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Das Dokument
WO 2007/017308 A1 zeigt ein Verfahren zum Erstellen von Umwelthypothesen für Fahrerassistenzfunktionen.
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Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zu schaffen.
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Demgemäß wird eine Vorrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Anzahl von Fahrerassistenzapplikationen umfasst. Die Vorrichtung weist eine Mehrzahl von Sensoren, eine erste Recheneinheit, eine zweite Recheneinheit und eine Steuerungseinheit auf. Der jeweilige Sensor ist zur Ausgabe eines Sensorsignals eingerichtet, wobei dem jeweiligen Sensorsignal eine zugehörige formalisierte Beschreibung des Sensorsignals zugeordnet ist. Die erste Recheneinheit ist dazu eingerichtet, die von den Sensoren ausgegebenen Sensorsignale basierend auf den zugehörigen formalisierten Beschreibungen zu fusionieren und abhängig davon ein fusioniertes Sensorsignal auszugeben. Die zweite Recheneinheit ist dazu eingerichtet, ein Systemmodell zumindest in Abhängigkeit von dem ausgegebenen fusionierten Sensorsignal zu berechnen. Die Steuerungseinheit ist dazu eingerichtet, zumindest eine der Fahrerassistenzapplikationen basierend auf dem berechneten Systemmodell zu steuern.
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Durch die Verwendung der formalisierten Beschreibungen ist eine modulare und hybride Fusionierung von Sensorsignalen unterschiedlicher Sensoren möglich. Insbesondere muss dabei der Entwickler der ersten Recheneinheit die spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Sensors nicht kennen oder erforschen, da er die formalisierte Beschreibung entweder direkt von dem Sensor oder auf einen anderen Weg, zum Bespiel über einen USB-Stick oder als herunterladbare Datei über das Internet, erhält.
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Des Weiteren ist es hierbei möglich, einen Sensor für eine Mehrzahl von Fahrerassistenzapplikationen zu nutzen, da vorliegend die strikte Kopplung zwischen Sensor und Fahrerassistenzapplikation aufgebrochen ist. Folglich wird Redundanz im Gesamtsystem Fahrerassistenzsystem besser ausgenutzt. Daher ist die vorliegende Vorrichtung modularer aufgebaut als herkömmliche Vorrichtungen für Fahrerassistenzsysteme.
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Ein weiterer Aspekt neben der Möglichkeit der Nutzung von Redundanz ist, dass die für das Fahrerassistenzsystem notwenige Hardware reduziert werden kann, da einzelne Sensoren mehrfach genutzt werden. Auch ist die Komplexität des Gesamtsystem Fahrerassistenzsystem einfacher zu beherrschen. Des Weiteren ermöglichen die formalisierten Beschreibungen, dass getrennt arbeitende Gruppen von Entwicklern, beispielsweise für die Sensoren, die erste Recheneinheit, die zweite Recheneinheit und die Steuerungseinheit, mittels definierter Schnittstellen, nämlich der formalisierten Beschreibungen, zusammenarbeiten.
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Einerseits werden durch die Verwendung von Softwarekomponenten, hier insbesondere die erste Recheneinheit, die zweite Recheneinheit und die Steuerungseinheit, die Entwicklungszeiten neuer Fahrerassistenzsysteme drastisch verkürzt. Andererseits können die Herstellungskosten für weitere oder neue Fahrerassistenzapplikationen auf Grund der Möglichkeit der Wiederverwendung von bereits im Fahrzeug verbauten Sensoren reduziert werden.
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Ferner ist es möglich, eine Anzahl erster Recheneinheiten und eine Anzahl zweiter Recheneinheiten in einer Datenfusionsschicht abzubilden, mittels welcher automatisch neue Sensoren zur Verbesserung der Umwelterkennung des Fahrzeuges integriert werden können. Somit kann ein Fahrzeug auch nachträglich mit neuen komplexen Fahrerassistenzfunktionen nachgerüstet werden.
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Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit, Fahrerassistenzsysteme durch die geschaffene erhöhte Modularität schrittweise weiter zu entwickeln. Statt wie herkömmlich jede Applikation mit eigenen Sensoren auszustatten, können die bestehenden Sensoren wieder verwendet werden. Der Mehrpreis einer neuen Fahrerassistenzapplikation orientiert sich dann nur noch an den gegebenenfalls zusätzlich verbauten Sensoren und den Kosten für neue Software.
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Auf Grund der redundanten Verwendung bereits bestehender Sensoren und bereits bestehender Software, insbesondere die ersten und zweiten Recheneinheiten, werden die Gesamtkosten vermindert. Des Weiteren kann auch ein Evolutionspfad zu immer komplexer werdenden Fahrerassistenzapplikationen bis hin zum autonomen Fahren geschaffen werden.
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Durch die Differenzierung von erster Recheneinheit und zweiter Recheneinheit ist es möglich, das Fusionsmodell, also wie sich die Sensorsignale eines bestimmten Sensortyps auf die Einträge in einen bestimmten Typ eines Systemmodells auswirken, aus dem eigentlichen Fusionsalgorithmus zur Generierung des Systemmodells heraus zu trennen.
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Durch diese Differenzierung ist es möglich, die Eigenschaften von Eingangs- und Ausgangssignalen der eingesetzten Modelle, hier fusioniertes Sensorsignal und Systemmodell, sowie ihrer internen Zustände explizit zu beschreiben, so dass unterschiedliche Entwickler die unterschiedlichen Einheiten entwickeln können und dennoch die Entwurfssicherheit gegeben ist. Ferner können die Sensormodelle unabhängig von ihrer jeweiligen spezifischen Verwendung entwickelt werden. Dies ermöglicht insbesondere der Einsatz der formalisierten Beschreibung für das jeweilige Sensorsignal.
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Bei einer Ausführungsform sind die formalisierten Beschreibungen der Sensorsignale als Metadaten eines vorbestimmten Formats ausgebildet. Die Metadaten beschreiben vorteilhafterweise Eigenschaften und Merkmale des zugeordneten Sensorsignals.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind die formalisierten Beschreibungen als probabilistische Beschreibungen ausgebildet.
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Probabilistische Beschreibungen sind besonders geeignet, Sensorsignale unterschiedlicher Sensoren mit unterschiedlichen Modalitäten, zum Beispiel Radarsensor und Lasersensor, auf ein Modell oder ein fusioniertes Sensorsignal zu fusionieren.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die jeweilige probabilistische Beschreibung die Varianz des Sensorsignals und/oder die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Sensorsignals.
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Die Varianzen oder Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion sind besonders geeignete Parameter zum Vergleichen und damit auch zum Kombinieren von Sensorsignalen unterschiedlicher Sensoren.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfassen die formalisierten Beschreibungen jeweils die Varianz des Sensorsignals, die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Sensorsignals, eine Angabe der physikalischen Einheit des Sensorsignals, ein Sensormodell der physikalischen Eigenschaften des Sensors, eine Zeitinformation zur Angabe des Zeitpunktes des Erfassens des Sensorsignals und/oder eine Angabe der verwendeten Uhr bei dem Erfassen des Zeitpunktes.
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Durch die jeweilige Angabe der physikalischen Einheit des jeweiligen Sensorsignals ist es möglich, Sensorsignale unterschiedlicher Sensoren ineinander umzurechnen. Das Sensormodell beschreibt vorteilhafterweise, welchen Messwert ein bestimmter Sensor in einer bestimmten Umgebung produziert. Das kann auch statistische Eigenschaften der Messwerte beinhalten.
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Zur Synchronisation der Sensorsignale unterschiedlicher Sensoren sind die Zeitinformationen wichtig. Auch ist hierfür die jeweilige Referenz, das heißt die jeweils verwendete Uhr wichtig, um die Synchronisation korrekt ausführen zu können.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist der jeweilige Sensor dazu eingerichtet, einen Zustand des Fahrzeuges, zumindest einen Teil der Umgebung des Fahrzeuges und/oder einen Zustand des Fahrers des Fahrzeuges zu erfassen.
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Der Zustand des Fahrzeuges, die Umgebung des Fahrzeuges und der Zustand des Fahrers können zur Optimierung des Systemmodells beitragen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Systemmodell ein Fahrzeugmodell zur Modellierung zumindest eines Teils des Fahrzeuges, ein Umgebungsmodell zur Modellierung zumindest eines Teils der Umgebung des Fahrzeuges, insbesondere basierend auf einer Gitterkarte und/oder einer Objektkarte, ein Fahrermodell zur Modellierung zumindest einer vorbestimmten Eigenschaft des Fahrers des Fahrzeuges und/oder eine Anzahl von Sensormodellen zur Modellierung einer Anzahl der Sensoren.
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Das Fahrzeugmodell beschreibt insbesondere, wo sich die Sensoren relativ zum Fahrzeug befinden. In erster Linie sind dabei geometrische Verhältnisse relevant. Es können aber auch elektrische Verhältnisse verwendet werden, wenn zum Beispiel gemäß Sensormodell Schwankungen in der Versorgungsspannung zu einem erhöhten Rauschen bei den Messwerten führen können. In diesem Fall kann auch die Versorgungsspannung, gegebenenfalls als Zufallsvariable, als Teil des Fahrzeugmodells verwendet werden.
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Das Umgebungsmodell oder physikalische Umgebungsmodell enthält diejenigen physikalischen Eigenschaften der Umgebung, die zur Simulation oder Herleitung der „ground truth“ eines wahrgenommenen Umgebungsmodells benötigt werden. Für jedes physikalische Sensormodell, das verwendet werden soll, werden im physikalischen Umgebungsmodell die entsprechenden physikalischen Eigenschaften der Umgebung berücksichtigt. Für eine Videokamera sind das beispielsweise die Geometrie und die Texturen der Objekte. Für einen Ultraschallsensor kann eine Approximation der Geometrie zusammen mit den akustischen Reflexionseigenschaften ausreichen. Die Formate, in denen zum einen das physikalische Sensormodell und zum anderen das physikalische Umgebungsmodell aufgestellt werden, sind auf die jeweiligen Recheneinheiten abgestimmt. Hierzu kann eine Standardisierung eingesetzt werden. Ein aussichtsreiches Beispiel für eine solche Standardisierung ist eine probabilistische Formulierung, das heißt die entsprechenden Parameter werden als Zufallsvariable aufgefasst.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Mehrzahl der Sensoren zumindest einen Ultraschallsensor, ein Radar, ein Lidar, einen Raddrehungssensor, einen Inertialsensor, einen Beschleunigungssensor, einen Drehratensensor, einen Temperatursensor, einen Luftfeuchtesensor, einen Positionssensor zur Bestimmung zumindest eines Parameters der Fahrdynamik des Fahrzeuges, einen Sitzbelegungssensor, einen Entfernungssensor und/oder zumindest eine Kamera.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, zumindest zwei der Anzahl der Fahrzeugapplikationen, vorzugsweise alle Fahrzeugapplikationen, basierend auf dem berechneten Systemmodell zu steuern.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, alle Fahrzeugapplikationen basierend auf dem berechneten Systemmodell zu steuern.
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Die Steuerungseinheit kann vorteilhafterweise eine Mehrzahl von Fahrzeugapplikationen steuern. Ferner kann auch eine Mehrzahl von Steuerungseinheiten vorgesehen sein. Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Anzahl weiterer Sensoren zum Ausgeben von Sensorsignalen auf. Dabei ist einem jeden der Anzahl der weiteren Sensoren genau eine dritte Recheneinheit zugeordnet. Die jeweilige dritte Recheneinheit ist dazu eingerichtet, ein weiteres Systemmodell basierend auf dem von dem zugeordneten weiteren Sensor ausgegebenen Sensorsignal zu berechnen.
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Die weiteren Sensoren sind dazu eingerichtet, herkömmliche Sensorsignale ohne zugeordnete formalisierte Beschreibung auszugeben. Folglich ist es möglich, bei der vorliegenden Vorrichtung sowohl herkömmliche Sensorsignale als auch Sensorsignale mit zugeordneter formalisierter Beschreibung einzusetzen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Recheneinheit dazu eingerichtet, das Systemmodell in Abhängigkeit von dem von der ersten Recheneinheit ausgegebenen fusionierten Sensorsignal und in Abhängigkeit von dem von der dritten Recheneinheit berechneten weiteren Systemmodell zu berechnen.
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Somit können bei der Berechnung des Systemmodells unterschiedliche Eingabeparameter verwendet werden, solche die auf herkömmlichen Daten (weiteres Systemmodell) beruhen und solche die auf dem vorliegenden fusionierten Sensorsignal beruhen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist eine Mehrzahl von ersten Recheneinheiten vorgesehen, wobei einer jeden der Mehrzahl der ersten Recheneinheiten eine vorbestimmbare Anzahl der Mehrzahl von Sensoren zugeordnet ist. Dabei ist die jeweilige erste Recheneinheit dazu eingerichtet, ein fusioniertes Sensorsignal in Abhängigkeit von den Sensorsignalen der der jeweiligen ersten Recheneinheit zugeordneten Sensoren auszugeben.
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Hierdurch werden die Granularität und damit die Modularität der vorliegenden Vorrichtung verbessert.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist der jeweilige Sensor zur Ausgabe des jeweilige Sensorsignals und der zugehörigen formalisierten Beschreibung des Sensorsignals eingerichtet.
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Bei dieser Ausführungsform kann der jeweilige Sensor die zugeordnete formalisierte Beschreibung direkt ausgeben. Alternativen hierzu liegen in solchen Ausführungsformen, in welchen die formalisierte Beschreibung auf einem anderen Weg der ersten Recheneinheit bereitgestellt wird. Beispiele für solche andere Wege umfassen die Verwendung eines USB-Sticks oder eine von dem Internet herunterladbare Datei, welche die erste Recheneinheit nutzen kann. Der USB-Stick ist beispielsweise mit einem Engineering-System koppelbar, über welches die Inhalte des USB-Sticks dann an die erste Recheneinheit übertragen werden können.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind die formalisierten Beschreibungen zueinander kompatibel. Vorteilhafterweise können hierbei die einzelnen formalisierten Beschreibungen auch ineinander umgerechnet werden.
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Die jeweilige Einheit, zum Beispiel Recheneinheit oder Steuerungseinheit, kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor oder als Steuerrechner eines Fahrzeuges ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.
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Ferner wird ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches eine wie oben beschriebene Vorrichtung aufweist.
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Des Weiteren wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches eine wie oben beschriebene Vorrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeuges aufweist. Weiter wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug mit einer Anzahl von Fahrerassistenzapplikationen vorgeschlagen. Das Verfahren hat die folgenden Schritte:
In einem ersten Schritt wird eine Mehrzahl von Sensorsignalen von einer Mehrzahl von Sensoren empfangen, wobei einem jeden der Sensorsignale eine zugehörige formalisierte Beschreibung des Sensorsignals zugeordnet ist.
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In einem zweiten Schritt werden die von den Sensoren empfangenen Sensorsignale basierend auf den zugehörigen formalisierten Beschreibungen zur Ausgabe eines fusionierten Sensorsignals fusioniert.
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In einem dritten Schritt wird ein Systemmodell in Abhängigkeit von dem ausgegebenen fusionierten Sensorsignal berechnet.
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In einem vierten Schritt wird zumindest eine der Fahrerassistenzapplikationen basierend auf dem berechneten Systemmodell gesteuert.
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Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst.
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Ein Computerprogrammprodukt wie ein Computerprogramm-Mittel kann beispielsweise als Speichermedium, wie Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
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Außerdem wird ein Datenträger mit einem gespeicherten Computerprogramm mit Befehlen vorgeschlagen, welche die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens auf einer programmgesteuerten Einrichtung veranlasst. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
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Dabei zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung für ein Fahrerassistenzsystem;
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2 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer formalisierten Beschreibung eines ersten Sensorsignals;
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3 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer formalisierten Beschreibung eines zweiten Sensorsignals;
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4 ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung für ein Fahrerassistenzsystem;
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5 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fahrerassistenzsystems; und
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6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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In 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 für ein Fahrerassistenzsystem 300 eines Fahrzeuges 200 dargestellt.
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Die Vorrichtung 100 weist eine Mehrzahl von Sensoren 101, 102, eine erste Recheneinheit 110, eine zweite Recheneinheit 120 sowie eine Steuerungseinheit 130 auf.
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Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sind in 1 zwei Sensoren 101, 102, insbesondere unterschiedliche Sensoren 101, 102, gezeigt.
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Der jeweilige Sensor 101, 102 ist dazu eingerichtet, ein Sensorsignal S1, S2 auszugeben. Einem jeden der Sensorsignale S1, S2 ist eine zugehörige formalisierte Beschreibung B1, B2 des Sensorsignals S1, S2 zugeordnet. So ist beispielsweise dem Sensorsignal S1 die formalisierte Beschreibung B1 zugeordnet. Demgegenüber ist dem Sensorsignal S2 die formalisierte Beschreibung S2 zugeordnet. Die formalisierten Beschreibungen B1, B2 der Sensorsignale S1, S2 sind beispielsweise als Metadaten eines vorbestimmten Formats ausgebildet. Die formalisierten Beschreibungen B1, B2 sind derartige Metadaten, dass sie von der zu verarbeitenden Recheneinheit 110 verarbeitet werden können.
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Insbesondere sind die formalisierten Beschreibungen B1, B2 als probabilistische Beschreibungen ausgebildet und umfassen beispielsweise die Varianz des Sensorsignals S1, S2 und die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Sensorsignals S1, S2. Hierzu zeigen die 2 und 3 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer formalisierten Beschreibung B1 des ersten Signals S1 bzw. der formalisierten Beschreibung B2 des zweiten Sensorsignals B2.
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Hierbei zeigt 2, dass die formalisierte Beschreibung B1 die Varianz V1 des Sensorsignals S1, die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion W1 des Sensorsignals S1, eine Angabe der physikalischen Einheit P1 des Sensorsignals S1, ein Sensormodell ME1 der physikalischen Eigenschaften des Sensors 101, eine Zeitinformation T1 zur Angabe des Zeitpunkts des Erfassens des Sensorsignals S1 und eine Angabe der verwendeten Uhr U1 bei dem Erfassen des Zeitpunktes umfasst. 3 zeigt, dass die formalisierte Beschreibung B2 des zweiten Sensorsignals S2 analog aufgebaut sein kann. Die formalisierten Beschreibungen B1 und B2 können auch unterschiedlich aufgebaut sein.
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Vorzugsweise kann der jeweilige Sensor 101, 102 dazu eingerichtet sein, neben dem Sensorsignal S1 auch die zugehörige formalisierte Beschreibung B1, B2 auszugeben. Eine Alternative zur Ausgabe der formalisierten Beschreibung B1, B2 durch den jeweiligen Sensor 101, 102 liegt darin, dass die formalisierten Beschreibungen B1, B2 der Recheneinheit 110 über einen anderen Weg bereitgestellt werden, beispielsweise über einen USB-Stick oder auch als herunterladbare Datei von einem Server über das Internet.
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Der jeweilige Sensor 101, 102 kann beispielsweise als Ultraschallsensor, als Radar, als Lidar, als Raddrehungssensor, als Inertialsensor, als Beschleunigungssensor, als Drehratensensor, als Temperatursensor, als Luftfeuchtesensor, als Positionssensor zur Bestimmung zumindest eines Parameters der Fahrdynamik des Fahrzeuges 200, als Sitzbelegungssensor zur Detektion einer Sitzbelegung eines Sitzes in dem Fahrzeug 200, als ein Entfernungsmesser zur Bestimmung einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug 200 und einem vorbestimmten Objekt der Umgebung oder als eine Kamera ausgebildet sein.
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Weiter mit Bezug zu 1 ist die erste Recheneinheit 110 dazu ausgebildet, die von den Sensoren 101, 102 ausgegebenen Sensorsignale S1, S2 basierend auf den zugehörigen formalisierten Beschreibungen B1, B2 zu fusionieren und abhängig davon ein fusioniertes Sensorsignal FS auszugeben. Das fusionierte Sensorsignal FS kann im einfachsten Fall analoge Eigenschaften wie die Sensorsignale S1, S2 haben. Alternativ kann es auch eine abstraktere Darstellung eines Sensorsignals sein. Beispielsweise kann das fusionierte Sensorsignal FS auch als Teil eines Systemmodells oder als ein Systemmodell ausgebildet sein.
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Die formalisierten Beschreibungen B1, B2 sind zu der Recheneinheit 110 kompatibel. D.h., die Recheneinheit 110 kann auch unterschiedliche formalisierte Beschreibungen B1, B2 verarbeiten. Allerdings können die formalisierten Beschreibungen B1, B2 vorzugsweise auch zueinander kompatibel und damit umrechenbar sein.
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Die zweite Recheneinheit 120 empfängt eingangsseitig das fusionierte Sensorsignal FS und berechnet zumindest in Abhängigkeit davon ein Systemmodell SM. Das Systemmodell SM umfasst beispielsweise ein Fahrzeugmodell zur Modellierung zumindest eines Teils des Fahrzeuges 200, ein Umgebungsmodell zur Modellierung zumindest eines Teils der Umgebung des Fahrzeuges 200, ein Fahrermodell zur Modellierung zumindest einer vorbestimmten Eigenschaft des Fahrers des Fahrzeuges 200 und/oder eine Anzahl von Sensormodellen ME1, ME2 zur Modellierung der Sensoren 101, 102. Das Umgebungsmodell des Fahrzeuges 200 basiert beispielsweise auf einer Gitterkarte oder auf einer Objektkarte der Umgebung des Fahrzeuges 200.
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Die Steuerungseinheit 130 ist dazu eingerichtet, zumindest eine der Fahrerassistenzapplikationen FA des Fahrerassistenzsystems 300 basierend auf dem berechneten Systemmodell SM zu steuern. Die Steuerungseinheit 130 kann auch dazu eingerichtet sein, zumindest zwei der Anzahl der Fahrzeugapplikationen FA oder alle Fahrzeugapplikationen FA basierend auf dem berechneten Systemmodell SM zu steuern.
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4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 für ein Fahrerassistenzsystem 300 eines Fahrzeuges 200.
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Die Vorrichtung 100 der 4 umfasst folgende unterschiedliche Typen von Einheiten: erste Sensoren 101–103, erste Recheneinheiten 111, 112, zweite Recheneinheiten 121, 122, Steuerungseinheiten 131–134, weitere Sensoren 141 und 142, dritte Recheneinheiten 151 und 152 und eine vierte Recheneinheit 160.
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Die Sensoren 101–103 sind dazu eingerichtet, ein jeweiliges Sensorsignal S1–S3 auszugeben. Dabei ist dem jeweiligen Sensorsignal S1–S3 eine jeweilige formalisierte Beschreibung B1–B3 zugeordnet. Die weiteren Sensoren 141–142 geben ein jeweiliges Sensorsignal S4, S5 aus. Die Sensorsignale S4, S5 sind herkömmlich und haben keine zugeordnete formalisierte Beschreibung.
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Die erste Recheneinheit 111 empfängt die Sensorsignale S1 und S2 von den Sensoren 101 und 102. Dem Sensorsignal S1 ist die formalisierte Beschreibung B1 zugeordnet. Dem Sensorsignal S2 ist die formalisierte Beschreibung B2 zugeordnet. Die erste Recheneinheit 111 fusioniert die von den Sensoren 101, 102 ausgegebene Sensorsignale S1, S2 basierend auf den zugehörigen formalisierten Beschreibungen B1, B2 und gibt ausgansseitig in Abhängigkeit davon ein fusioniertes Sensorsignal FS1 aus.
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Die erste Recheneinheit 112 empfängt die von den Sensoren 102, 103 ausgegebene Sensorsignale S2, S3 und fusioniert diese basierend auf den zugehörigen formalisierten Beschreibungen B2, B3. Abhängig davon gibt die erste Recheneinheit 112 ein fusioniertes Sensorsignal FS2 aus.
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Jedem der weiteren Sensoren 141, 142 ist genau eine dritte Recheneinheit 151, 152 zugeordnet. Die jeweilige dritte Recheneinheit 151, 152 ist dazu eingerichtet, ein weiteres Systemmodell WS1, WS2 basierend auf dem von dem zugeordneten weiteren Sensor 141, 142 ausgegebenen Sensorsignal S4, S5 zu berechnen.
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Weiter ist die zweite Recheneinheit 121 dazu eingerichtet, das Systemmodell SM1 in Abhängigkeit von dem von der ersten Recheneinheit 111 ausgegebenen fusionierten Sensorsignal FS1 und in Abhängigkeit von dem von der dritten Recheneinheit 151 berechneten weiteren Systemmodel WS1 zu berechnen.
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Die Steuerungseinheit 131 steuert die Fahrerassistenzapplikationen FA1 und FA2 basierend auf dem berechneten Systemmodell SM1.
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Die zweite Recheneinheit 122 berechnet das Systemmodell SM2 in Abhängigkeit von dem von der ersten Recheneinheit 112 ausgegebenen fusionierten Sensorsignal FS2. Die Steuerungseinheit 132 steuert die Fahrerassistenzapplikationen FA3 und FA4 basierend auf dem berechneten Systemmodell SM2.
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Die vierte Recheneinheit 160 ist dazu eingerichtet, das Systemmodell SM3 basierend auf den Systemmodellen SM1 und SM2 zu berechnen. Die Steuerungseinheit 134 ist dann dazu eingerichtet, die Fahrerassistenzapplikation FA6 basierend auf dem berechneten Systemmodell SM3 zu steuern.
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Die dritte Recheneinheit 152 berechnet ein weiteres Systemmodell WS2 in Abhängigkeit des Sensorsignals S5 von dem weiteren Sensor 142. Die Steuerungseinheit 133 steuert die Fahrerassistenzapplikation F5 basierend auf dem weiteren Systemmodell WS2.
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5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fahrerassistenzsystems 300 für ein Fahrzeug 200. Das Fahrerassistenzsystem 300 weist eine Vorrichtung 100 auf. Die Vorrichtung 100 ist beispielsweise gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 oder gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der 4 ausgebildet.
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In 6 ist ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems 300 für ein Fahrzeug 200 mit einer Anzahl von Fahrerassistenzapplikationen FA dargestellt.
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In Schritt 601 wird eine Mehrzahl von Sensorsignalen S1, S2 von einer Mehrzahl von Sensoren empfangen, wobei einem jeden der Sensorsignale S1, S2 eine zugehörige formalisierte Beschreibung B1, B2 des Sensorsignals S1, S2 zugeordnet ist.
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In Schritt 602 werden die von den Sensoren 101, 102 empfangenen Sensorsignale S1, S2 basierend auf den zugehörigen formalisierten Beschreibungen B1, B2 zur Ausgabe eines fusionierten Sensorsignals fusioniert.
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In Schritt 603 wird ein Systemmodell SM in Abhängigkeit von dem ausgegebenen fusionierten Sensorsignal berechnet.
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In Schritt 604 wird zumindest einer der Fahrerassistenzapplikationen FA basierend auf dem berechneten Systemmodell gesteuert.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004052242 A1 [0008]
- WO 2007/017308 A1 [0010]
