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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird.
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Die Entwicklung autonomer Kraftfahrzeuge wird gegenwärtig mit Nachdruck vorangetrieben. Bereits in wenigen Jahren werden erste Kraftfahrzeuge auf dem Markt sein, die zumindest in ausgewählten Verkehrssituationen autonom fahren können. Zusätzlich werden Systeme entwickelt, die einen autonomen Fahrbetrieb unterstützen können.
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Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2014 008 578 A1 ein Verfahren zur Ermittlung von Positionsdaten zur Nutzung beim Betrieb eines Fahrzeugsystems eines Kraftfahrzeugs. Mittels einer extern zu dem Kraftfahrzeug vorgesehenen Überwachungskamera wird eine Umgebung des Kraftfahrzeugs oder das Kraftfahrzeug selbst erfasst. Die von der Überwachungskamera aufgenommenen Bilddaten werden ausgewertet, um Positionsdaten eines erfassten Objekts zu ermitteln. Das erfasste Objekt kann das Kraftfahrzeug oder ein anderer Verkehrsteilnehmer sein. Die Positionsdaten werden wenigstens teilweise dem Fahrzeugsystem zur Verfügung gestellt.
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Die
DE 10 2016 1020 65 A1 beschreibt ein Verfahren zum Unterstützen einer autonomen Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Parkfläche. Es wird eine Infrastrukturkarte bereitgestellt, die die Parkfläche in einem Parkflächen-Bezugssystem beschreibt, wobei eine Bezugsposition auf der Parkfläche als Bezugspunkt für das Parkflächen-Bezugssystem vorgegeben wird. Darüber hinaus wird eine Position eines kraftfahrzeugseitigen Bezugsobjektes relativ zu einem sich an der Bezugsposition befindlichen parkflächenseitigen Bezugsobjekt bestimmt, indem das parkflächenseitige Bezugsobjekt oder das kraftfahrzeugseitige Bezugsobjekt von zumindest einer Erfassungseinrichtung erfasst wird. Die Infrastrukturkarte wird von dem Parkflächen-Bezugssystem in ein Kraftfahrzeug-Bezugssystem durch Festlegen der Position des kraftfahrzeugseitigen Bezugsobjektes als Bezugspunkt für das Kraftfahrzeug-Bezugssystem transformiert.
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Bei der Beschreibung autonomer Kraftfahrzeuge werden sehr unterschiedliche Begriffe verwendet. In Sinne der Erfindung werden die Begriffe autonomes Kraftfahrzeug, automatisches Kraftfahrzeug, automatisiertes Kraftfahrzeug und SDS (SDS: Self Driving System; selbstfahrendes System) synonym verwendet.
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Mit der Entwicklung autonomer Kraftfahrzeuge entstehen zahlreiche neue Geschäftsmodelle. So ist es vorhersehbar, dass mit autonomen Kraftfahrzeugen umfassende Fahrzeugflotten betrieben werden, die insbesondere im urbanen Umfeld den Personennahverkehr ausführen.
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Unabhängig von deren Ausgestaltung spielt die Sicherheit im Fahrbetrieb eine zentrale Rolle.
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Im Zuge der Entwicklung ist es notwendig, alle denkbaren Fahrszenarien zu erkennen und im Vorfeld zu testen. Damit sollen die bisher auch bei der Entwicklung nicht-autonomer Kraftfahrzeuge erzielten Sicherheitsstandards auch für autonome Kraftfahrzeuge erreicht werden.
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Im kommerziellen Betrieb kommen weitere Aspekte zum Tragen. Hier sind Haftungsfragen sowie die Klärung der Schuldfrage im Falle eines Unfalls zu nennen.
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Während einer Testphase, aber auch zu Beginn der ersten kommerziellen Anwendungen, ist es zwingend erforderlich sicherzustellen, dass auch in höchst komplexen Fahrsituationen von dem autonomen Kraftfahrzeug keine Gefahr ausgeht. Dieses gilt sowohl für die Fahrzeuginsassen als auch für die übrigen Verkehrsteilnehmer.
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Um eine solche Gefährdung grundsätzlich und nachhaltig auszuschließen, ist als Übergangslösung der Einsatz eines sogenannten Sicherheitsfahrers vorgesehen. Ein solcher Sicherheitsfahrer soll während des normalen Fahr- bzw. Testbetriebs nicht in das Fahrgeschehen eingreifen. Erst wenn eine Fahrsituation durch das automatische System nicht oder nicht befriedigend bewältigt werden kann, muss der Sicherheitsfahrer eingreifen.
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Um bei einem solchen Eingreifen im Nachhinein die notwendigen Erkenntnisse zur Systemoptimierung ziehen zu können, muss der Systemzustand des autonomen Kraftfahrzeugs reproduzierbar dokumentiert werden. Ebenso ist es notwendig, die aus dem Verkehrsgeschehen bzw. der Fahrzeugumgebung resultierenden Rahmenbedingungen zu erfassen und zu beschreiben. Hierzu sind umfangreiche Datenmengen aus sehr unterschiedlichen Datenquellen zu empfangen und einer Auswertung zuzuführen.
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Eine wichtige technische Einrichtung hierfür stellen sogenannte Datenlogger dar. Mit ihnen können während der Fahrt Betriebsdaten eines Kraftfahrzeugs erhoben werden. Diese Daten werden anschließend ausgewertet, wobei vielfach eine dezentrale Auswertung vorgenommen wird. Hierzu werden die Daten entweder über eine Funkdatenschnittstelle (kabellos/digital/over the air) übertragen oder nach Entnahme des Aufzeichnungsmediums in einer zentralen Auswertestation analysiert.
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In der
EP 3 208 775 werden ein Verfahren und ein System zur Aufzeichnung von Betriebsdaten in einem im Betrieb befindlichen Kraftfahrzeug beschrieben, mit deren Hilfe bezogen auf einen Fixpunkt sowohl die zeitlich vor dem Fixpunkt aufgezeichneten Daten als auch die zeitlich nach dem Fixpunkt aufgezeichneten Daten miteinander gekoppelt werden können. Als Speichertechnik kommt hierbei ein Ringspeicher zum Einsatz.
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In der
EP 3 057 839 wird ein Verfahren zum Entwickeln und Validieren von Fahrzeugsicherheitsfunktionen eines Fahrzeugsicherheitssystems beschrieben, das mindestens eine computerimplementierte Sicherheitsfunktion, eine Fahrzeugsteuereinheit und einen oder mehrere Fahrzeugaktuatoren aufweist. Bei dem Verfahren kommen Datenlogger zum Einsatz, um relevante Fahrzeugdaten zu erfassen und die Sicherheitsfunktion in dem Kraftfahrzeug zu testen.
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In der
DE 10 2015 003 211 wird eine Anordnung zur Diagnose eines Kraftfahrzeugs insbesondere während des Produktionsprozesses beschrieben. Die Anordnung weist mehrere Diagnoseschnittstellen auf, die untereinander kommunizieren.
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In der
DE 10 2013 203 501 wird eine Messwerterfassungseinrichtung zur Aufzeichnung von erfassten Messwerten in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Diese Erfassungseinrichtung weist mehrere Datenlogger auf, die miteinander kommunizieren können.
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Die
DE 10 2010 053 955 beschreibt eine Datenlogger-Vorrichtung, die mit Filtern ausgerüstet ist. Mit Hilfe der Filter können die erfassten Informationen analysiert und verdichtet werden.
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In der
DE 103 60 125 wird ein Verfahren zum Mitprotokollieren von Nachrichten auf einem Datenbus und Zwischenspeichern der versendeten Nachrichten in einem zyklisch überschreibbaren, flüchtigen Speichermittel beschrieben. Dabei wird, ausgelöst durch ein definiertes Triggersignal, der Dateninhalt des flüchtigen Speichermediums in die Speicherzellen des nicht flüchtigen Speichermediums übertragen.
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Es verbleibt die Aufgabe, eine Lösung zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs zu beschreiben, die zuverlässig problematische Situationen bzw. Störfälle, beispielsweise einen Unfall oder einen Beinahe-Unfall, eines autonomen Fahrbetriebs erfassen kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen gemäß Anspruch 8 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs die Schritte:
- - Erfassen von Betriebsparametern eines Steuerungssystems für einen autonomen Fahrbetrieb;
- - Vergleichen der Betriebsparameter mit Sollwerten; und
- - Speichern von zumindest einem Teil der Betriebsparameter in einem Speicher, falls die Betriebsparameter von den Sollwerten abweichen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein computerlesbares Speichermedium Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgende Schritte zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs veranlassen:
- - Erfassen von Betriebsparametern eines Steuerungssystems für einen autonomen Fahrbetrieb;
- - Vergleichen der Betriebsparameter mit Sollwerten; und
- - Speichern von zumindest einem Teil der Betriebsparameter in einem Speicher, falls die Betriebsparameter von den Sollwerten abweichen.
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Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs auf:
- - eine Datenverarbeitungseinheit zum Erfassen von Betriebsparametern eines Steuerungssystems für einen autonomen Fahrbetrieb und zum Vergleichen der Betriebsparameter mit Sollwerten; und
- - einen Speicher zum Speichern von zumindest einem Teil der Betriebsparameter in einem Speicher, falls die Betriebsparameter von den Sollwerten abweichen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Betriebsparameter des Steuerungssystems für den autonomen Fahrbetrieb kontinuierlich mit Sollwerten zu vergleichen, um so potentiell gefährliche Situationen zu erkennen und geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Hierzu wird auf mindestens einen Algorithmus zur Datenerhebung zurückgegriffen, der insbesondere dazu eingerichtet ist, Art und Umfang der autonom ausgeführten Fahrfunktionen zu dokumentieren. Durch eine Speicherung zumindest der abweichenden Betriebsparameter, vorzugsweise aber aller Betriebsparameter und bei Bedarf zusätzlicher Daten, wird eine spätere Auswertung ermöglicht, auf Basis derer beispielsweise eine Anpassung des Steuerungssystems oder auch der Straßeninfrastruktur vorgenommen werden kann. Durch diese Anpassung können vergleichbare potentiell gefährliche Situationen in der Zukunft vermieden werden. Vorzugsweise erfolgt die Speicherung in einem Ringspeicher. Dabei kann für die Speicherung der Daten ein Datenspeicher zum Einsatz kommen, der mechanisch aus dem Kraftfahrzeug entnehmbar ist und mittels einer Auswertevorrichtung außerhalb des Kraftahrzeugs ausgewertet werden kann. Dies hat den Vorteil, dass eine zeitunkritische Auswertung der gespeicherten Daten mit hoher Rechnerleistung möglich ist. Alternativ kommt im Kraftfahrzeug eine Steuereinheit zum Einsatz, die eine Funkdatenschnittstelle zur drahtlosen Übertragung der erfassten Betriebsparameter oder weiterer Daten an eine Auswertevorrichtung außerhalb des Kraftahrzeugs aufweist. Dies hat den Vorteil, dass eine zeitnahe Auswertung der Daten mit hoher Rechnerleistung möglich ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die Betriebsparameter Steuerungsdaten für eine Beschleunigung, ein Abbremsen oder einen Lenkvorgang. Die Sollwerte definieren in diesem Fall zulässige Wertebereiche für die Steuerungsdaten. Zur Erfassung der Betriebsparameter kann der für die Validierung programmierte Algorithmus im Datenlogger beispielsweise Lenkkräfte/Lenkmomente/Lenkradien, Bremskräfte/Bremsmomente oder Beschleunigungskräfte/Beschleunigungsmomente dokumentieren. Weiterhin kann er auch direkt die vom Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb generierten Steuerungsbefehle mit den entsprechenden Betriebsparametern für Lenkkräfte/Lenkmomente, Bremskräfte/Bremsmomente oder Beschleunigungskräfte/Beschleunigungsmomente sowie eventuelle Übernahmeaufforderungen an einen Sicherheitsfahrer auswerten. Steuerungssoftware für den autonomen Fahrbetrieb wird regelmäßig nicht durch den Hersteller eines Kraftfahrzeugs entwickelt, sondern die Entwicklung wird beauftragt. Dabei werden üblicherweise Vorgaben gemacht, welche Wertebereiche die Steuerungsdaten einzuhalten haben, um ein angenehmes und sicheres Fahrerlebnis für Fahrzeuginsassen zu gewährleisten. Eine Überschreitung der vorgegebenen Werte führt dabei nicht notwendigerweise zu einer Gefahrensituation, kann aber durch die Fahrzeuginsassen möglicherweise als unangenehm wahrgenommen werden und die Fahrzeugperformance beeinträchtigen. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung kann somit erfasst werden, ob die vorgegebenen Wertebereiche durch die Steuerungssoftware eingehalten werden, oder ob es wiederholt zu Überschreitungen kommt. Bei Bedarf kann dann eine Überarbeitung der Steuerungssoftware veranlasst werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb deaktiviert, falls die Betriebsparameter von den Sollwerten abweichen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass im Falle von potentiell gefährlichen oder für die Fahrzeuginsassen unangenehmen Situationen der Sicherheitsfahrer die Kontrolle über das Kraftfahrzeug übernimmt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die Betriebsparameter Informationen, dass das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb aufgrund äußerer Umstände deaktiviert wird. Sollwert ist in diesem Fall der aktive Zustand des Steuerungssystems. Äußere Umstände, die zu einer Deaktivierung des Steuerungssystems für den autonomen Fahrbetrieb führen können, sind beispielsweise unübersichtliche oder unklare Verkehrssituationen bzw. allgemeinen Verkehrssituationen, mit denen die Steuerungssoftware überfordert ist, beispielsweise aufgrund von Mängeln in der Straßeninfrastruktur. Durch das Deaktivieren des Steuerungssystems für den autonomen Fahrbetrieb wird gewährleistet, dass der Sicherheitsfahrer die Kontrolle übernimmt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden für eine gewisse Zeit vor und nach einer Deaktivierung des Steuerungssystems für den autonomen Fahrbetrieb eine Position des Kraftfahrzeugs oder von einer Sensorik erfasste Umfelddaten gespeichert. Für diesen Zweck ist der mindestens eine Sensor dazu geeignet, Verkehrssituationen oder die vorhandene Straßeninfrastruktur zu dokumentieren. Dies kann insbesondere durch Kameras oder Lidarsensoren geschehen, mit deren Hilfe das Umfeld um das autonome Kraftfahrzeug überwacht wird. Weiterhin kann eine Datenschnittstelle vorhanden sein, die so ausgeführt ist, dass sie Daten und/oder Informationen von externen Datenquellen empfangen kann. Eine solche Datenquelle kann insbesondere eine Datenquelle innerhalb der umgebenden Infrastruktur sein. Beispielsweise können auf diesem Weg Informationen von Ampelanlagen an die Datenverarbeitungseinheit übertragen werden. Anhand der zusätzlichen gespeicherten Daten kann ermittelt werden, wo und warum das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb deaktiviert wurde. Auf diese Weise lassen sich Situationen identifizieren, mit denen die Steuerungssoftware überfordert ist oder die die Steuerungssoftware zumindest nicht zufriedenstellend beherrscht. Die so gewonnenen Daten können dann beispielsweise für eine Überarbeitung der Steuerungssoftware genutzt werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden mittels einer Kumulation der gespeicherten Daten Mängel und deren genaue Position in der Straßeninfrastruktur ermittelt. Sofern das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb aufgrund äußerer Umstände deaktiviert wird, liegt dies oftmals an Mängeln in der Straßeninfrastruktur. Beispiele für solche Mängel sind Schlaglöcher, fehlende Spurmarkierungen oder durch Äste verdeckte oder durch Vandalismus beschädigte Ampeln oder Verkehrszeichen. Durch eine Kumulation der erhobenen Daten können derartige Mängel erkannt und an die zuständigen Stellen übermittelt werden. Die Beseitigung der Mängel erhöht nicht nur die Sicherheit autonom fahrender Kraftfahrzeuge, sondern kommt allen Verkehrsteilnehmern zugute.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden bei einer anstehenden Deaktivierung des Steuerungssystems für den autonomen Fahrbetrieb die folgenden Schritte ausgeführt:
- - Ausgeben einer Aufforderung an einen Sicherheitsfahrer, eine manuelle Steuerung des Kraftfahrzeugs zu übernehmen, bevor eine Deaktivierung des Steuerungssystems für den autonomen Fahrbetrieb erfolgt;
- - Speichern eines Zeitpunktes der Aufforderung;
- - Erfassen von Art oder Zeitpunkt einer Reaktion des Sicherheitsfahrers auf die Aufforderung; und
- - Speichern von Art oder Zeitpunkt der Reaktion des Sicherheitsfahrers.
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Vor dem Deaktivieren des Steuerungssystems für den autonomen Fahrbetrieb sollte der Sicherheitsfahrer aufgefordert werden, die manuelle Steuerung des Kraftfahrzeugs zu übernehmen. Dies ist einerseits erforderlich, um dem Fahrer ausreichend Zeit für die Übernahme zu geben, andererseits betrifft dies aber auch Fragen der Haftung. Mit der Übernahme übernimmt der Sicherheitsfahrer auch die Verantwortung für das Fahren. Erfolgt die Aufforderung gar nicht oder zu spät, so kann der Sicherheitsfahrer dafür nicht die Verantwortung tragen. Aus der Latenzzeit, d.h. der Zeit zwischen der Aufforderung an den Sicherheitsfahrer und der Reaktion des Sicherheitsfahrers, sowie aus der Art der Reaktion des Sicherheitsfahrers, kann die Leistung oder Eignung des Sicherheitsfahrers ermittelt werden. Eine verspätete oder unangemessene Reaktion, beispielsweise ein grundloses Bremsmanöver, ist ein Hinweis darauf, dass der Sicherheitsfahrer geschult werden muss. Die Reaktion des Sicherheitsfahrers kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Lenkvorgang, ein Bremsvorgang oder ein Beschleunigungsvorgang eingeleitet wird oder eine Notfalleinrichtung betätigt wird. Reaktionen des Sicherheitsfahrers können zusätzlich auch durch bildverarbeitende Sensoren erfasst werden. Hierbei kann es sich insbesondere um Kamerasysteme zur Überwachung des Innenraums des Kraftfahrzeugs handeln.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden Eingriffe eines Sicherheitsfahrers in den autonomen Fahrbetrieb erfasst und gespeichert. Für diesen Zweck ist der mindestens eine Sensor dazu eingerichtet, manuelle Tätigkeiten des Sicherheitsfahrers zu dokumentieren. Dabei soll insbesondere Art und Umfang des manuellen Eingriffs dokumentiert werden. Hierzu gehören beispielsweise Eingriffe des Sicherheitsfahrers wie Lenkvorgänge, Brems- oder Beschleunigungsvorgänge, das Betätigungen von Notfalleinrichtungen oder auch das Umschalten in den manuellen Fahrbetrieb. Diese Lösung besitzt den Vorteil, dass auch manuelle Vorgänge des Sicherheitsfahrers, die in Form eines Fahrzeugführereingriffs auftreten können, in auswertbarer Form abgespeichert werden können. Derartige Eingriffe erlauben einerseits Rückschlüsse darauf, dass Unregelmäßigkeiten oder ungewöhnliche Situationen im autonomen Fahrbetrieb aufgetreten sind, die gegebenenfalls einer näheren Analyse bedürfen. Andererseits kann eine Auswertung der gespeicherten Informationen auch zur Bewertung des Sicherheitsfahrers und des autonomen Fahrbetriebs genutzt werden. Ergibt die Analyse beispielsweise, dass der Sicherheitsfahrer wiederholt ohne Notwendigkeit manuell in den autonomen Fahrbetrieb eingreift, kann eine Schulung des Sicherheitsfahrers angeraten sein. Ergibt die Analyse, dass das Steuerungssystem für den autonome Fahrbetrieb den Sicherheitsfahrer nicht rechtzeitig zur Übernahme der Fahrverantwortung auffordert oder wiederholt den Sollwert der Betriebsparameter überschreitet, kann über ein Risikomanagement der Entwickler dieser Funktion verwarnt werden, um eine vereinbarte Leistung zeitig und weiterhin sicher zu erreichen.
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Besonders vorteilhaft wird ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Fahrzeug, insbesondere einem autonomen Kraftfahrzeug, eingesetzt.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
- 1 zeigt schematisch ein Verfahren zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs;
- 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs;
- 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs; und
- 4 stellt schematisch ein Kraftfahrzeug dar, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist.
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Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
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1 zeigt schematisch ein Verfahren zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs. In einem ersten Schritt werden Betriebsparameter eines Steuerungssystems für einen autonomen Fahrbetrieb erfasst 10. Diese werden mit Sollwerten verglichen 11. Die Betriebsparameter umfassen beispielsweise Steuerungsdaten für eine Beschleunigung, ein Abbremsen oder einen Lenkvorgang. Die Sollwerte definieren in diesem Fall zulässige Wertebereiche für die Steuerungsdaten. Ebenso können die Betriebsparameter Informationen umfassen, dass das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb aufgrund äußerer Umstände deaktiviert wird. Sollwert ist in diesem Fall der aktive Zustand des Steuerungssystems. Falls die Betriebsparameter von den Sollwerten abweichen, wird zumindest ein Teil der Betriebsparameter in einem Speicher gespeichert 12. In diesem Fall erfolgt gegebenenfalls eine Aufforderung 13 an einen Sicherheitsfahrer, eine manuelle Steuerung des Kraftfahrzeugs zu übernehmen. Der Zeitpunkt dieser Aufforderung wird gespeichert. Parallel werden Art oder Zeitpunkt einer Reaktion des Sicherheitsfahrers auf die Aufforderung erfasst 14 und gespeichert. Im Anschluss kann das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb deaktiviert werden 15. Dabei werden vorzugsweise eine Position des Kraftfahrzeugs oder von einer Sensorik erfasste Umfelddaten gespeichert 16. Mittels einer Kumulation dieser gespeicherten Daten können später Mängel in der Straßeninfrastruktur und deren genaue Position ermittelt werden. Zusätzlich werden Eingriffe des Sicherheitsfahrers in den autonomen Fahrbetrieb erfasst 17 und gespeichert. Im Falle eines manuellen Eingriffs wird das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb deaktiviert 15. Optional werden wiederum die Position des Kraftfahrzeugs oder von der Sensorik erfasste Umfelddaten gespeichert 16.
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2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 20 zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 20 hat einen Eingang 21, über den Sensordaten und Daten eines Steuerungssystems für einen autonomen Fahrbetrieb empfangen werden können. Die Vorrichtung 20 hat zudem eine Datenverarbeitungseinheit 22 zum Erfassen von Betriebsparametern eines Steuerungssystems für einen autonomen Fahrbetrieb und zum Vergleichen der Betriebsparameter mit Sollwerten. Die Betriebsparameter können beispielsweise Steuerungsdaten für eine Beschleunigung, ein Abbremsen oder einen Lenkvorgang umfassen. Die Sollwerte definieren dabei zulässige Wertebereiche für die Steuerungsdaten. Weiterhin können die Betriebsparameter Informationen umfassen, dass das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb aufgrund äußerer Umstände deaktiviert wird. Sollwert ist in diesem Fall der aktive Zustand des Steuerungssystems. Falls der Vergleich ergibt, dass die Betriebsparameter von den Sollwerten abweichen, wird zumindest ein Teil der Betriebsparameter in einem Speicher 23 der Vorrichtung 20 gespeichert. In diesem Fall kann gegebenenfalls durch ein Ausgabemodul 24 eine Aufforderung an einen Sicherheitsfahrer ausgegeben werden, eine manuelle Steuerung des Kraftfahrzeugs zu übernehmen. Der Zeitpunkt dieser Aufforderung wird in den Speicher 23 geschrieben. Optional werden durch ein Erfassungsmodul 25 Art oder Zeitpunkt einer Reaktion des Sicherheitsfahrers auf die Aufforderung erfasst und im Speicher 23 abgelegt. Im Anschluss kann das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb deaktiviert werden. Dabei werden vorzugsweise eine Position des Kraftfahrzeugs oder von einer Sensorik erfasste Umfelddaten im Speicher 23 abgelegt. Mittels einer Kumulation dieser gespeicherten Daten können später Mängel in der Straßeninfrastruktur ermittelt werden. Zusätzlich werden durch das Erfassungsmodul 25 Eingriffe des Sicherheitsfahrers in den autonomen Fahrbetrieb erfasst und im Speicher 23 vermerkt. Im Falle eines manuellen Eingriffs wird das Steuerungssystem für den autonomen Fahrbetrieb deaktiviert. Optional können wiederum die Position des Kraftfahrzeugs oder von der Sensorik erfasste Umfelddaten gespeichert werden. Über einen Ausgang 27 der Vorrichtung 20 können die von den Komponenten der Vorrichtung 20 generierten Daten für eine weitere Verarbeitung ausgegeben werden. In 2 erfolgt die Speicherung der verschiedenen Daten in einem Speicher 23 der Vorrichtung. Die Daten können aber auch in einem externen Speicher abgelegt werden oder über eine Funkdatenschnittstelle drahtlos an eine Auswertevorrichtung außerhalb des Kraftahrzeugs übertragen werden.
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Die Datenverarbeitungseinheit 22, das Ausgabemodul 24 und das Erfassungsmodul 25 können von einer Kontrolleinheit 26 gesteuert werden. Über eine Benutzerschnittstelle 28 können gegebenenfalls Einstellungen der Datenverarbeitungseinheit 22, des Ausgabemoduls 24, des Erfassungsmoduls 25 oder der Kontrolleinheit 26 geändert werden. Die Datenverarbeitungseinheit 22, das Ausgabemodul 24, das Erfassungsmodul 25 sowie die Kontrolleinheit 26 können als dedizierte Hardware realisiert sein, beispielsweise als integrierte Schaltungen. Natürlich können sie aber auch teilweise oder vollständig kombiniert oder als Software implementiert werden, die auf einem geeigneten Prozessor läuft, beispielsweise auf einer GPU oder einer CPU. Der Eingang 21 und der Ausgang 27 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte bidirektionale Schnittstelle implementiert sein.
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3 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 30 zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik eines autonomen Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 30 weist einen Prozessor 32 und einen Speicher 31 auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 30 um einen Computer oder ein Steuergerät. Im Speicher 31 sind Instruktionen abgelegt, die die Vorrichtung 30 bei Ausführung durch den Prozessor 32 veranlassen, die Schritte gemäß einem der beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 31 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 32 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Die Vorrichtung 30 hat einen Eingang 33 zum Empfangen von Informationen, insbesondere von Sensordaten und Daten eines Steuerungssystems für einen autonomen Fahrbetrieb. Vom Prozessor 32 generierte Daten werden über einen Ausgang 34 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 31 abgelegt werden. Der Eingang 33 und der Ausgang 34 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein.
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Der Prozessor 32 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.
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Die Speicher 23, 31 der beschriebenen Ausführungsformen können sowohl volatile als auch nichtvolatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.
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4 stellt schematisch ein Kraftfahrzeug 40 dar, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Das Kraftfahrzeug 40 weist ein Steuerungssystem 41 für einen autonomen Fahrbetrieb sowie eine Kamera 42, einen Radarsensor 43, einem Lidarsensor 44 und einer Nahfeldsensorik 45 zum Erfassen von Umfelddaten auf. Über ein Informationssystem 46 kann eine Interaktion mit einem Sicherheitsfahrer erfolgen. Beispielsweise kann der Sicherheitsfahrer über das Informationssystem 46 aufgefordert werden, eine manuelle Steuerung zu übernehmen. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 40 eine Vorrichtung 20 zum Überwachen und Validieren von Betriebsdaten in der Aktuatorik des Kraftfahrzeugs 40 auf. Weitere Komponenten sind eine Datenübertragungseinheit 47 sowie ein Speicher 48 zur Speicherung von Daten. Mittels der Datenübertragungseinheit 47 kann eine Verbindung zu einem Dienstanbieter aufgebaut werden, beispielsweise zum Übertragen der erfassten Betriebsparameter oder von Umfelddaten. Der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Kraftfahrzeugs 40 erfolgt über ein Netzwerk 49.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Erfassen von Betriebsparametern eines Steuerungssystems
- 11
- Vergleichen der Betriebsparameter mit Sollwerten
- 12
- Speichern von zumindest einem Teil der Betriebsparameter
- 13
- Aufforderung zur Übernahme der manuellen Steuerung
- 14
- Erfassen einer Reaktion
- 15
- Deaktivieren des Steuerungssystems
- 16
- Speichern von Position oder Umfelddaten
- 17
- Erfassen von Eingriffen in den autonomen Fahrbetrieb
- 20
- Vorrichtung
- 21
- Eingang
- 22
- Datenverarbeitungseinheit
- 23
- Speicher
- 24
- Ausgabemodul
- 25
- Erfassungsmodul
- 26
- Kontrolleinheit
- 27
- Ausgang
- 28
- Benutzerschnittstelle
- 30
- Vorrichtung
- 31
- Speicher
- 32
- Prozessor
- 33
- Eingang
- 34
- Ausgang
- 40
- Kraftfahrzeug
- 41
- Steuerungssystem für einen autonomen Fahrbetrieb
- 42
- Kamera
- 43
- Radarsensor
- 44
- Lidarsensor
- 45
- Nahfeldsensorik
- 46
- Informationssystem
- 47
- Datenübertragungseinheit
- 48
- Speicher
- 49
- Netzwerk
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014008578 A1 [0003]
- DE 102016102065 A1 [0004]
- EP 3208775 [0014]
- EP 3057839 [0015]
- DE 102015003211 [0016]
- DE 102013203501 [0017]
- DE 102010053955 [0018]
- DE 10360125 [0019]
