DE102018217300A1 - Procedure for adapting a control system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen eines Steuerungssystems für eine autonome Steuerung, mit den Schritten eines elektronischen Erfassens (S101) von Bediendaten über eine menschliche Bedienung, während einem Betrieb der zu steuernden Einrichtung; und Anpassen (S102) von Konfigurationsparametern des Steuerungssystems auf Basis der gewonnenen Bediendaten.The present invention relates to a method for adapting a control system for an autonomous control, comprising the steps of electronically recording (S101) operating data via a human operator during operation of the device to be controlled; and adapting (S102) configuration parameters of the control system on the basis of the operating data obtained.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen eines Steuerungssystems für eine autonome Steuerung, ein Steuerungssystem, Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium.The present invention relates to a method for adapting a control system for an autonomous control, a control system, computer program and a computer-readable storage medium.
Stand der TechnikState of the art
Die händische Anpassung der Einstellparameter eines Steuerungssystems für eine autonome Steuerung, wie beispielsweise eines Fahrassistenzsystems für eine autonome Steuerung eines Kraftfahrzeugs, ist für den Menschen mühselig und zeitintensiv. Zudem kann die manuelle Einstellung zu gefährlichen Situationen im Straßenverkehr führen, wenn diese während des Betriebs vorgenommen wird. Oftmals ist ein abstrakter Zahlenwert nur schlecht geeignet, um ein als angenehm empfundenes Verhalten des Fahrassistenzsystems einzustellen. Beispielsweise hat jeder Autofahrer ein eigenes Gefühl für einen angenehmen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und kann den Abstand aber nicht ohne weiteres in Metern oder in Relation zur Geschwindigkeit angeben.The manual adjustment of the setting parameters of a control system for an autonomous control, such as a driver assistance system for an autonomous control of a motor vehicle, is tedious and time-consuming for humans. In addition, manual adjustment can lead to dangerous situations in traffic if this is carried out during operation. An abstract numerical value is often poorly suited for setting the behavior of the driver assistance system that is perceived as pleasant. For example, every motorist has his own feeling for a comfortable distance from the vehicle in front, but cannot easily specify the distance in meters or in relation to the speed.
Um dieser Beobachtung Rechnung zu tragen, verfügen Steuerungseinheiten oftmals über Einstellparameter, die vom Menschen händisch, d.h. über ein Display und Tastatur oder manuelle Regler verändert werden können, um eine Anpassung an ein spezifisches Umfeld, eine spezifische Aufgabe und Vorlieben des Benutzers vorzunehmen. Beispiel für einen solchen Einstellparameter ist der Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen bei einem Abstandsregeltempomat (Adaptive Cruise Control - ACC).In order to take this observation into account, control units often have setting parameters that are set manually by humans, i.e. can be changed via a display and keyboard or manual controls in order to adapt to a specific environment, a specific task and preferences of the user. An example of such a setting parameter is the distance to vehicles in front with adaptive cruise control (ACC).
Die Druckschrift
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Das Patent
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren zum Anpassen eines Steuerungssystems für eine autonome Steuerung, mit den Schritten eines elektronischen Erfassens von Bediendaten über eine menschliche Bedienung, während einem Betrieb der zu steuernden Einrichtung; und Anpassen von Konfigurationsparametern des Steuerungssystems auf Basis der gewonnenen Bediendaten. Unter Bediendaten sind alle Daten über eine menschliche Bedienung während einem menschlichen Betrieb zu verstehen. Unter Konfigurationsparametern sind alle Parameter zu verstehen, die zur Konfiguration des Steuerungssystems dienen, damit dieses autonom das Verhalten des bedienenden Menschen nachahmen kann. Durch das Verfahren wird der technische Vorteil erreicht, dass sich das Steuerungssystem auf einfache Weise automatisch an das Verhalten eines Benutzers anpassen lässt.A first aspect relates to a method for adapting a control system for an autonomous control, comprising the steps of electronically recording operating data via a human operator during operation of the device to be controlled; and adapting configuration parameters of the control system on the basis of the operating data obtained. Operating data are to be understood as all data relating to human operation during human operation. Configuration parameters are understood to mean all parameters that serve to configure the control system so that it can autonomously mimic the behavior of the operator. The method achieves the technical advantage that the control system is simple Way automatically adapted to the behavior of a user.
In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die erfassten Bediendaten unter Verwendung eines Berechnungsmodells in Konfigurationsparameter umgerechnet, bei dem die zu bestimmenden Konfigurationsparameter linear in die Modellgleichungen eingehen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Berechnung vereinfacht und auf schnelle Weise durchgeführt werden kann.In a technically advantageous embodiment of the method, the recorded operating data are converted into configuration parameters using a calculation model in which the configuration parameters to be determined are incorporated linearly into the model equations. This achieves the technical advantage, for example, that the calculation can be simplified and carried out quickly.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Berechnungsmodell ein Gradientenverfahren oder eine rekursive Methode der kleinsten Quadrate. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Konfigurationsdaten mit einem geringen Berechnungsaufwand ermitteln lassen.In a further technically advantageous embodiment of the method, the calculation model comprises a gradient method or a recursive least squares method. This achieves the technical advantage, for example, that the configuration data can be determined with little computation effort.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist das Steuerungssystem ein Fahrassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich das Fahrassistenzsystem auf schnelle Weise benutzerspezifisch anpassen lässt.In a further technically advantageous embodiment of the method, the control system is a driver assistance system in a motor vehicle. This achieves the technical advantage, for example, that the driver assistance system can be quickly adapted to specific users.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird erfasst, welcher durchschnittliche Abstand bei einer bedienergesteuerten Fahrt zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug eingehalten wird und eine automatische Abstandsregelung des Fahrassistenz-systems auf Basis des durchschnittlichen Abstands konfiguriert wird. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass auf manuelle Regler zum Einstellen des gewünschten Abstands verzichtet werden kann.In a further technically advantageous embodiment of the method, the average distance is observed during an operator-controlled journey to a motor vehicle in front and an automatic distance control of the driver assistance system is configured on the basis of the average distance. This has the technical advantage, for example, that manual controls for setting the desired distance can be dispensed with.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden Lenkradbewegungen beim Spurhalten oder einem Spurwechsel erfasst und eine automatische Spurhaltefunktion oder Spurwechselfunktion des Fahrassistenzsystems auf Basis der durchschnittlichen Lenkradbewegung konfiguriert.In a further technically advantageous embodiment of the method, steering wheel movements during lane keeping or a lane change are recorded and an automatic lane keeping function or lane changing function of the driver assistance system is configured on the basis of the average steering wheel movement.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden Bediendaten darüber erfasst, auf welche Art und Weise und zu welchen Zeitpunkten das Lenkrad bewegt wird.In a further technically advantageous embodiment of the method, operating data are recorded as to how and at what times the steering wheel is moved.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden Bediendaten darüber erfasst, auf welche Art und Weise und zu welchen Zeitpunkten das Lenkrad bewegt wird und/oder Gaspedal und eine Bremse des Kraftfahrzeugs betätigt werden.In a further technically advantageous embodiment of the method, operating data are recorded as to how and at what times the steering wheel is moved and / or the accelerator pedal and a brake of the motor vehicle are actuated.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden Bediendaten erfasst, auf welche Art und Weise und zu welchen Zeitpunkten, ein Gaspedal und eine Bremse des Kraftfahrzeugs betätigt werden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich das Fahrverhalten eines Benutzers auf einfache Weise nachahmen lässt.In a further technically advantageous embodiment of the method, operating data are recorded, in what manner and at what times, an accelerator pedal and a brake of the motor vehicle are actuated. This has the technical advantage, for example, that the driving behavior of a user can be imitated in a simple manner.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird ein Konfigurationsparameter für einen Schaltzeitpunkt für einen Gangwechsel auf Basis der gewonnen Bediendaten berechnet wird. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass sich das Fahrverhalten eines Benutzers auf einfache Weise nachahmen lässt.In a further technically advantageous embodiment of the method, a configuration parameter for a shift point in time for a gear change is calculated on the basis of the operating data obtained. This also achieves the technical advantage, for example, that the driving behavior of a user can be imitated in a simple manner.
Ein zweiter Aspekt betrifft ein Steuerungssystem, das eingerichtet ist, das Verfahren nach dem ersten Aspekt auszuführen. Durch das Steuerungssystem werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Verfahren zum Anpassen des Steuerungssystems nach dem ersten Aspekt erreicht.A second aspect relates to a control system which is set up to carry out the method according to the first aspect. The same technical advantages are achieved by the control system as by the method for adapting the control system according to the first aspect.
Ein dritter Aspekt betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach dem ersten Aspekt auszuführen. Durch das Computerprogramm werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Verfahren zum Anpassen des Steuerungssystems nach dem ersten Aspekt erreicht.A third aspect relates to a computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to the first aspect. The same technical advantages are achieved by the computer program as by the method for adapting the control system according to the first aspect.
Ein vierter Aspekt betrifft ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach dem ersten Aspekt auszuführen. Durch das Speichermedium werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Verfahren zum Anpassen des Steuerungssystems nach dem ersten Aspekt erreicht.A fourth aspect relates to a computer-readable storage medium, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to the first aspect. The same technical advantages are achieved by the storage medium as by the method for adapting the control system according to the first aspect.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
-
1 ein Konzept im Blockschaltbild; -
2 eine schematische Ansicht einer Ausführung einer Steuerungseinheit; -
3 eine Übersicht und ein Blockschaltbild der Modellgleichung am Beispiel eines Abstandstem pomats; -
4 einen PI-Regelalgorithmus; und -
5 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Anpassen eines Fahrassistenzsystems.
-
1 a concept in the block diagram; -
2nd a schematic view of an embodiment of a control unit; -
3rd an overview and a block diagram of the model equation using the example of a distance tomat; -
4th a PI control algorithm; and -
5 a block diagram of a method for adapting a driver assistance system.
Bei einer Fahrzeugbedienung ist es beispielsweise naheliegend, dass Menschen
Daher wird innerhalb des Fahrassistenzsystems ein Verhalten des Menschen
Die Fahrzeugführung bzw. eine Teilaufgabe davon kann entweder vom Mensch
Um die Parameter der Steuerungseinrichtung
Die Anpassungseinheit
Die Parameter des mathematischen Modells werden bestimmt, während der Mensch
Das mathematische Modell ist zum einen gestaltet, um das menschliche Verhalten als Regler des vorliegenden technischen Systems bestmöglich abzubilden, oder entspricht zum anderen dem in der elektronischen Steuerungseinheit umgesetzten Regelalgorithmus. Im ersten Fall wird eine Umrechnung der Modellparameter durchgeführt, um die elektronische Steuerungseinheit
Eine technisch vorteilhafte Struktur des mathematischen Modells liegt dann vor, wenn die zu bestimmenden Parameter a0,a1,...,b0, b1,... linear in die Modellgleichungen eingehen, beispielsweise bei einem Modell mit dem Eingang e und dem Ausgang u:
In diesem Fall können zur Bestimmung der Parameter, die die Differenz zwischen dem Modell- und dem menschlichem Verhalten minimieren, bekannte Schätzverfahren eingesetzt werden, wie beispielsweise ein Gradientenverfahren oder eine rekursive Methode der kleinsten Quadrate (Least Squares-Verfahren).In this case, known estimation methods, such as a gradient method or a recursive least squares method (least squares method) can be used to determine the parameters that minimize the difference between the model and human behavior.
Das technische System
Die Anpassungseinheit
Die Anpassungseinheit
Als mathematisches Berechnungsmodell kann ein PI-Regelalgorithmus der elektronischen Steuerungseinheit
Über diese Schätzgleichung wird automatisch der für den Menschen angenehme Abstand zum Vordermann
Die automatisch bestimmten Konfigurationsparameter sind vor dem Betrieb der elektronischen Steuerungseinrichtung
Die entsprechend begrenzten und geprüften Konfigurationsparameter können dann als Einstellparameter in die elektronische Steuerungseinrichtung
Im Schritt
Dadurch lässt sich das Fahrassistenzsystem auf einfache Weise an die Vorlieben eines Fahrers einstellen. Mit dem Verfahren ist eine präzisere Anpassung des Fahrassistenzsystems an den Menschen möglich, als dies mit wenigen Einstellparametern manuell möglich wäre.This makes it easy to adjust the driver assistance system to a driver's preferences. The method enables the driver assistance system to be more precisely adapted to people than would be possible manually with just a few setting parameters.
Die Konfigurationsparameter der elektronischen Steuerungseinheit
Das Verfahren wird verwendet, wenn bei Steuerungssystemen
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.The scope of the present invention is given by the claims and is not limited by the features explained in the description or shown in the figures.
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.All of the features explained and shown in connection with individual embodiments of the invention can be provided in different combinations in the subject matter of the invention in order to simultaneously realize their advantageous effects.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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