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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen von zumindest einer Fahrzeugfunktion, die auf Sensordaten zumindest eines Fahrzeugsensors basiert. Die Sensordaten werden erzeugt, indem der jeweilige Fahrzeugsensor mittels einer Sensorhardware Sensorrohsignale erzeugt und diese mittels einer Sensor-Signalverarbeitung verarbeitet, woraus sich die auszugebenden, verarbeiteten Sensordaten ergeben. Zu der Erfindung gehört auch eine Prüfvorrichtung zum Überprüfen von zumindest einer Fahrzeugfunktion auf der Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Für ein Kraftfahrzeug kann eine Fahrzeugfunktion bereitgestellt sein, die eine Reaktion des Kraftfahrzeugs auf einen Umwelteinfluss und/oder einen Fahrzeugzustand ermöglicht. Ein Umwelteinfluss und/oder ein Fahrzeugzustand kann jeweils mittels zumindest eines Fahrzeugsensors ermittelt werden. Ein jeweiliges Beispiel für einen Fahrzeugsensor ist ein Ultraschallsensor und/oder eine Kamera und/oder ein Radar und/oder ein Temperaturfühler. Ein Fahrzeugsensor wird im Folgenden im Zusammenhang mit der Erfindung zweiteilig betrachtet. Eine Sensor-Hardware erzeugt Sensorrohsignale und eine Sensor-Signalverarbeitung erzeugt aus den Rohsignalen verarbeitete Sensordaten für das Kraftfahrzeug. Die Sensor-Hardware kann also eine elektrische und/oder elektronische Schaltung umfassen, mittels welcher auf Grundlage einer Wechselwirkung einer physikalischen Größe mit der Sensor-Hardware ein elektrisches Signal, beispielsweise ein zeitlicher Verlauf einer elektrischen Spannung und/oder eines elektrischen Stromes, resultiert. Innerhalb jedes Fahrzeugsensors wird aber dieses Sensorrohsignal bereits aufbereitet oder interpretiert. Dies geschieht durch eine Sensor-Signalverarbeitung. Ein Beispiel für eine solche Signalverarbeitung ist ein Reduzieren eines Rauschens und/oder eine Laufzeitmessung und/oder eine Objekterkennung. Aufbauend auf den verarbeiteten Sensordaten kann dann eine Fahrerassistenz als mögliche Fahrzeugfunktion realisiert werden.
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Die zukünftigen Entwicklungen in der Automobilindustrie und insbesondere das hoch- und vollautomatische Fahren erfordern einen erheblichen Aufwand bezüglich der Absicherung des Zusammenspiels von Fahrzeugsensoren und darauf aufbauenden Fahrzeugfunktionen. Gemäß der ISO 26262 ist je nach Kritikalität der Fahrerassistenzfunktion eine Fehlerfreiheit in unterschiedlichen Situationen über einem Zeitraum von bis zu 109 Stunden nachzuweisen. Klassischerweise erfolgte die Absicherung bisher durch einen realen Test im Fahrzeug, das heißt, es wurden spezifische Testfälle definiert und diese mit dem jeweiligen Stand der Steuergerätesoftware (bestehend aus Sensor- und Funktionssoftware) getestet. Sobald ein Fehler erkannt wurde, wurde dieser korrigiert und der Test erneut durchgeführt, bis die Fehlerfreiheit garantiert werden konnte. Diese Form der Absicherung ist für einfache Fahrerassistenzfunktionen geeignet, die entweder eine geringe Kritikalität aufweisen oder nur wenige Abhängigkeiten haben. Mit den zukünftigen Fahrerassistenzfunktionen bis hin zu autonom fahrenden Fahrzeugen ist sie jedoch nicht mehr ökonomisch umsetzbar. Diese Funktionen beruhen auf einer Vielzahl von Sensoren, ggf. Zwischenfunktionen wie einer Umfeldmodellierung, einer Szeneinterpretation oder anderen Zwischenfunktionen. Der Test muss jedes Mal erneut durchgeführt werden, wenn in einer dieser Fahrzeugfunktionen ein Fehler erkannt wird.
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In diesem Zusammenhang ist aus der
DE 10 2005 032 334 A1 eine Funktionsprüfung eines Fahrerassistenzsystems bekannt. Das bekannte Fahrerassistenzsystem empfängt Sensordaten aus Sensoren. Für die Funktionsprüfung werden diese Sensordaten gezielt manipuliert, um auch solche Randbedingungen vorzugeben, die durch die eigentliche Messung mittels der Sensoren nicht vorhanden waren. Hierdurch kann also eine künstliche Testfahrt nachgestellt werden.
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Um das Zusammenspiel aus Fahrzeugsensoren und Fahrzeugfunktionen zu prüfen, werden in der Regel die Fahrzeugsensoren in einem Prototypen eines Kraftfahrzeugs eingebaut und die Fahrzeugfunktionen in dem Prototypen betrieben. Auf zahlreichen Testfahrten können dann unterschiedliche Randbedingungen vorgegeben werden und die Reaktion der jeweiligen Fahrzeugfunktion mittels eines Tests überprüft werden. Dies erfordert allerdings einen hohen Zeitaufwand. Wird dann eine Fahrzeugfunktion und/oder ein Fahrzeugsensor überarbeitet, müssen die Testfahrten wiederholt werden, um erneut das Zusammenspiel zu prüfen.
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Nachteilig hierbei ist, dass man nicht sicher ist, ob die künstliche Testfahrt realitätsnah ist.
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Aus der
DE 10 2014 115 421 A1 ist bekannt, Fahrzeugsensoren zu betreiben und die von ihnen erzeugten Sensordaten zu speichern. Hierdurch stehen die Sensordaten der Fahrzeugsensoren für einen Hardware-in-the-loop-Test eines Steuergeräts bereit. Wird allerdings ein Fahrzeugsensor im Prototyp dann ausgetauscht, so müssen erneut zumindest mit diesem neuen Fahrzeugsensor Testfahrten unternommen werden, um auch dessen Sensordaten abspeichern zu können.
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Aus der
DE 10 2014 217 848 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, bei welchem Sensordaten von Fahrzeugsensoren nacheinander durch mehrere Zwischenfunktionen eines Kraftfahrzeugs verarbeitet werden, auf die wiederum eine Endfunktion aufbaut, die es ermöglicht, ein Kraftfahrzeug vollautomatisch zu führen.
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Aus der
DE 10 2013 003 493 A1 ist ein Verfahren bekannt, um ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug iterativ weiterzuentwickeln, indem während einer Testfahrt Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs gespeichert werden und anschließend diese Betriebsdaten nach einer Veränderung der Software des Steuergeräts erneut in das Steuergerät eingespeist werden, ohne dass hierbei eine erneute Testfahrt stattfindet.
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Aus der
DE 10 2012 219 557 A1 ist bekannt, dass Betriebsdaten eines Fahrzeugs für Diagnose-Zwecke erfasst und gespeichert werden können, wobei die einzelnen gespeicherten Daten jeweils einem Referenz-Fahrzustand zugeordnet werden, um hierdurch später die Daten gruppieren zu können, zum Beispiel in Daten einer Kurvenfahrt und Daten einer Autobahnfahrt.
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Aus der
DE 10 2007 053 501 A1 ist ein Verfahren zum Testen eines Fahrerassistenzsystems bekannt, bei welchem eine modellbasierte Simulationsumgebung genutzt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für Testfahrten beim Entwickeln eines Kraftfahrzeugs zu reduzieren.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figur.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Überprüfen von zumindest einer Fahrzeugfunktion bereitgestellt. Die jeweilige Fahrzeugfunktion basiert auf Sensordaten zumindest eines Fahrzeugsensors. Mit Sensordaten sind die Ausgabedaten des jeweiligen Fahrzeugsensors gemeint. In der beschriebenen Weise sind für jeden Fahrzeugsensor eine Sensor-Hardware und eine Sensor-Signalverarbeitung vorgesehen. Mittels der Sensor-Hardware werden Sensorrohsignale erzeugt und mittels der Sensor-Signalverarbeitung werden aus den Sensorrohsignalen die auszugebenden Sensordaten erzeugt. Der jeweilige Fahrzeugsensor kann somit mittels seiner Sensor-Hardware zunächst Sensorrohsignale und aus den Sensorrohsignalen mittels seiner Sensor-Signalverarbeitung die Sensordaten für ein Kraftfahrzeug erzeugen. Die Sensorrohsignale einerseits und die Sensordaten andererseits unterscheiden ist sich in der eingangs beschriebenen Weise dadurch, dass bei einer Neukonfiguration und/oder einer Neuprogrammierung des Fahrzeugsensors die Sensorrohsignale unverändert bleiben, weil sie auf der Sensor-Hardware basieren, während die Sensordaten aufgrund der sich ergebenden Veränderung der Sensor-Signalverarbeitung sich mit jeder Neukonfiguration und/oder Neuprogrammierung des Fahrzeugsensors anders ergeben.
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Um nun nach einer Veränderung zumindest eines Fahrzeugsensors nicht wiederholt Testfahrten zum Überprüfen des Zusammenspiels des zumindest einen Fahrzeugsensors mit der zumindest einen Fahrzeugfunktion durchführen zu müssen, werden in einem ersten Teilschritt des Verfahrens auf zumindest einer Testfahrt aus der Sensor-Hardware des jeweiligen Fahrzeugsensors die Sensorrohsignale empfangen und die Sensorrohsignale in einer Speichereinrichtung gespeichert. Die Sensorrohsignale können als analoge Signale oder durch Digitalisierung als digitale oder digitalisierte Signale gespeichert werden. In einem zweiten Teilschritt des Verfahrens wird dann nach der zumindest einen Testfahrt, also nach deren Abschluss oder Beendigung, unabhängig von der Sensor-Hardware die für den jeweiligen Fahrzeugsensor vorgesehene Sensor-Signalverarbeitung betrieben. Jeder Fahrzeugsensor wird also aufgeteilt. Während der zumindest einen Testfahrt wird seine Sensor-Hardware betrieben oder verwendet, um die Sensorrohsignale zu erzeugen. Anschließend verwendet man die jeweilige Sensor-Signalverarbeitung des jeweiligen Fahrzeugsensors, um nach der zumindest einen Testfahrt Sensordaten zu erzeugen. Bei der Sensor-Signalverarbeitung handelt es sich insbesondere um die Sensor-Software. Die Sensor-Signalverarbeitung kann deshalb auch außerhalb des Fahrzeugsensors auf einer Prozessoreinrichtung betrieben werden. Hierzu werden der Sensor-Signalverarbeitung für ihren Betrieb die gespeicherten Sensorrohsignale aus der Speichereinrichtung als Eingabesignale zugeführt. Normalerweise, also im Normalbetrieb eines Kraftfahrzeugs, arbeiten die Sensor-Hardware und die Sensor-Signalverarbeitung gleichzeitig, um ein mittels der Sensor-Hardware erfasstes physikalisches Umgebungssignal in ein Sensorrohsignal zu wandeln und dieses dann unmittelbar mittels der Sensor-Signalverarbeitung zu verarbeiten, um mit möglichst geringer Zeitverzögerung die Sensordaten im Kraftfahrzeug für dessen Betrieb bereitzustellen. Nun ist aber vorgesehen, dass die Sensor-Signalverarbeitung erst nach der zumindest einen Testfahrt betrieben wird. Es wird also die zumindest eine Testfahrt für die Sensor-Signalverarbeitung simuliert. Durch den Betrieb der Sensor-Signalverarbeitung werden durch Verwenden der gespeicherten Sensorrohsignale die Sensordaten des zumindest einen Fahrzeugsensors aber dennoch in derselben Weise erzeugt, als befände sich das Kraftfahrzeug auf der zumindest einen Testfahrt.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass nun die während der Entwicklung eines Kraftfahrzeugs veränderlichen Komponenten, nämlich die Sensor-Signalverarbeitung des zumindest einen Fahrzeugsensors einerseits als auch die zumindest eine Fahrzeugfunktion andererseits, in Bezug auf ihr Zusammenspiel mehrfach oder wiederholt getestet werden können, ohne dass hierzu erneut eine Testfahrt nötig ist. Durch Betreiben der Sensor-Hardware und Speichern des jeweiligen Sensorrohsignals können für jeden Fahrzeugsensor stets dieselben Bedingungen geschaffen werden, wie sie sich auf der zumindest einen Testfahrt ergeben würden, undabhängig davon, welche Sensor-Signalverarbeitung aktuell in dem zumindest einen Fahrzeugsensor konfiguriert oder programmiert ist. Somit ist eine beliebige Wiederholung der Bedingungen der zumindest einen Testfahrt ohne eine eigentliche Wiederholung der zumindest einen Testfahrt möglich.
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Die Erfindung sieht vor, dass auf der zumindest einen Testfahrt mittels zumindest eines vorbestimmten Referenzsensors Referenzdaten bereitgestellt und in der Speichereinrichtung gespeichert werden und das Überprüfen der zumindest einen Fahrzeugfunktion umfasst, dass die Referenzdaten als sogenannte Ground-Truth-Daten verwendet werden. Während der zumindest einen Testfahrt kann also ein Referenzsensor oder ein zusätzlicher Sensor vorgesehen sein, der in dem eigentlich zu entwickelnden Kraftfahrzeug später nicht mehr vorhanden sein wird, mit welchem aber (zum Beispiel unter technischem Mehraufwand) eine Referenzmessung durchgeführt werden kann, um dann das Ergebnis der zumindest einen Fahrzeugfunktion mit den zur Verfügung stehenden Referenzdaten vergleichen zu können.
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Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass jedem Sensorrohsignal ein Zeitstempel des jeweiligen Erfassungszeitpunkts zugeordnet wird, in dem der Zeitstempel beispielsweise mit dem Sensorrohsignal in der Speichereinrichtung gespeichert wird. Die Eingangssignale für die jeweilige Sensor-Signalverarbeitung im zweiten Teilschritt des Verfahrens werden dann gemäß dem jeweiligen Zeitstempel jedes Sensorrohsignals zeitsynchron zugeführt. Somit werden die Sensor-Signalverarbeitungen mehrerer Fahrzeugsensoren mit Eingangssignalen beaufschlagt oder versorgt, wie sie sich auch zeitgleich während der zumindest einen Testfahrt ergeben haben oder wie sie gemessen wurden.
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Ein weiterer Vorteil des Betriebs der Sensor-Signalverarbeitung des zumindest einen Sensors nach der Testfahrt besteht darin, dass ein Bearbeiten oder Betrieb auch in der sogenannten Über-Echtzeit durchgeführt werden kann. Dies liegt daran, dass die Eingangssignale schneller abgespielt oder zugeführt werden können, als sie während der zumindest einen Testfahrt gemessen wurden. Eine Begrenzung ergibt sich lediglich durch die Rechengeschwindigkeit derjenigen Prozessoreinrichtung, mittels welcher die Sensor-Signalverarbeitung ausgeführt oder durchgeführt wird. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht zusätzlich oder alternativ vor, dass mehrere Überprüfungen der zumindest einen Fahrzeugfunktion mit unterschiedlichen Varianten der jeweiligen Sensor-Signalverarbeitung des zumindest einen Fahrzeugsensors zeitgleich oder zeitlich überlappend durchgeführt werden. Mit anderen Worten kann für den zumindest einen Fahrzeugsensor jeweils mehr als eine Variante getestet werden. Grund dafür ist, dass sich anders als während der zumindest einen Testfahrt die gespeicherten Sensorrohsignale kopieren oder vervielfältigen lassen und jede Kopie oder Vervielfältigung einer Variante der Sensor-Signalverarbeitung zugeführt werden kann. Es können also mehrere Tests parallel durchgeführt werden, ohne dass hierzu eine mehrfache Testfahrt unter gleichen Bedingungen nötig wäre.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das zumindest eine Sensorrohsignal zumindest eines der folgenden umfasst: das Signal eines Signalgenerators, einer Membran mit einem Piezoelement, einer Elektronik, einer Angabe einer Schussstrategie eines Ultraschallsensors, ein Signal einer Hochfrequenz-Elektronik, ein Signal einer Signalmodulation eines Radars; ein Signal eines Imagers (Bildsensor), ein Signal einer Belichtungssteuerung einer Kamera; ein Signal einer Steuerung eines Spiegels eines Laserscanners, eine Angabe einer Wellenlänge eines ausgesendeten Lichts des Laserscanners, ein Signal einer Elektronik des Laserscanners, Kalibrierdaten einer Online-Kalibrierung zumindest eines Fahrzeugsensors, ein Signal einer Odometrie und/oder eines Inertialsensors einer Schätzung einer Eigenbewegung des Kraftfahrzeugs. Zu diesen Sensorrohsignalen ist bekannt, dass sie sich bei der Entwicklung eines Kraftfahrzeugs gar nicht oder nur geringfügig durch die Weiterentwicklung verändern.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die jeweilige Sensor-Signalverarbeitung des zumindest einen Fahrzeugsensors zumindest eine der folgenden umfasst: eine zeitliche Filterung, eine Detektion zumindest eines Objekts und/oder einer Objekteigenschaft, eine Erkennung einer Person und/oder eines Fahrzeugs in Kamerabildern. Diese Sensor-Signalverarbeitungen haben sich als besonders veränderlich oder volatil während eines Entwicklungszyklus eines Kraftfahrzeugs erwiesen.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die zumindest eine überprüfte Fahrzeugfunktion zumindest eine Sensor-Signalverarbeitung selbst umfasst. Mit anderen Worten wird direkt die Sensor-Signalverarbeitung überprüft. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine die Sensordaten verarbeitende Endfunktion und/oder eine die Endfunktion vorbereitende, zwischen die zumindest eine Sensor-Signalverarbeitung und die Endfunktion geschaltete Zwischenfunktion geprüft werden. Eine Zwischenfunktion kann beispielsweise ein Umfeldmodell bereitstelle und/oder eine Situationsauswertung. Eine Endfunktion kann beispielsweise eine Fahrerassistenz, beispielsweise das automatisierte Führen (Längsführung und/oder Querführung) des Kraftfahrzeugs und/oder eine Navigationsassistenz sein. Es kann also auf jeder Verarbeitungsebene ein Test angewendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird hierbei zum Überprüfen der zumindest einen Fahrzeugfunktion zumindest ein vorbestimmter Test auf Ausgabedaten der jeweiligen Fahrzeugfunktion angewendet. Ein Test dieser Art kann an sich aus dem Stand der Technik entnommen werden. Es wird überprüft, welche Ausgabedaten die jeweilige Fahrzeugfunktion ausgibt. Es kann beispielsweise ein Vergleich der Ausgabedaten mit Soll-Ausgabedaten erfolgen.
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Zu der Erfindung gehört auch eine Prüfvorrichtung zum Überprüfen von zumindest einer Fahrfunktion. Die Prüfvorrichtung ist dazu eingerichtet, einer jeweiligen Sensor-Signalverarbeitung zumindest eines Fahrzeugsensors ein jeweiliges Eingangssignal zuzuführen.
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Erfindungsgemäß erfolgt dies aber nicht während zumindest einer Testfahrt mittels einer Sensor-Hardware, sondern die Prüfvorrichtung weist eine Speichereinrichtung zum Speichern von auf zumindest einer Testfahrt erzeugten Sensorrohsignalen einer jeweiligen Sensor-Hardware des zumindest einen Fahrzeugsensors auf. Die Prüfvorrichtung ist entsprechend dazu eingerichtet, ohne eine weitere Testfahrt die in der Speichereinrichtung gespeicherten Sensorrohsignale als die Eingangssignale der jeweiligen Sensor-Signalverarbeitung des zumindest einen Fahrzeugsensors zuzuführen. Mit anderen Worten findet der Betrieb der Sensor-Signalverarbeitung zeitversetzt zur eigentlichen zumindest einen Testfahrt statt. Die Speichereinrichtung kann auf der Grundlage eines an sich aus dem Stand der Technik bekannten digitalen Datenspeichers gebildet sein, also beispielsweise einer sogenannten Festplatte.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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Die Figur zeigt eine Prüfvorrichtung 10, mittels welcher zumindest ein Test 11 für zumindest eine Fahrzeugfunktion 12 durchgeführt werden kann. Der Test kann an sich aus dem Stand der Technik entnommen sein. Der Test wird für die Fahrzeugfunktion 12 auf der Grundlage zumindest einer Testfahrt durchgeführt, die mit einem Kraftfahrzeug 13 durchgeführt werden kann. Um den zumindest einen Test wiederholen zu können, muss aber nicht auch die Testfahrt mit dem Kraftfahrzeug 13 wiederholt werden.
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Die zu testende Fahrzeugfunktion 12 basiert auf Sensorrohsignalen 14, die mittels Fahrzeugsensoren 15 des Kraftfahrzeugs 13 erzeugt worden sein können. In der Figur sind insgesamt n Fahrzeugsensoren 15 repräsentiert, wobei die Fahrzeugsensoren 15 mittels einer Ordnungszeichen a, b, c, ..., n voneinander unterschieden sind. Die Sensorrohsignale 14 können durch eine jeweilige Sensor-Hardware 16 des jeweiligen Fahrzeugsensors 15 erzeugt worden sein. In jedem Fahrzeugsensor 15 kann auch eine Sensor-Signalverarbeitung 20 enthalten sein, die aber bei der zumindest einen Testfahrt des Kraftfahrzeugs 13 nicht genutzt wird, um die Fahrzeugfunktionen 12 zu testen. Vielmehr werden die Sensorrohsignale 14 aus der zumindest einen Testfahrt in einer Speichereinrichtung 17 gespeichert. Die Speichereinrichtung 17 kann die Sensorrohsignale 14 digital abspeichern. Es kann sich hierbei beispielsweise um eine Datenbank handeln. Die Sensorrohsignale 14 werden in den Fahrzeugsensoren 15 zwischen der Sensor-Hardware 16 und der Sensor-Signalverarbeitung 20 abgegriffen. Hierzu können die Fahrzeugsensoren 15 manipuliert worden sein. Die Fahrzeugsensoren 15 können sich dadurch von bestimmungsgemäß ausgestalteten oder für die Serienproduktion vorgesehenen Fahrzeugsensoren 15 unterscheiden.
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Nach diesem ersten Schritt 18 der Überprüfung der zumindest einen Fahrzeugfunktion 12 erfolgt ein zweiter Schritt 19 nach der zumindest einen Testfahrt, und zwar unabhängig von dieser Testfahrt. Hierzu werden die Sensorrohsignale 14 anstelle der Sensor-Signalverarbeitung 20 des jeweiligen Fahrzeugsensors 15 einer Sensor-Signalverarbeitung 21 als jeweiliges Eingangssignal zugeführt. Die Sensor-Signalverarbeitung 21 wird dann in derselben Weise mit Eingangssignalen versorgt, wie es während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 13 bei der jeweiligen Sensor-Signalverarbeitung 20 des zumindest einen Fahrzeugsensors 15 der Fall wäre. Hierbei kann die Programmierung und/oder Konfiguration der jeweiligen Sensor-Signalverarbeitung 21 aber verändert oder ausgetauscht werden. In der Figur ist durch korrespondierende Ordnungszeichen a, b, c, ..., n angegeben, dass für jeden Fahrzeugsensor 15 dessen Sensor-Signalverarbeitung 20 durch die jeweilige Sensor-Signalverarbeitung 21 nachgebildet oder ersetzt ist.
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Die jeweilige Sensor-Signalverarbeitung 21 gibt Sensordaten 22 aus, wie sie auch die Fahrzeugsensoren 15 im normalen Betrieb anstelle ihrer Sensorrohsignale 14 ausgeben würden.
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Es können des Weiteren in dem zweiten Schritt 19 Zwischenfunktionen 23 betrieben werden, wie sie auch durch zumindest ein Steuergerät in dem Kraftfahrzeug 13 betrieben werden könnten. Es kann eine Endfunktion 24 vorgesehen sein, die auf zumindest einem Verarbeitungsergebnis zumindest einer Zwischenfunktion 23 und/oder einer Sensor-Signalverarbeitung 21 aufbaut. Die zu testenden Fahrzeugfunktionen 12 können jeweils eine Sensor-Signalverarbeitung 21 oder eine Zwischenfunktion 23 oder eine Endfunktion 24 sein. Die zu testenden Fahrzeugfunktionen 12 erzeugen Ausgabedaten 25, welche dem zumindest einen Test 11 zugeführt werden können.
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Der zumindest eine Test 11 kann dann in an sich aus dem Stand der Technik bekannter Weise auf Grundlage der Ausgabedaten 25 durchgeführt werden.
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Nach einem Verändern zumindest eines Fahrzeugsensors 15, das heißt von dessen Sensor-Signalverarbeitung 21, muss die zumindest eine Testfahrt nicht wiederholt werden. Stattdessen kann auf die unveränderlichen Sensorrohsignale 14 aus der Speichereinrichtung 17 zurückgegriffen werden und somit eine Simulation der zumindest einen Testfahrt durchgeführt werden.
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Die Prüfvorrichtung 10 kann beispielsweise die Sensor-Signalverarbeitung 21, die Zwischenfunktion 23 und die Endfunktion 24 jeweils als ein Programmmodul ausführen. Die Prüfvorrichtung 10 kann hierzu beispielsweise auf der Grundlage eines Computers oder eines Computerverbundes ausgestaltet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Prüfvorrichtung 10 für einen Hardware-in-the-loop-Test vorgesehen oder ausgestaltet ist. Dann kann die jeweilige Sensor-Signalverarbeitung 21 durch eine Hardware oder Schaltung eines Fahrzeugsensors 15 und/oder die jeweilige Endfunktion 23 und/oder die jeweilige Endfunktion 24 mittels eines jeweiligen Steuergeräts ausgeführt oder realisiert sein.
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Um für einen Test 11 Ground-Truth-Daten zur Verfügung zu haben, können auf der zumindest einen Testfahrt mittels zumindest eines vorbestimmten Referenzsensors 26 Referenzdaten 27 erzeugt und in der Speichereinrichtung 17 gespeichert werden. Das Überprüfen umfasst dann, dass die Referenzdaten 27 als die Ground-Truth-Daten verwendet werden
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Die Figur veranschaulicht somit insgesamt einen Absicherungsprozess, der in Teilschritte aufteilt ist, die teilweise getrennt voneinander durchgeführt werden können und deren Ausführung nicht länger im realen Fahrzeug erfolgen muss. Es ergibt sich ein Ablaufplan des Absicherungsprozesses bestehend aus einer Aufnahme von Sensorrohdaten, der Speicherung dieser Daten, einer Verarbeitung der Sensor-Rohdaten mit der Sensor-Software (Signalverarbeitung), der Prozessierung dieser Sensordaten durch potentiell mehrere Fahrzeugfunktionen, der Ausführung der zu testenden Fahrzeugfunktion mit den bis dahin verarbeiteten Ausgabedaten und schließlich dem Ausführen von automatischen Tests.
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Im ersten Schritt erfolgt eine Aufzeichnung von Sensordaten. Diese Daten liegen jedoch in einem Rohformat vor, das heißt sie wurden von der Software im Sensor noch nicht weiter verarbeitet. Dieses Rohformat kann während der Entwicklung festgelegt werden und sollte danach nicht mehr verändert werden, da es der Schlüssel für ein erfolgreiches Testen ist. Dafür ist es sinnvoll, im jeweiligen Sensor eine Schnittstelle zu finden, an der zwischen der Datenaufnahme und Datenverarbeitung unterschieden werden kann.
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Die Komponenten der Datenaufnahme umfassen zum Beispiel:
- - Der Signalgenerator, die Membran mit Piezo, die Elektronik, ggf. die Schussstrategie bei Ultraschallsensoren,
- - Die Hochfrequenz-Elektronik und Signalmodulation des Radars,
- - Der Imager (Bildsensor), eine Belichtungssteuerung der Kamera,
- - Die Spiegel, die Wellenlänge des ausgesendeten Lichts, die Elektronik eines Laserscanners,
- - Ggf. Einrichtungen zur Online-Kalibrierung der Sensoren,
- - Odometrie und Intertialsensorik zur Eigenbewegungsschätzung.
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Zu den Komponenten der Sensor-Signalverarbeitung zählen zum Beispiel:
- - Signalverarbeitung und zeitliche Filterung der Rohdaten,
- - Detektion von Objekten und Objekteigenschaften,
- - Erkennung von Personen, Fahrzeugen usw. in Kamerabildern.
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Außerdem ist es bereits zu diesem Zeitpunkt notwendig, ein Konzept einer koordinierten Zeitstempelung festzulegen. Das heißt, es ist ein zentraler Zeitgeber notwendig, dessen Zeitstempel in den Sensorrohdaten hinterlegt werden. Diese sind notwendig, um die Rohdaten in späteren Verarbeitungsschritten zu synchronisieren.
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Zusätzlich ist es sinnvoll, die Daten von Referenzsensoren aufzuzeichnen. Mit diesen kann später eine Ground-Truth, d.h. die Realität rekonstruiert werden, um diese als Basis für vergleichende Testfälle zu verwenden.
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Im zweiten Schritt werden die Rohdaten potentiell mit beschreibenden Metainformationen in einer zentralen Datenbank gesichert. Die Metadaten ermöglichen jederzeit eine Suche nach einer spezifischen aufgezeichneten Szene, so dass sie für bestimmte Tests gezielt ausgewählt werden kann.
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Als Teil der Beschaffung der Rohdaten ist es möglich, die einleitend erwähnten Testfälle einzufahren. Das heißt, es können gezielt einzelnen Szenen aufgezeichnet werden, die für die Freigabe einer bestimmten Funktion notwendig sind. Der Vorteil der Aufzeichnung von Rohdaten liegt dabei darin, dass die Szene nur einmal eingefahren werden muss. Auch wen Fehler in einer der Softwarekomponenten auftreten, sind die Daten trotzdem gültig. Ein erneutes Einfahren der Daten ist nicht notwendig.
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Mit der Speicherung der Daten ist die Phase der Datenbeschaffung abgeschlossen. Diese kann unabhängig von den eigentlichen Tests erfolgen und sollte aufgrund des teilweise sehr großen Testumfangs (bis zu 109 Stunden Fehlerfreiheit) so früh wie möglich gestartet werden. Während der Beschaffung der Daten ist die Weiterentwicklung jeglicher Softwarekomponenten möglich, so dass die Entwicklung und der Test in einem engen Verhältnis stehen können.
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Als dritter Schritt schließt sich nach der Speicherung der aufgezeichneten Daten die Verarbeitung der Rohdaten durch die jeweilige Sensorsoftware des Lieferanten an. Diese kann einerseits als Softwarepaket für eine beliebige Simulationsumgebung vorliegen (z.B. Matlab (R), ADTF (R)) und somit eine Software-in-the-Loop (SIL) realisieren, andererseits ist auch ein Einspielen der Rohdaten in eine reale Hardware möglich und so ein Hardware-in-the-Loop (HIL) realisierbar ist. Somit ist mit den Rohdaten sowohl ein reiner Funktionstest als auch ein kompletter Komponententest möglich.
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Die Softwarekomponenten des Sensors liefern als Ergebnis die Sensordaten, wie sie auch in einem Fahrzeug vorliegen würden. Diese Daten können in den folgenden Schritten verwendet werden, um sie nacheinander von verschiedenen Funktionen verarbeiten zu lassen. Die Funktionen können wiederum als Softwarepaket für eine beliebige Simulationsumgebung vorliegen, um SIL-Funktionstest zu realisieren oder als Hardware für HIL-Komponententests.
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Am Ende der Verarbeitungskaskade erfolgt schließlich die Ausführung der zu testenden Funktion gefolgt von einem klassischen Test durch entsprechende Testfälle. Die Ausgabe der Funktion wird verwendet, um zu prüfen, ob ihr Verhalten innerhalb der Spezifikation liegt.
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Der Vorteil dieser Form der Absicherung liegt vor allem in der Verwendung von Sensorrohdaten als Datengrundlage. Tritt in einer der am kompletten Test beteiligten Softwarekomponenten ein Fehler auf, so muss der Test nicht komplett neu durchgeführt werden. Die bereits aufgezeichneten Rohdaten können selbst bei einem Fehler in der Sensorverarbeitung wiederverwendet werden. Bei entsprechender Sicherung aller Zwischenergebnisse ist außerdem eine Fortführung der Testfälle bei der fehlerhaften Komponente möglich. Als weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der parallelen Ausführung von Testfällen zu nennen, die zu einer starken Beschleunigung des kompletten Tests führt. So können durch die aufgezeichneten Sensorrohdaten mehrere, potentiell aufwendige Testfälle ausgeführt werden, die bei klassischen Tests sequentiell durchgeführt werden. Der Grad der Beschleunigung des kompletten Tests ist dabei lediglich durch die verfügbare Rechenleistung beschränkt, nicht durch das Vorhandensein einer begrenzten Anzahl physischer Fahrzeuge.
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Insbesondere ergeben sich die folgenden Vorteile. Es ist ein frühzeitiger Beginn der Absicherung von Fahrerassistenzfunktion möglich, nämlich noch während der Entwicklung der Sensor-Signalverarbeitung. Es ist eine Reduktion der Kosten durch Entfall wiederholter Testfahrten gegeben. Es ergibt sich eine Beschleunigung der Tests durch Parallelisierung der Ausführung.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Verfahren zum Test komplexer Fahrerassistenzsysteme bereitgestellt werden kann.
