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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Reaktionssignals einer Fahrzeugkomponente. Die Fahrzeugkomponente erzeugt das Reaktionssignal als eine Antwort oder Reaktion auf einen aktuellen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs. Beispielsweise kann die Fahrzeugkomponente ein Autopilot des Kraftfahrzeugs sein, der als Reaktionssignal eine Fahrtrajektorie zum Führen des Kraftfahrzeugs erzeugt. Für eine Überprüfung empfängt eine Überprüfungsvorrichtung das Reaktionssignal. Diese Überprüfungsvorrichtung ist ebenfalls Bestandteil der Erfindung. Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Überprüfungsvorrichtung.
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Aus der
DE 10 2013 205 840 A1 ist ein Autopilot bekannt, der in Reaktion auf Streckeninformationen und Umgebungsinformationen eine Fahrstrategie vorgibt. Die Fahrstrategie kann mit einer gespeicherten, manuellen Fahrstrategie verglichen werden. Ein solcher Vergleich weist den Nachteil auf, dass der Vergleich nur mit bereits zuvor manuell durchgeführten Fahrstrategien verglichen werden kann. Eine Überprüfung einer neuen Fahrsituation, zu welcher keine gespeicherten Fahrstrategien vorliegen, ist somit nicht möglich.
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Aus der
DE 10 2014 118 479 A1 ist bekannt, dass ein Reaktionssignal eines Autopiloten in Bezug auf eine Konfidenz bewertet werden kann, also die Zuverlässigkeit, mit welcher der Autopilot ein für die aktuelle Fahrsituation geeignetes Reaktionssignal erzeugt hat. Der Autopilot basiert auf einer Kl-Methode (KI - künstliche Intelligenz) und kann die Konfidenz selbst ermitteln.
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Bei diesem Verfahren muss also der Autopilot selbst einschätzen können, ob sein Reaktionssignal geeignet ist.
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Aus der
EP 2 572 248 B1 ist ein Verfahren zum Validieren einer Fähigkeit eines autonomen Fahrzeugs beschrieben. Die Validierung erfolgt bezüglich einer gestellten Aufgabe, beispielsweise des Führens des Kraftfahrzeugs, unter gegebenen Randbedingungen, zum Beispiel Schneefall. Hierfür wird ein Problemlösungsmodell zugrunde gelegt. Nachteil bei dieser Methode ist, dass stets für jede zu überprüfende Randbedingung ein entsprechendes Modell im Voraus ermittelt werden muss.
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Aus der
DE 10 2015 217 386 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem zwei unabhängig voneinander betriebene Steuergeräte aus denselben Umfelddaten jeweils eine Information über ein Objekt in einer Umgebung ermitteln sollen. In Abhängigkeit davon, ob die beiden Steuergeräte dieselben oder unterschiedliche Informationen liefern, wird ein autonomer Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs gesteuert.
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Aus der
DE 10 2015 107 391 A1 ist eine sogenannte Sensorfusion bekannt, bei welcher Sensordaten zweier unterschiedlicher Sensoren zu fusionierten Sensordaten fusioniert werden. Um die fusionierten Sensordaten beurteilen zu können, wird eine Gewichtung vorgeschlagen, mittels welcher die fusionierten Sensordaten beurteilt werden.
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Aus der
DE 10 2005 005 720 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, bei welchem in einer Verarbeitungskette für Sensorsignale an mehreren Stellen Komparatoren vorgesehen sind, um einen Vergleich von Ausgaben redundanter Verarbeitungsmodule durchzuführen und im Falle eines erkannten Unterschieds die Verarbeitung zu unterbrechen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug während eines Fahrbetriebs ein Reaktionssignal einer Fahrzeugkomponente, das diese in Reaktion auf eine aktuelle Fahrsituation erzeugt, überprüfen zu können.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Überprüfen eines Reaktionssignals einer Fahrzeugkomponente bereitgestellt. Die Fahrzeugkomponente erzeugt das Reaktionssignal als eine Reaktion auf eine aktuelle Fahrsituation eines Kraftfahrzeugs. Die Fahrsituation kann real oder simuliert sein. Das Reaktionssignal wird durch eine Überprüfungsvorrichtung empfangen. Für die Überprüfung des Reaktionssignals ist erfindungsgemäß vorgesehen, das die Überprüfungsvorrichtung ein jeweiliges weiteres Reaktionssignal zumindest einer weiteren Fahrzeugkomponente empfängt. Es wird also nicht nur ein einziges Reaktionssignal einer zu überprüfenden Fahrzeugkomponente erzeugt. Stattdessen wird zumindest eine weitere Fahrzeugkomponente bereitgestellt, die ebenfalls ein Reaktionssignal auf die aktuelle Fahrsituation erzeugt. Es gibt nun also zumindest zwei Reaktionssignale, die jeweils von unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten erzeugt wurden. Anhand der empfangenen Reaktionssignale ermittelt die Überprüfungsvorrichtung mittels einer vorbestimmten Berechnungsfunktion einen Unterschied zwischen den Reaktionssignalen. Mit anderen Worten wird eine Abweichung des zu überprüfenden Reaktionssignals von dem zumindest einen weiteren Reaktionssignal ermittelt. An einem ersten Signalausgang erzeugt die Überprüfungsvorrichtung ein den ermittelten Unterschied beschreibendes Ausgangssignal. Das Ausgangssignal signalisiert also den zeitlichen Verlauf des Werts des Unterschieds für das zu überprüfende Reaktionssignal.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass zu jedem Zeitpunkt für die aktuelle Fahrsituation des Kraftfahrzeugs erkannt werden kann, ob und in welchem Maß das zu überprüfende Reaktionssignal von dem zumindest einen weiteren Reaktionssignal der zumindest einen weiteren Fahrzeugkomponente abweicht. Man lässt also nicht nur eine Fahrzeugkomponente alleine entscheiden, wie auf die aktuelle Fahrsituation zu reagieren ist. Vielmehr werden zumindest zwei Fahrzeugkomponenten bereitgestellt, die unabhängig voneinander jede für sich ein Reaktionssignal als Reaktion auf die aktuelle Fahrsituation erzeugt. Die Reaktionssignale beschreiben dabei jeweils dieselbe Steuergröße, beispielsweise einen Lenkwinkel oder eine Fahrtrajektorie. Daher lassen sich die Reaktionssignale vergleichen und es kann das Ausgangssignal am ersten Signalausgang bereitgestellt werden. Die besagte Berechnungsfunktion kann z.B. vorsehen, dass der Unterschied als eine Differenz berechnet wird. Falls das jeweilige Reaktionssignal zumindest ein Objekt beschreibt, so kann dies z.B. in Form einer Positionsangabe und/oder mittels z.B. Linien und/oder Polygonen und/oder Objektgeometrien erfolgen. Eine Ausführungsform sieht hier vor, dass durch die Berechnungsfunktion der Unterschied oder die Abweichungen zwischen vollständigen Geometrien (z.B. eines Objekt) und/oder Teilen von Geometrien (z.B. eines Objekts) und/oder zwischen aus Geometrien berechneten Merkmalen bestimmt und ausgegeben werden. Ein Beispiel zum Berechnen von solchen Merkmalen ist eine Kantendetektion und/oder Eckendetektion.
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Die Erfindung sieht vor, dass die Reaktionssignale zu einem Gesamtreaktionssignal kombiniert werden und an einem zweiten Signalausgang das Gesamtreaktionssignal ausgegeben wird. Es findet also nicht eine Überprüfung im Sinne der Ermittlung eines Unterschieds statt, sondern zusätzlich wird auch der Einfluss des zu überprüfenden Reaktionssignals relativiert, indem durch Kombinieren der Reaktionssignale ein Gesamtreaktionssignal erzeugt wird. Hierdurch lassen sich in vorteilhafter Weise die Stärken unterschiedlicher Fahrzeugkomponenten kombinieren.
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Um hierbei zu erkennen, welche Fahrzeugkomponente für die aktuelle Fahrsituation das Reaktionssignal mit der größten Eignung aufweist, sieht die Erfindung vor, dass die Reaktionssignale mittels einer gewichteten Überlagerung kombiniert werden. Beispielsweise kann jedes Reaktionssignal mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert werden und dann die gewichteten Reaktionssignale aufsummiert werden. Für das jeweilige Reaktionssignal wird als Gewichtungsfaktor ein Zuverlässigkeitswert der jeweiligen Fahrzeugkomponente verwendet. Der Zuverlässigkeitswert kann in Abhängigkeit von der aktuell erkannten Fahrsituation gewählt oder eingestellt werden.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Gemäß einer Ausführungsform signalisiert das Ausgangssignal kontinuierlich den aktuellen Wert des Unterschieds. Hierdurch kann eine graduelle Veränderung einer Abweichung des zu überprüfenden Reaktionssignals von dem zumindest einen weiteren Reaktionssignal erkannt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass durch die Überprüfungseinrichtung überprüft wird, ob der Unterschied größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Das Ausgangssignal kann in diesem Fall signalisieren, ob der Unterschied größer als der Schwellenwert ist. Mittels des Ausgangssignals wird hierbei bei einem signalisierten Unterschied größer als der Schwellenwert eine vorbestimmte Notreaktion in dem Kraftfahrzeug ausgelöst. Beispielsweise kann die Fahrzeugkomponente, deren Reaktionssignal überprüft wird, deaktiviert werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mittels der Überprüfungseinrichtung auch ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs abgesichert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der jeweilige Zuverlässigkeitswert zumindest eines der Fahrzeugkomponenten aus der Fahrzeugkomponente selbst empfangen. Hierbei wird als Zuverlässigkeitswert ein Konfidenzwert empfangen, der aus der jeweiligen Fahrzeugkomponente stammt und durch welchen die Fahrzeugkomponente selbst bewertet, wie zuverlässig ihr Reaktionssignal ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Selbsteinschätzung der Fahrzeugkomponente genutzt werden, wie sie beispielsweise bei statistischen Schätzverfahren und/oder bei einer Kl-Methode verfügbar ist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass eines der Reaktionssignale als ein Ground-Truth-Signal verwendet wird. Eines der Reaktionssignale ist also ein Referenzsignal, anhand welchem eine fehlerhafte Funktionsweise einer anderen Funktionskomponente erkannt werden kann. Natürlich ist insbesondere vorgesehen, dass eines der weiteren Reaktionssignale ein Ground-Truth-Signal ist. Ein solches Signal kann mittels einer Fahrzeugkomponente bereitgestellt werden, die für eine Testfahrt in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Es kann sich also um eine Fahrzeugkomponente handeln, die in einem Serienfahrzeug dann nicht bereitgestellt ist, sondern nur in dem Testfahrzeug. Hierdurch kann der Fahrzeugtyp auf korrekte Funktionsweise überprüft werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das jeweilige Reaktionssignal eine von der jeweiligen Fahrzeugkomponente vorgegebene, von dem Kraftfahrzeug zu fahrende Fahrtrajektorie vorgibt. Mit anderen Worten wird also als Fahrzeugkomponente ein Autopilot oder ein Fahrerassistenzsystem für ein automatisiertes Fahren geprüft. Somit kann die beschriebene Überwachungsvorrichtung zum Überwachen eines Autopiloten verwendet werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass aus einer der Fahrzeugkomponenten das Reaktionssignal einer künstlichen-Intelligenz-Methode (K)-Methode) empfangen wird. Insbesondere handelt es sich dabei um das zu überprüfende Reaktionssignale. Hierdurch kann also überwacht werden, ob ein Reaktionssignal der Kl-methode für eine unbekannte Fahrsituation, die nicht Bestandteil der Trainingsdaten war, korrekt ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann aus einer der Fahrzeugkomponenten das Reaktionssignal eines Fahrers empfangen werden. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine der weiteren Fahrzeugkomponenten, die also nicht überprüft werden. Somit kann ein Fahrer als Reaktionssignal ein Korrektursignal vorgeben, welches signalisiert, wie der Fahrer in der aktuellen Fahrsituation das Fahrzeug bevorzugt führen würde. Durch das Ausgangssignal am ersten Signalausgang wird somit der Unterschied zwischen dem Fahrerverhalten und dem Verhalten der zu überprüfenden Fahrzeugkomponente signalisiert.
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Bei einer Kl-Methode kann es sich beispielsweise um eine Methode des Tiefenlernens (Deep-Learning) und/oder um ein künstliches neuronales Netzwerk handeln. Das Training einer solchen Kl-Methode wurde eingangs bereits beschrieben.
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Zu der Erfindung gehört auch eine Überprüfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Überprüfungsvorrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Überprüfungsvorrichtung kann als ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug oder als ein Testgerät für ein Kraftfahrzeug (für das zeitbegrenzte oder temporäre Überprüfen einer Fahrzeugkomponente) ausgestaltet sein (für eine dauerhafte Installation in einem Kraftfahrzeug).
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Die Prozessoreinrichtung kann zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Die Prozessoreinrichtung kann einen Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, bei welchem mehrere Fahrzeugkomponenten dazu eingerichtet sind, jeweils ein Reaktionssignal auf eine aktuelle Fahrsituation eines Kraftfahrzeugs zu erzeugen. Die Reaktionssignale sind dahingehend austauschbar, dass sie dazu eingerichtet sind, jeweils die gleiche Steuerfunktion in dem Kraftfahrzeug auszuüben oder vorzunehmen. Im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug sind die Fahrzeugkomponenten mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überprüfungsvorrichtung gekoppelt und dazu eingerichtet, ihr jeweiliges Reaktionssignal an die Überprüfungsvorrichtung auszusenden. Die Kopplung kann beispielsweise auf der Grundlage eines Kommunikationsbusses. Wie beispielsweise eines CAN-Bus (CAN - Controller Area Network) erfolgen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer Überprüfungsvorrichtung;
- 2 ein Diagramm mit mehreren Referenzsignalen, die von der Überprüfungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs von 1 empfangen werden können;
- 3 ein Diagramm mit einem Ausgangssignal der Überwachungsvorrichtung.
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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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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich um einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen handeln kann. In dem Kraftfahrzeug 10 kann vorgesehen sein, dass mittels einer Erfassungseinrichtung 11 eine aktuelle Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 10 erkannt wird, die Erfassungseinrichtung 11 kann beispielsweise zumindest einen Sensor des Kraftfahrzeugs 10 umfassen. Die Erfassungseinrichtung 11 kann Beobachtungsdaten 12 erzeugen, die die aktuelle Fahrsituation beschreiben. In dem Kraftfahrzeug 10 kann vorgesehen sein, dass eine Fahrzeugkomponente 13 als Reaktion auf die aktuelle Fahrsituation, wie sie durch die Beobachtungsdaten 12 beschrieben ist, ein Reaktionssignal 14 erzeugt, um beispielsweise eine Steuerkomponente 15 zu steuern. Als Beispiel kann angenommen werden, dass die Fahrzeugkomponente 13 ein Fahrerassistenzsystem für eine automatisierte oder zumindest teilautomatisierte Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 ist. Die Fahrzeugkomponente 13 kann zum Erzeugen des Reaktionssignals 14 in Abhängigkeit von den Beobachtungsdaten 12 eine Kl-Methode 16 anwenden.
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Denn eine der Schlüsseltechnologien zukünftiger Fahrerassistenzsysteme und für das autonome Fahren ist nach aktuellem Stand der Technik die künstliche Intelligenz (KI) in Form von Machine-Learning oder künstlichen Neuronalen Netzen (KNN) als möglichen Kl-Methoden. Diese Methoden werden durch den Einsatz einer Datenbasis (Trainingsdaten) bestehend aus Eingangsdaten und gewünschter Reaktion bestmöglich trainiert. Während des Trainings erkennen die Methoden selbstständig Muster in den Trainingsdaten und assoziieren diese mit der vorgegebenen oder gewünschten Reaktion. Im praktischen Einsatz werden diese Muster dann in den Eingangsdaten wieder erkannt und die trainierte Reaktion oder eine Kombination aus trainierten Reaktionen als Reaktionssignal ausgegeben. Jedoch ist für ein Training mit ausreichend hoher Güte einerseits eine sehr große Datenbasis notwendig, anderseits muss die Datenbasis heterogen sein, d.h. eine Vielzahl unterschiedlicher Szenarien mit möglichst allen relevanten Situationen abbilden. Es ist derzeit jedoch nicht möglich, die Datenbasis hinsichtlich der Heterogenität zu bewerten. Zwar besitzen insbesondere Neuronale Netze eine generalisierende Eigenschaft, d.h. sie können auch für teilweise unbekannte Situationen eine plausible Reaktion ausgeben, jedoch gibt es keine Möglichkeit der Bewertung für Reaktionen bei (teilweise) unbekannten Situationen.
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Bei dem Kraftfahrzeug 10 kann deshalb vorgesehen sein, dass man sich nicht allein auf die Fahrzeugkomponente 13 und deren Reaktionssignal 14 verlässt. Es kann zumindest eine weitere Fahrzeugkomponente 17 vorgesehen sein, die ebenfalls dazu eingerichtet ist, auf die Beobachtungsdaten 12 hin mit einem Reaktionssignal 18 zu reagieren, um ebenfalls die Steuerkomponente 15 mit dem Reaktionssignal 17 zu steuern. Die Fahrzeugkomponente 17 kann im Unterschied zur Kl-Methode 16 der Fahrzeugkomponente 13 ihr Reaktionssignal 18 beispielsweise auf der Grundlage eines deterministischen Modells für das automatisierte Fahren erzeugen. Eine Fahrzeugkomponente 17 kann auch ein Referenzgerät oder eine Referenzkomponente sein, die in dem Kraftfahrzeug 10 zur Überprüfung der Fahrzeugkomponente 13 installiert sein kann. Das Reaktionssignal 18 der Referenzkomponente stellt dann ein Ground-Truth-Signal dar. In 1 sind beispielhaft nun zwei Fahrzeugkomponenten 13, 17 gezeigt. Es können aber auch mehr als zwei Fahrzeugkomponenten vorgesehen sein, die jeweils ein eigenes Reaktionssignal 18 erzeugen können. Jede Fahrzeugkomponente 13, 17 kann beispielsweise jeweils durch ein Steuergerät oder eine elektronische Schaltung oder ein Programmmodul realisiert oder bereitgestellt sein.
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In dem Kraftfahrzeug 10 ist eine Überwachungsvorrichtung 19 bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, die Reaktionssignale 14, 18 zu empfangen und zu vergleichen. Hierzu kann ein Vergleichsmodul 20 bereitgestellt sein, das beispielsweise als ein Programmcode einer Prozessoreinrichtung der Überwachungsvorrichtung 19 ausgestaltet sein kann. Das Vergleichsmodul 20 stellt eine Berechnungsfunktion im Sinne der Erfindung dar. Die Berechnungsfunktion kann beispielsweise das Bilden einer Differenz vorsehen. An einem ersten Ausgangssignal 21 kann ein Ausgangssignal 22 durch die Überwachungsvorrichtung 19 erzeugt werden, welches den ermittelten Unterschied signalisieren kann. Das Ausgangssignal 22 kann beispielsweise an eine Ausgabeeinrichtung 23 ausgegeben werden, welche den signalisierten Unterschied beispielsweise einem Insassen des Kraftfahrzeugs 10 ausgeben kann. Das Reaktionssignal 14 kann also auf Grundlage des zumindest einen weiteren Reaktionssignals 18 bereits während der Fahrsituation überprüft werden. Die Ausgabeeinrichtung 23 kann auch vorsehen, das Ausgabesignal 22 abzuspeichern, um es für eine spätere Überprüfung des Reaktionssignals 14 im Vergleich zum Reaktionssignal 18 protokolliert zu haben.
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An einem zweiten Signalausgang 24 kann vorgesehen sein, entweder eines der Reaktionssignale 14, 18 einzeln an die Steuerkomponente 15 auszugeben oder durch Kombinieren der Reaktionssignale 14, 18 ein Gesamtreaktionssignal 25 bereitzustellen und auszusenden, welches anteilig jedes oder einige der Reaktionssignale 14, 18 beinhaltet oder von diesem abhängt. Beispielsweise können die Reaktionssignale 14, 18 mittels einer gewichteten Überlagerung kombiniert werden. Für das Kombinieren der Reaktionssignale 14, 18 kann eine gewichtete Überlagerung 27 zu Grunde gelegt werden, die beispielsweise als ein Programmmodul ausgestaltet sein kann. Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Fahrzeugkomponenten 13, 17 zusammen mit ihrem Reaktionssignal 14, 18 auch einen Konfidenzwert 26 bereitstellt, mittels welchem die jeweilige Fahrzeugkomponente 13, 17 signalisiert, mit welcher Wahrscheinlichkeit ihr Reaktionssignal 14, 18 eine korrekte Reaktion auf die aktuelle Fahrsituation darstellt. Durch die Gewichtung mittels der Konfidenzwerte 26 kann dynamisch ein Gesamtreaktionssignal 25 bei welchem die Anteile der Reaktionssignale 14, 18 mit der Zeit variiert werden.
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2 veranschaulicht einen beispielhaften Verlauf der Reaktionssignale 14, 18 über der Zeit t. Dargestellt ist symbolisch eine Amplitude A des jeweiligen Reaktionssignals 14, 18.
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3 veranschaulicht beispielhaft einen Verlauf über der Zeit t des Ausgangssignals 22, welches einen Unterschied D der Reaktionssignale 14, 18 von 2 darstellt. Der Unterschied D kann z.B. als eine Differenz berechnet sein.
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Es kann auch ein Vergleich des Unterschieds D zu einem Schwellenwert T vorgesehen sein, wobei dann das Ausgangssignal 22 zusätzlich oder alternativ signalisieren kann, dass der Schwellenwert T vom Unterschied D überschritten ist.
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Die Überprüfungsvorrichtung sieht also vor, eine entsprechende Bewertungsmöglichkeit durch den Einsatz eines Vergleichsmoduls 20 bereitzustellen. Dieses Vergleichsmodul 20 kann entweder als Softwaremodul oder als Bauteil umgesetzt werden und detektiert z.B. Abweichungen D zwischen der berechneten Reaktion 14 auf eine Situation und einer realen oder Ground-Truth-Reaktion 18.
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Die Ground-Truth-Reaktion 18 kann dafür entweder aus Fahrkampagne gewonnen werden oder aus einer anderen Fahrzeugkomponente 17, von der bekannt ist, dass es für die konkreten Situationen eine gültige Reaktion erzeugt.
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Ein Beispiel für die Bewertung von Reaktionen zwischen KI 16 und einer Ground-Truth 18 ist eine Trajektorie als Reaktion auf Situationen im Straßenverkehr. Die von einer KI 16 erzeugten Trajektorien und die Trajektorien eines realen Fahrers oder die von einer KI 16 erzeugten Trajektorien und die von einer anderen Fahrzeugkomponente erzeugten Trajektorien werden in diesem Fall von dem vorgeschlagenen Vergleichsmodul 20 miteinander in Relation gesetzt, verglichen, die Abweichungen D zwischen diesen detektiert und ausgegeben. Eine Trajektorie umfasst dabei unter andrem Informationen über die Position entsprechend der drei Raumachsen, die Verdrehung gegenüber den drei Raumachsen und/oder die Ableitungen dieser (Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Drehraten, Ruck)
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Falls zwischen den Trajektorien ein ausreichend großer Unterschied D erkannt wird, können weitere Maßnahmen eingeleitet werden, wie zum Beispiel einem Nachtrainieren eines neuronalen Netzes der KI 16 zur Unterstützung der Entwicklung eines robusten Netzes oder, falls das Netz bereits im Serieneinsatz ist, eine entsprechende Notreaktion 28 eingeleitet werden (z.B. Notbremsung, Aufforderung der Übernahme durch den Fahrer).
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Das Vergleichsmodul 20 ist dabei nicht auf den Vergleich zweier Eingänge beschränkt. So ist es auch denkbar, die Reaktionen einer Kl, die Reaktion einer Fahrzeugkomponente mit bekannter korrekter Funktionalität und die Reaktion eines Fahrers miteinander in Relation zu setzen und die Abweichungen zu detektieren und auszugeben. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Vergleichsmodul 20 sowohl in realen Fahrzeugen, als auch im Rahmen einer Simulation einzusetzen sowie das Vergleichsmodul 20 für das Erkennen von Abweichungen von beliebiger Zwischenreaktionen zu verwenden (z.B. als Teil der Wahrnehmung).
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Als eine weitere Ausgestaltung kann das Vergleichsmodul 20 auch zur Bewertung von Reaktion eingesetzt werden. In diesem Fall würde zum Beispiel eine Schar von Reaktionen 18 durch ein bestimmtes Verfahren und eine Reaktion 14 von einer KI 16 erzeugt werden. Die KI-Reaktion 14 wird mit der Reaktionsschar verglichen und Abweichungen detektiert. Aus diesen Abweichungen werden im Anschluss Wichtungsfaktoren berechnet, die, zusammen mit externen Bedingungen in Form von Wichtungsfaktoren die Wahl einer geeigneten Reaktion aus der Schar von Reaktionen herangezogen werden können.
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1 bis 3 verdeutlichen einige der Sachverhalte in der beschriebenen Weise.
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Eine schematische Darstellung des Vergleichsmoduls 20 als Bestandteil der Überprüfungsvorrichtung 18 ist hierzu in 1 gezeigt. Die Reaktionssignale 14, 18 stellen die Reaktionen auf Situationen aus unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten dargestellt, wobei am Eingang mindestens zwei, prinzipiell aber beliebig viele Reaktionen anliegen. Die Reaktionssignale 14, 18 stehen im Folgenden synonym für die Reaktionen 14, 18, weshalb hier dasselbe Bezugszeichen vergeben wird. Am Signalausgang 24 wird eine ausgewählte oder ein bezüglich eines vorbestimmten Kriteriums beste Reaktion ausgegeben, wobei der Signalausgang 24 jedoch optional ist. Das Ergebnis des Vergleiches wird am Signalausgang 21 bereitgestellt, d.h. die Abweichungen D zwischen den Eingangs-Reaktionen 14, 18.
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Ein beispielhaftes Ergebnis des Vergleichsmoduls 20 ist in 2 und 3 dargestellt. Im oberen Diagramm von 2 sind zwei Reaktion 14, 18 in einem nicht näher beschriebenen Koordinatensystem zu sehen. Das Diagramm von 3 zeigt die Abweichungen D zwischen den beiden Reaktionen 14, 18 als (in diesem Fall) Differenz der beiden Reaktionen 14, 18. Aus dieser Darstellung kann zum Beispiel durch Anwendung eines einfachen Schwellwertes T oder anderer Verfahren die relevante Abweichung im mittleren / rechten Bereich detektiert werden.
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Vorteile der Verwendung der Überprüfungsvorrichtung 19 sind, dass eine Entwicklungsumgebung mit einem Vergleichsmodul 20 eine Basis für das Training der Kl-Methode 16 gegen die Ground-Truth-Information (Belohnung / Bestrafung). Es kann eine automatisiertes, serverbasiertes Training der Kl 16 erfolgen. Der Entfall der manuellen Beurteilung / Training der Kl spart Aufwand. Eine Validierung der KI-Ergebnisse gegenüber Ground-Truth kann automatisiert durchgeführt werden. Die Reproduktion von Reaktionen der Kl auf nicht spezifizierte Situationen ist möglich. Ein Geo- und zeitsynchrones Mapping der KI-Ergebnisse (Reaktionssignal 14) und der Ground-Truth-Daten (Reaktionssignal 17) auf ein Kartendaten eines Straßennetz ist wegen der gleichzeitigen Erfassung möglich. Mittels der besagten parametrierbaren Gewichtung der KI Ergebnisse auf deterministisch und statisch abgesicherten Code von anderen Fahrzeugkomponenten 17 ist eine Software-Freigabe für sicherheitskritische, auf einer Kl-Methode 16 basierende Systeme vereinfacht. Es ist eine Validierung der Ground-Truth-Güte ermöglicht.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Bewertung einer Kl-gestützten autonomen Fahrfunktion bereitgestellt werden kann.
