-
Die Erfindung betrifft ein Testgerät für ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Verfahren zur Durchführung einer Funktionsprüfung eines Fahrerassistenzsystems, welches das Testgerät nutzt.
-
Moderne Fahrzeuge besitzen eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen (FAS) wie eine automatische Notbremse (ANB) oder eine Spurhalteassistenz. Diese elektronischen Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen dienen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Dabei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. FAS greifen teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung (z.B. Gas Bremse) oder Signaleinrichtungen des Fahrzeuges ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder während kritischer Situationen.
-
So kann beispielsweise beim Auftreten eines instabilen Zustandes des Fahrzeuges beim Durchfahren einer Kurve durch ein elektronisches Stabilitätssystem ESP durch gezieltes Bremsen einzelner Räder ein Schleudern des Fahrzeuges verhindert werden. Parallel dazu wird der Eingriff des Fahrerassistenzsystems dem Fahrer signalisiert.
-
Somit unterstützen Fahrerassistenzsysteme den Fahrzeugführer in kritischen Situationen und leisten einen wesentlichen Beitrag zur Verringerung der Anzahl an Getöteten und Schwerverletzten im Straßenverkehr.
-
Elektronische Stabilitätssysteme (ESP), Abstandsregler (ACC), Spurhalteassistent oder Bremsassistenzsysteme sind nur einige der modernen Systeme, deren serienmäßige Verbreitung immer weiter ansteigt. Aktuelle Entwicklungen gehen sogar soweit, für Sonderfälle wie Herzinfarkt oder Ohnmacht eine kurzzeitige autonome Fahrzeugführung zu übernehmen.
-
Eine nachlassende Leistungsfähigkeit der Sensorik kann jedoch zu Systemeinschränkungen führen. Gerade für zukünftige automatische Ausweichmanöver, bei denen das Fahrzeug selbst kurzzeitig die Fahrzeugführung übernimmt, ist eine sichere und eindeutige Situationserkennung essentiell. Eine fehlerhafte Funktionsweise der genutzten Sensorik können fatale Folgen haben. Daher müssen diese komplexen Systeme im Rahmen der periodischen Hauptuntersuchung geprüft werden. Einfache Vorrichtungen und Verfahren zum Testen von Fahrerassistenzsystemen sind beispielsweise in
DE 10 2009 033 855 A1 und
DE 10 2013 003 448 A1 benannt. Problematisch ist dabei die objektive Analyse der Funktionen der Fahrzeugassistenzsysteme. Der Prüfingenieur einer Hauptuntersuchung verfügt nicht über die Möglichkeiten eines Funktionsentwicklers beim Fahrzeughersteller, er kann üblicherweise nur die visuellen Anzeigen im Fahrzeug (Multi-Funktionsdisplay bzw. Kontrollleuchten) sowie eingeschränkt die On-Board-Diagnose (OBD) nutzen. Damit ist eine objektive Beurteilung der Funktionen der Fahrerassistenzsysteme nicht möglich.
-
Weiterhin weisen diese modernen Systeme Funktionseinschränkungen oder unerwartete Reaktionen auf, die auch für eine Fachwerkstatt, den Nutzer selbst oder einen Sachverständigen von Interesse sein könnten. So zeigt eine Verkehrszeichenerkennung, aus welchen Gründen auch immer, nicht immer das tatsächlich geltende Zeichen an.
-
Hierdurch kann es zu Fehleinschätzungen durch den Fahrer kommen. Ein objektiver Beweis ist jedoch meist nicht möglich, da keine Technik zur Aufzeichnung der Fehlfunktion zur Verfügung steht.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache Möglichkeit für eine objektive Bewertung der Funktionsfähigkeit von solchen Assistenzsystemen in Fahrzeugen zu ermöglichen. Diese objektive Bewertung soll dabei sowohl auf einem Prüfstand als auch im normalen Fahrbetrieb möglich und unabhängig von jedwedem Fahrzeugtyp einsetzbar sein.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird anordnungsseitig dadurch gelöst, dass ein Testgerät für ein Fahrerassistenzsystem (FAS) vorgeschlagen wird, welches eine erste Einrichtung zur Aufzeichnung visueller und/oder akustischer Signale einer Fahrzeugumgebung, eine zweite Einrichtung zur Aufzeichnung visueller, akustischer und/oder haptischer Informationen einer Fahrzeuginternen Ausgabeeinheit eines Fahrerassistenzsystems, sowie eine dritte Einrichtung zur Auswertung der Aufzeichnungen umfasst, wobei die erste, die zweite und dritte Einrichtung unabhängig von dem Fahrzeugassistenzsystem ausgebildet sind, wobei die erste Einrichtung eine Kamera und die zweite Einrichtung eine Kamera umfasst und die Kameras jeweils eine zur Synchronisation einer autovisuellen Sequenz nutzbare light-emitting-diode aufweisen.
-
Besonders vorteilhaft ist, dass das Testgerät eine Kontrollmöglichkeit derart bietet, dass das Testgerät alle Anzeigen, über die dem Fahrer Informationen über den derzeitigen Fahrzeugzustand mitgeteilt werden, überwacht. Alle derartigen Anzeigen, die dem Fahrer Informationen übermitteln, werden im Folgenden sprachlich als Kombiinstrument bezeichnet und unter diesem Begriff zusammengefasst. Derartige Anzeigen, die dem Fahrer des Fahrzeugs über den derzeitigen Fahrzeugzustand informieren, können beispielsweise eine Geschwindigkeitsanzeige, eine Anzeige für die Motordrehzahl, den Füllstand des Tanks, usw. sein.
-
Des Weiteren erfasst das Testgerät in vorteilhafter Weise die Umgebung des Fahrzeugs und zwar unabhängig von der im Fahrzeug verwendeten Sensorik. Zur Umgebung eines Fahrzeuges gehört alles, was das Fahrzeug unmittelbar umgibt, wobei die unmittelbare Umgebung durch die Reichweite der Sensorik des Fahrzeuges bestimmt wird. Die Erfassung der Umgebung durch das Testgerät hat den Vorteil, dass dem Fahrer oder dem Prüfingenieur unabhängige Daten zur Verfügung stehen, mittels derer, die aufgenommenen Daten der Board-Elektronik eines Fahrzeuges, bzw. die angezeigten Daten auf dem Kombiinstrument, die durch die Sensorik des Fahrzeuges erfasst wurden, validiert werden können.
-
In vorteilhafter Weise kann die Erfassung der Anzeigen des Kombiinstrumentes und des Fahrzeugumfeldes durch eine Videoaufzeichnung zeitsynchron zueinander erfolgen. Für die Synchronisation der Aufnahmequellen kann beispielsweise eine drahtlos übertragene Information, z.B. mittels WLAN oder Bluetooth, verwendet werden, indem zu definierten Zeiten Botschaften zwischen den Einrichtungen ausgetauscht werden, in denen die lokalen Zeitstempel der Videoaufzeichnung eingearbeitet sind.
-
In einer Ausgestaltung des Testgeräts umfasst die erste Einrichtung einen Radarscanner, einen Laserscanner und/oder ein Mikrophon. Die erste Einrichtung des Testgerätes dient dazu, die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Damit kann die Umgebung des Fahrzeuges je nach Anwendungszweck nicht nur durch eine Videoaufnahme erfasst werden, sondern es können auch andere Sensoren zum Einsatz kommen. So ist für die Bestimmung des Abstandes zu einem Zielobjekt insbesondere ein Laserscanner geeignet. Auch in diesem Fall muss für eine korrekte Auswertung der Daten eine zeitliche Synchronisation der Aufnahmen erfolgen.
-
In einer weiteren Ausgestaltung des Testgerätes umfasst die zweite Einrichtung ein Mikrophon. Die zweite Einrichtung des Testgerätes dient dazu, das Fahrzeuginnere zu erfassen und zwar in Bezug auf die dem Fahren visuell und akustisch mitgeteilten Informationen. Mit einer Kamera können zum einen die Anzeigen des Kombiinstrumentes aufgezeichnet werden, zum anderen können mit einem Mikrophon akustische Signale aufgenommen werden, die den Fahrer beispielsweise in einer Gefahrensituation warnen sollen. Somit ist es durch die zweite Einrichtung des Testgerätes möglich, dass die Anzeigen, die z.B. die aufgenommenen Daten der Board-Elektronik visualisieren, als auch die akustischen Signale, die aufgrund der in dem Fahrzeug verwendeten Sensorik ausgelöst werden, für eine spätere objektive Bewertung aufgenommen werden können.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Testgerätes sind die zweite Einrichtung und die dritte Einrichtung drahtlos kommunizierend ausgebildet. Für die drahtlose Kommunikation können beispielsweise WLAN oder Bluetooth-Verbindungen genutzt werden. Durch die drahtlose Kommunikation müssen diese Einrichtungen nicht an das Bussystem des Fahrzeugs angeschlossen werden, sondern können unabhängig davon miteinander Daten austauschen. Damit kann eine objektive Bewertung der aufgenommenen Daten erfolgen, da kein verfälschender Zwischenschritt, beispielsweide über die Board-Elektronik des Fahrzeuges, nötig ist.
-
In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Testgerätes ist das Testgerät in oder an einem Fahrzeug anbringbar oder integrierbar ausgebildet. Das hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Testgerät sowohl auf einem Prüfstand als auch im normalen Fahrbetrieb einsetzbar ist, wobei es auch unabhängig von jedwedem Fahrzeugtyp einsetzbar ist. Lediglich spezielle Informationen, wie z.B. die relevanten Symbole für eine Notbremsung, müssen einmalig in einem manuellen oder automatisierten Lernvorgang ermittelt werden.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass zur Durchführung einer Funktionsprüfung eines Fahrzeugassistenzsystems, welches das erfindungsgemäße Testgerät nutzt, folgende Schritte durchlaufen werden: Zunächst erfolgt ein zeitgleiches Erfassen von visuellen und/oder akustischen Signalen einer Umgebung eines Fahrzeugs sowie von visuellen, akustischen und/oder haptischen Signalen im Inneren des Fahrzeugs. Anschließend erfolgt ein Synchronisieren der zeitgleich erfassten Signale, wobei ein Vergleich zwischen Umgebungsinformationen und Fahrzeuginternen Signalen erfolgt und daraus eine fehlerhafte Fahrzeuginterne Signalausgabe erkannt wird.
-
Das Erfassen von visuellen und/oder akustischen Signalen einer Umgebung eines Fahrzeugs erfolgt mit einer ersten Einrichtung des Testgerätes, wobei die Umgebung des Fahrzeugs unabhängig von der im Fahrzeug verwendeten Sensorik erfasst wird. Zur Umgebung eines Fahrzeuges gehört alles, was das Fahrzeug unmittelbar umgibt, wobei die unmittelbare Umgebung durch die Reichweite der Sensorik der ersten Einrichtung des Testgerätes bestimmt wird. Dafür können z.B. ein Radarscanner, ein Laserscanner, eine Kamera und/oder ein Mikrophon genutzt werden.
-
Das Erfassen der visuellen, akustischen und/oder haptischen Signale im Inneren des Fahrzeugs erfolgt mit einer zweiten Einrichtung des Testgerätes, wobei mit einer Kamera zum einen die Anzeigen des Kombiinstrumentes, d.h. alle Anzeigen im Fahrzeuginneren, aufgezeichnet werden, zum anderen mit einem Mikrophon akustische Signale aufgenommen werden, die den Fahrer beispielsweise in einer Gefahrensituation warnen.
-
Die von der ersten und zweiten Einrichtung aufgenommenen Daten und Informationen werden vorzugsweise drahtlos an eine dritte Einrichtung übermittelt, wobei die Daten zeitsynchron ausgewertet werden. Auftretende Abweichungen zwischen den aufgenommenen Daten bzw. Informationen der völlig unabhängig voneinander arbeitenden ersten und zweiten Errichtungen lassen auf eine fehlerhafte Signalausgabe im Fahrzeuginneren schließen. Aufgrund der unabhängigen Signalauswertung ist damit eine objektive Bewertung der eingesetzten Fahrerassistenzsysteme möglich.
-
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Erfassen über eine autovisuelle Sequenz, wobei Beginn, Ende und Dauer der Sequenz erfasst werden.
-
Ein Hauptproblem für die Auswertung und die Genauigkeit des Testverfahrens stellt die Synchronisation der Aufnahmequellen dar. Ein einfacher Weg ist die Nutzung einer drahtlosen Information (WLAN oder Bluetooth), dadurch können zu definierten Zeiten Botschaften ausgetauscht und in die lokalen Zeitstempel der Videoaufzeichnung eingearbeitet werden. Bei solchen Übertragungswegen kann es aber zu Latenzverzögerungen und Unterbrechungen kommen. Drahtgebundene Verfahren sind daher ebenfalls möglich, auch wenn dadurch konstruktive Einschränkungen erfolgen müssen.
-
Erfindungsgemäß werden für die autovisuelle Sequenz eine light-emitting-diode (LED) genutzt. Für eine Ausführung des Verfahrens mit zwei Videokameras wird eine spezielle Methode der Synchronisation vorgeschlagen. So wird vor jedes Objektiv eine kleine LED gesetzt, die in einem definierten und üblicherweise nicht genutzten Bildbereich ein optisches Signal liefert. Die beiden LEDs werden zeitgleich angesteuert, so dass in den späteren Video-Aufnahmen eine einfach auszuwertende Synchronisierungs-information vorliegt.
-
Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigen die Abbildungen:
- 1 Beispielhaft einige prüfrelevante Assistenzsysteme;
- 2 einen Aufbauvorschlag für das erfindungsgemäße Testgerät in einem Fahrzeug;
- 3 ein Sequenzdiagramm für die Ermittlung der relevanten aufgenommenen Symbole;
- 4 ein Sequenzdiagramm für das Testverfahren mit Auswertung in einem der Module;
- 5 ein Sequenzdiagramm für das Testverfahren mit Auswertung auf einer externen Recheneinheit;
- 6 ein Anordnung zweier LEDs, die gleichzeitig angesteuert werden, als eine Synchronisationsmöglichkeit zweier Videoaufnahmen.
-
In 1 sind Beispiele für Fahrerassistenzsysteme aufgeführt. Zwei Fahrzeuge 1 und 2 fahren hintereinander. Das Fahrzeug 1 ist mit einer Testkamera 5 ausgestattet. Das Fahrzeug 1 hat beispielsweise Assistenzsysteme zur Erkennung der Spurmarkierung 4 und / oder der Verkehrszeichen 3. Generell können videobasierte Funktionen auch durch eine Simulation (Videoprojektion) aktiviert werden, sofern das Fahrzeug 1 sich in einem Zustand befindet, der dies erlaubt (z.B. auf einem Rollenprüfstand). Beispielsweise kann bei Einsatz des Testgerätes auf einem Prüfstand das Fahrzeug 2 (Targetfahrzeug) auch als Prüfstandsdummy ausgebildet sein. Zielobjekte für einen Radarsensor 5 können zudem durch bewegliche Dummys ebenfalls vor einem Prüfstand nachgebildet werden. Die Verkehrszeichen 3 und die Spurmarkierungen 4 können auch als Simulation auf einem Prüfstand erfolgen.
-
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Realisierung des erfindungsgemäßen Testgerätes und dessen Einsatz angegeben. Die Anordnung des gesamten Testsystems ist so zu wählen, dass keinerlei Beschränkungen in Sicht oder Bedienung für den Fahrer auftreten. Die erste Kamera 5 wird dabei so platziert, dass die relevanten Informationen der Umgebung des Fahrzeuges gut erkennbar sind. Hierzu ist möglicherweise eine Anpassung der Brennweite durch Wechselobjektive erforderlich, da eine genaue Bestimmung des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug mit dem für eine Verkehrszeichenerkennung notwendigen großen Öffnungswinkel nicht möglich ist. Statt einer Kamera kann auch ein Smartphone eingesetzt werden, welches viele Fahrzeugführer sowieso mit sich führen. Die zweite Kamera 6 ist so positioniert, dass sie die Anzeigen im Kombiinstrument 10 gut erfassen kann. Hierfür sind möglicherweise spezielle Weitwinkelobjektive notwendig, da der Abstand zu einer passenden Aufnahmeeinheit nur gering sein kann. Die Kommunikation 7 zwischen der ersten 5 und zweiten Einrichtung 6 kann drahtlos oder drahtgebunden erfolgen. Es ist nicht zwingend notwendig, dass beide Messeinrichtungen zum exakt selben Zeitpunkt gestartet werden. Entscheidend für die spätere synchrone Auswertung ist das Synchronisationssignal. Es kann hilfreich sein, wenn das System über einen Zugriff auf die OBD-Schnittstelle 8 (On-Board-Diagnose-Schnittstelle) verfügt. Die Verbindung 9 zwischen der zweiten Einrichtung 6 und der Diagnoseschnittstelle 8 kann drahtgebunden oder drahtlos, z.B. über WLAN oder Bluetooth erfolgen. Die Schnittstelle 8 ist vorteilhafterweise mit der dritte Einrichtung 14 zur Auswertung der aufgenommenen Informationen durch die erste 5 und zweite 6 Einrichtung des Testgerätes verbunden. Diese dritte Einrichtung wertet die Informationen zeitsynchron aus und erkennt Abweichungen sowie mögliche fehlerhafte Signalinformationen an den Fahrer und ermöglicht damit eine objektive Bewertung der Funktionsweise der einzelnen Assistenzsysteme. Durch gezielte Stimulation mit bekannten Diagnosebotschaften kann die vorhandene Displayinformation vor dem einmaligen Test ausgelesen werden. Sind spezielle Testmodi vorhanden, kann auf diesem Weg bereits eine Bewertung mit der Umfeldkamera, d.h. der Kamera, die die Umgebung des Fahrzeuges erfasst, erfolgen. Eine automatisierte Prüfung von Kontroll-Leuchten kann auf diesem Weg ebenfalls durchgeführt werden, wobei damit dem Prüfer eine ansonsten aufwändige manuelle Prüfung erspart werden kann.
-
Die 3 bis 5 zeigen drei mögliche Sequenzen für die beschriebenen Funktionen. Ausgabegrößen, die während des Tests ermittelt werden, können beispielsweise sein:
- - Verkehrszeichen erkannt,
- - Fahrspur wurde erkannt,
- - Spurwarnung wurde ausgelöst,
- - Fahrerwarnung ANB (automatische Notbremse) erfolgt bei Abstand x zum Zielobjekt (Target),
- - Notbremseingriff ANB erfolgt bei Abstand x zum Zielobjekt (Target).
-
Die Kamera 5 der ersten Einrichtung startet die Videoaufzeichnung und kommuniziert, beispielsweise über WLAN mit der Kamera 6 der zweiten Einrichtung (3). Durch Kamera 5 erfolgt der Start von Kamera 6 durch ein Kommando über die drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle. Wenn Kamera 6 gestartet ist erfolgt über die drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle eine Initialisierung der On-Board-Schnittstelle mit den relevanten Kommandos für die Ansteuerung der Informationen im Kombi-Instrument. Nach einer festgelegten Zeit oder nach Ablauf einer definierten Signalabfolge werden die auf dem Kombiinstrument erkannten Symbole an Kamera 5 weitergeleitet.
-
Dort kann dann die Auswahl der möglichen Testroutinen erfolgen, die eine erneute Initialisierung der Kamera nach sich ziehen. Danach erfolgt der übliche Testablauf, d.h. es werden die Situationen nachgestellt und die Informationen im Kombiinstrument ausgewertet.
-
Das Sequenzdiagramm in 4 zeigt den Ablauf der Synchronisation zwischen den ausgenommenen Videosequenzen von Kamera 5 und Kamera 6. Das Diagramm beschreibt eine Möglichkeit zur Synchronisation der beiden Videoaufnahmen. Es werden Daten zu bestimmten Zeitpunkten von Kamera 5 zu Kamera 6 gesendet und mit dem aktuellen Video-Frame verknüpft. Nach der Auswertung kann der synchronisierte Zeitpunkt der relevanten Anzeige an die Kamera 5 übertragen werden.
-
Das Sequenzdiagramm in 5 zeigt den Ablauf der Synchronisation zwischen den ausgenommenen Videosequenzen von Kamera 5 und Kamera 6. Anschließend erfolgt die Übertragung der jeweils von Kamera 5 und Kamera 6 aufgezeichneten Videoaufzeichnungen an die dritte Einrichtung 14 zur Auswertung der auf den Aufzeichnungen abgebildeten Informationen. D.h. in diesem Diagramm wird die Auswertung von 4 auf einem externen Gerät durchgeführt. Hierzu werden die bereits miteinander synchronisierten Videos an das Auswertegerät 14 übertragen.
-
6 zeigt eine Möglichkeit, wie mit zwei LEDs 12, die vor jedes Objektiv 11 der jeweiligen Kamera 5, 6 angeordnet sind und zwar in einem definierten und üblicherweise nicht genutzten Bildbereich, die Aufzeichnungen der ersten 5 und zweiten 6 Einrichtung synchronisiert werden können. Diese LEDs 12 liefern ein optisches Signal. Die beiden LEDs werden zeitgleich angesteuert 13, so dass in den späteren Videoaufnahmen eine einfach auszuwertende Synchronisierungsinformation vorliegt. Vorteilhaft ist, dass diese Methodik unabhängig von einem speziellen Fahrzeugmodell ist. Es ist an allen gängigen Fahrzeugen einsetzbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug mit Testkamera
- 2
- Targetfahrzeug
- 3
- Verkehrszeichen
- 4
- Spurmarkierung
- 5
- erste Einrichtung, z.B. Kamera
- 6
- zweite Einrichtung, z.B. Kamera
- 7
- Kommunikationsverbindung
- 8
- OBD-Schnittstelle
- 9
- Verbindung, drahtgebunden oder drahtlos
- 10
- Kombiinstrument
- 11
- Objektiv
- 12
- LED
- 13
- Taktmodul mit Spannungsversorgung
- 14
- dritte Einrichtung
