DE102019101613A1 - Simulate different traffic situations for a test vehicle - Google Patents

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DE102019101613A1 DE102019101613.4A DE102019101613A DE102019101613A1 DE 102019101613 A1 DE102019101613 A1 DE 102019101613A1 DE 102019101613 A DE102019101613 A DE 102019101613A DE 102019101613 A1 DE102019101613 A1 DE 102019101613A1
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Hendrik Amelunxen
Rainer Franke
Christian WÄCHTER
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Simulieren verschiedener Verkehrssituationen für ein Testfahrzeug (E), mit folgenden Verfahrensschritten:- simuliertes Fahren des Testfahrzeugs (E) durch ein simuliertes vorbestimmtes Straßennetz,- simuliertes randomisiertes Fahren einer Mehrzahl anderer Fahrzeuge durch das Straßennetz,- Erfassen wenigstens eines Fahrparameters für das Testfahrzeug (E),- Erfassen wenigstens eines jeweiligen Fahrparameters für alle anderen Fahrzeuge innerhalb einer vorbestimmten Testzone (T) um das Testfahrzeug (E) herum,- Überprüfen, ob sich das Testfahrzeug (E) und wenigstens ein anderes Fahrzeug in der Testzone (T) in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden, wobei eine vordefinierte Verkehrssituation gegeben ist durch wenigstens einen Fahrparameter des Testfahrzeugs (E) und wenigstens einen Fahrparameter eines anderen Fahrzeugs innerhalb der Testzone (T), und- für den Fall, dass sich das Testfahrzeug (E) und wenigstens ein anderes Fahrzeug in der Testzone (T) in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden, Beenden des randomisierten Fahrens wenigstens eines anderen Fahrzeugs, das sich in der vordefinierten Verkehrssituation befindet, und Erzwingen eines vorbestimmten Fahrmanövers des anderen, nicht mehr randomisiert fahrenden Fahrzeugs, wobei das vorbestimmte Fahrmanöver durch die erfasste vordefinierte Verkehrssituation vorgegeben ist. Auf diese Weise kann beim Simulieren verschiedener Verkehrssituationen für ein Testfahrzeug (E) die Häufigkeit verwertbarer Situationen, in denen tatsächlich eine autonome oder teilautonome Reaktion des Testfahrzeugs provoziert wird, erhöht werden, ohne den Realismus der Simulation wesentlich zu beeinträchtigen.The invention relates to a method for simulating different traffic situations for a test vehicle (E), comprising the following method steps: simulated driving of the test vehicle (E) through a simulated predetermined road network, simulated randomized driving of a plurality of other vehicles through the road network, detecting at least one Driving parameters for the test vehicle (E), - detecting at least one respective driving parameter for all other vehicles within a predetermined test zone (T) around the test vehicle (E), - checking whether the test vehicle (E) and at least one other vehicle in the Test zone (T) are in a predefined traffic situation, wherein a predefined traffic situation is given by at least one driving parameter of the test vehicle (E) and at least one driving parameter of another vehicle within the test zone (T), and- in the event that the test vehicle ( E) and at least one other vehicle in d he test zone (T) are in a predefined traffic situation, stopping the randomized driving of at least one other vehicle, which is in the predefined traffic situation, and forcing a predetermined driving maneuver of the other, no longer randomly driving vehicle, wherein the predetermined driving maneuver is determined by the predefined Traffic situation is given. In this way, when simulating different traffic situations for a test vehicle (E), the frequency of exploitable situations in which an autonomous or semi-autonomous response of the test vehicle is actually provoked can be increased without significantly affecting the realism of the simulation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Simulieren verschiedener Verkehrssituationen für ein Testfahrzeug mit den Verfahrensschritten:

  • - simuliertes Fahren des Testfahrzeugs durch ein simuliertes vorbestimmtes Straßennetz, und
  • - simuliertes randomisiertes Fahren einer Mehrzahl anderer Fahrzeuge durch das Straßennetz. Die Erfindung betrifft außerdem ein nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium mit darauf abgespeicherten Befehlen, die bei ihrer Ausführung auf einem Prozessor ein solches Verfahren bewirken, sowie ein entsprechendes Computersystem zur Durchführung dieses Verfahrens.
The invention relates to a method for simulating various traffic situations for a test vehicle with the method steps:
  • simulated driving of the test vehicle through a simulated predetermined road network, and
  • simulated randomized driving of a plurality of other vehicles through the road network. The invention also relates to a non-transitory, computer-readable storage medium having instructions stored thereon that when executed on a processor effect such a method, and to a corresponding computer system for performing this method.

Die Erfindung betrifft damit das randomisierte Testen eines Testfahrzeugs. Im Allgemeinen weist ein derartiges Testfahrzeug ein wenigstens einen Sensor aufweisendes Sensorsystem zum Erfassen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs auf und wird wenigstens teilweise aufgrund von von dem Sensorsystem erfassten Signalen gesteuert. Entsprechende Sensoren des Testfahrzeugs sind im Allgemeinen Ultraschallsensoren, LIDAR-Sensoren, RADAR-Sensoren und/oder Kameras, mit denen die Umgebung des Testfahrzeugs erfasst wird, um damit ein autonomes oder zumindest teilautonomes Fahren des Testfahrzeugs zu erzielen. Entsprechende Sensorsysteme sind außerdem Systeme zum Empfang von Daten von anderen Fahrzeugen oder stationären Vorrichtungen des Straßenverkehrs, um durch Auswertung der Daten ein autonomes oder zumindest teilautonomes Fahren des Fahrzeugs zu erzielen (Car2X-Kommunikation).The invention thus relates to the randomized testing of a test vehicle. In general, such a test vehicle has a sensor system having at least one sensor for detecting objects in the surroundings of the vehicle and is controlled at least in part on the basis of signals detected by the sensor system. Corresponding sensors of the test vehicle are generally ultrasound sensors, LIDAR sensors, RADAR sensors and / or cameras, with which the environment of the test vehicle is detected in order to achieve an autonomous or at least partially autonomous driving of the test vehicle. Corresponding sensor systems are also systems for receiving data from other vehicles or stationary devices of the road to achieve by evaluating the data autonomous or at least partially autonomous driving of the vehicle (Car2X communication).

Bei einem autonomen Fahren muss der Fahrer, zumindest über lange Strecken, gar nicht mehr in den Fahrprozess eingreifen. Beim teilautonomen Verfahren ist es zumindest so, dass das Fahrzeug automatisch, also ohne Eingriff des Fahrers, auf bestimmte Verkehrssituationen reagiert und damit z.B. eine Kollision mit einem vorausfahrenden langsameren Fahrzeug vermeidet, indem bei Annäherung an dieses vorausfahrende Fahrzeug automatisch ein Bremsvorgang eingeleitet wird. Um derartige automatisierte Fahrmanöver durchführen zu können, wird mit Hilfe der Sensoren des Sensorsystems erfasst, wo sich in der Umgebung des Fahrzeugs andere Fahrzeuge, Fußgänger oder andere Hindernisse befinden.In an autonomous driving, the driver, at least over long distances, no longer intervene in the driving process. In the semi-autonomous method, it is at least so that the vehicle reacts automatically, ie without intervention of the driver, to certain traffic situations and thus, for avoids a collision with a slower vehicle ahead by automatically initiating a braking action when approaching this preceding vehicle. In order to be able to carry out such automated driving maneuvers, the sensors of the sensor system detect where other vehicles, pedestrians or other obstacles are located in the surroundings of the vehicle.

Bevor ein Fahrzeug, das mit einem entsprechenden Sensorsystem ausgerüstet ist, in der Praxis, also auf dem realen Straßennetz, zum teilautonomen oder autonomen Fahren betrieben werden kann, müssen eine Vielzahl von Tests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das teilautonome bzw. autonome Fahren tatsächlich verlässlich und sicher ist. Zwar erfolgen derartige Tests, typischerweise in einem fortgeschrittenen Stadium, auch auf öffentlichen Straßen mit realen Fahrzeugen. Vorab werden in der Regel jedoch Tests in Form von Simulationen durchgeführt. Um die Reaktion des Sensorsystems für eine hohe Anzahl unterschiedlicher, auch unvorhergesehener, Situationen zu überprüfen, ist es im Stand der Technik bekannt, derartige Tests randomisiert durchzuführen, d.h. möglichst realitätsnah, ohne bestimmte Verkehrssituationen voreinzustellen. Damit werden derartige randomisierte Tests jedoch sehr zeitaufwändig, weil die durchgeführten Fahrmanöver definitionsgemäß nicht vordefiniert werden und man deshalb auf verwertbare Situationen, die eine Reaktion des Testfahrzeugs provozieren, warten muss.Before a vehicle equipped with a corresponding sensor system can be operated in practice, ie on the real road network, for partially autonomous or autonomous driving, a large number of tests have to be carried out to ensure that the partially autonomous or autonomous driving actually takes place is reliable and secure. Although such tests, typically at an advanced stage, are also made on public roads with real vehicles. As a rule, however, tests are first carried out in the form of simulations. In order to check the response of the sensor system for a large number of different, even unanticipated, situations, it is known in the art to perform such tests randomly, i. as realistically as possible, without presetting certain traffic situations. However, such randomized tests are very time-consuming, because the driving maneuvers performed by definition are not predefined and therefore you have to wait for usable situations that provoke a reaction of the test vehicle.

Aus der DE 10 2005 047 591 A1 ist ein Verfahren zur Entlastung des Fahrers bei der Bedienung eines Kraftfahrzeugs mit einer Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen zur Durchführung einer Vielzahl unterschiedlicher Fahrmanöver sowie Mitteln zur Gewinnung von Situationsdaten zur Beschreibung der aktuellen Fahrsituation bekannt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Gewinnung von Situationsdaten durch das Kraftfahrzeug, anhand der Situationsdaten Bestimmung einer begrenzten Menge situationsgerechter Fahrmanöver durch das Kraftfahrzeug und Einigung zwischen Kraftfahrzeug und Fahrer auf die Ausführung eines einzigen situationsgerechten Fahrmanövers.From the DE 10 2005 047 591 A1 is a method for relieving the driver in the operation of a motor vehicle with a variety of driver assistance systems for performing a variety of different driving maneuvers and means for obtaining situation data for describing the current driving situation known. The method comprises the steps of obtaining situation data by the motor vehicle, using the situation data to determine a limited amount of situational driving maneuvers by the motor vehicle and agreeing between motor vehicle and driver on the execution of a single situational driving maneuver.

Weiterhin sind aus der DE 10 2006 044 086 A1 ein System und Verfahren zur virtuellen Simulation von Verkehrssituationen bekannt, mit einer Anzeigeeinheit zur bildhaften Anzeige der virtuellen Verkehrssituationen und einer Eingabeeinheit, und mit zumindest einem modellierten Referenzfahrzeug und zumindest einem weiteren modellierten Verkehrsteilnehmer, wobei das Referenzfahrzeug eine modellierte Detektionseinrichtung zur Erfassung der virtuellen Umgebung des Referenzfahrzeugs aufweist und das Verhalten des Referenzfahrzeugs während einer simulierten Verkehrssituation zumindest zeitweise unter Berücksichtigung der durch die Detektionseinrichtung erfassten Informationen erfolgt. Insbesondere soll damit ein System zur Analyse von unfallkritischen Gefahrensituationen bereitgestellt werden.Furthermore, from the DE 10 2006 044 086 A1 a system and method for the virtual simulation of traffic situations, comprising a display unit for pictorial display of the virtual traffic situations and an input unit, and with at least one modeled reference vehicle and at least one further modeled road user, the reference vehicle a modeled detection device for detecting the virtual environment of the reference vehicle and the behavior of the reference vehicle during a simulated traffic situation takes place at least temporarily taking into account the information detected by the detection device. In particular, it is intended to provide a system for analyzing accident-critical dangerous situations.

Aus der DE 10 2017 116 192 A1 sind ein Verfahren und Systeme zum Verwenden von virtuellen Daten zum Testen und Trainieren von Parkplatzerfassungssystemen bekannt. Aspekte der Erfindung integrieren eine virtuelle Fahrumgebung mit Sensormodellen (z. B. von einem Radarsystem), um virtuelle Radardaten in relativ großen Mengen in einer relativen kurzen Zeitspanne bereitzustellen. Die Sensormodelle erfassen Werte für relevante Parameter eines Trainingsdatensatzes. Relevante Parameter können in den aufgezeichneten Daten randomisiert werden, um einen diversen Trainingsdatensatz mit minimalem Bias zu gewährleisten. Da die Fahrumgebung virtualisiert ist, kann der Trainingsdatensatz zusammen mit Ground-Truth-Daten generiert werden. Die Ground-Truth-Daten werden dazu verwendet, die tatsächlichen Positionen, die zum Trainieren eines Parkplatzklassifikationsalgorithmus zum Erfassen der Begrenzungen des freien Platzes verwendet werden, zu annotieren.From the DE 10 2017 116 192 A1 For example, a method and systems for using virtual data to test and train parking lot detection systems are known. Aspects of the invention integrate a virtual driving environment with sensor models (eg, from a radar system) to provide virtual radar data in relatively large amounts in a relatively short period of time. The sensor models record values for relevant parameters of a training data set. relevant Parameters can be randomized in the recorded data to provide a diverse set of training data with minimal bias. Because the driving environment is virtualized, the training data set can be generated along with ground truth data. The ground truth data is used to annotate the actual positions used to train a parking space classification algorithm to detect the limitations of free space.

Aus der DE 10 2016 109 651 A1 ist bekannt, ein virtuelles autonomes Fahrzeug in einer virtuellen Umgebung mit randomisiert fahrenden weiteren Verkehrsteilnehmern fahren zu lassen, um Fahrsituationen zu provozieren und zu protokollieren.From the DE 10 2016 109 651 A1 It is known to drive a virtual autonomous vehicle in a virtual environment with randomly driving other road users in order to provoke driving situations and to log.

Schließlich offenbart die Druckschrift „A model for simulation and generation of surrounding vehicles in driving simulators“ von Johan Janson Olstam, Universität Linköping, Norrköping 2005, einen Fahrsimulator mit einer virtuellen Umgebung mit randomisiert fahrenden virtuellen Verkehrsteilnehmern und die Generierung vordefinierter Verkehrssituationen in der virtuellen Umgebung .Finally, Johan Janson Olstam, University of Linköping, Norrköping 2005, discloses a driving simulator having a virtual environment with randomly driven virtual road users and the generation of predefined traffic situations in the virtual environment.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, beim Simulieren verschiedener Verkehrssituationen für ein Testfahrzeug die Häufigkeit verwertbarer Situationen, in denen tatsächlich eine autonome oder teilautonome Reaktion des Testfahrzeugs provoziert wird, zu erhöhen, ohne den Realismus der Simulation wesentlich zu beeinträchtigen.It is the object of the invention, when simulating different traffic situations for a test vehicle, to increase the frequency of usable situations in which an autonomous or partially autonomous reaction of the test vehicle is actually provoked, without substantially impairing the realism of the simulation.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred developments can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zum Simulieren verschiedener Verkehrssituationen für ein Testfahrzeug mit folgenden Verfahrensschritten vorgesehen:

  • - simuliertes Fahren des Testfahrzeugs durch ein simuliertes vorbestimmtes Straßennetz,
  • - simuliertes randomisiertes Fahren einer Mehrzahl anderer Fahrzeuge durch das Straßennetz,
  • - Erfassen wenigstens eines Fahrparameters für das Testfahrzeug,
  • - Erfassen wenigstens eines jeweiligen Fahrparameters für andere, vorzugsweise für alle anderen Fahrzeuge innerhalb einer vorbestimmten Testzone um das Testfahrzeug herum,
  • - Überprüfen, während des randomisierten Fahrens der anderen Fahrzeuge, ob sich das Testfahrzeug und wenigstens ein anderes Fahrzeug in der Testzone in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden, wobei eine vordefinierte Verkehrssituation gegeben ist durch wenigstens einen Fahrparameter eines anderen Fahrzeugs innerhalb der Testzone, insbesondere optional auch durch weitere Fahrparameter anderer Fahrzeuge oder des Testfahrzeugs, und
  • - für den Fall, dass sich das Testfahrzeug und wenigstens ein anderes Fahrzeug in der Testzone in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden, Beenden des randomisierten Fahrens wenigstens eines anderen Fahrzeugs, das sich in der vordefinierten Verkehrssituation befindet, und Erzwingen eines vorbestimmten Fahrmanövers des anderen, nicht mehr randomisiert fahrenden Fahrzeugs, wobei das vorbestimmte Fahrmanöver durch die erfasste vordefinierte Verkehrssituation vorgegeben ist.
The invention thus provides a method for simulating different traffic situations for a test vehicle with the following method steps:
  • simulated driving of the test vehicle through a simulated predetermined road network,
  • simulated randomized driving of a plurality of other vehicles through the road network,
  • Detecting at least one driving parameter for the test vehicle,
  • Detecting at least one respective driving parameter for others, preferably for all other vehicles within a predetermined test zone around the test vehicle,
  • Checking, during the randomized driving of the other vehicles, whether the test vehicle and at least one other vehicle in the test zone are in a predefined traffic situation, wherein a predefined traffic situation is given by at least one driving parameter of another vehicle within the test zone, in particular optionally also further driving parameters of other vehicles or the test vehicle, and
  • in the event that the test vehicle and at least one other vehicle in the test zone are in a predefined traffic situation, stopping the randomized driving of at least one other vehicle that is in the predefined traffic situation and forcing a predetermined driving maneuver of the other, not more randomized moving vehicle, wherein the predetermined driving maneuver is predetermined by the detected predefined traffic situation.

Erfindungsgemäß wird also überprüft, ob eine vordefinierte Verkehrssituation vorliegt. Eine solche vordefinierte Verkehrssituation umfasst wenigstens einen Fahrparameter des Testfahrzeugs und wenigstens einen Fahrparameter eines anderen Fahrzeugs innerhalb der Testzone und ist immer dann gegeben, wenn diese Fahrparameter erfüllt sind, unabhängig von den erfassten Fahrparametern anderer Fahrzeuge.According to the invention, it is thus checked whether there is a predefined traffic situation. Such a predefined traffic situation comprises at least one driving parameter of the test vehicle and at least one driving parameter of another vehicle within the test zone and is always given when these driving parameters are met, independently of the detected driving parameters of other vehicles.

Erfindungswesentlich ist, dass das Fahren der anderen Fahrzeuge randomisiert simuliert wird, worunter verstanden wird dass sich die anderen Fahrzeuge in der Simulation stochastisch, aber nach vorbestimmten Regeln durch das Straßennetz bewegen, gemäß derer das Testfahrzeug nicht anders behandelt wird als alle anderen Fahrzeuge. Die vorbestimmten Regeln können für alle anderen Fahrzeuge gleich oder auch unterschiedlich sein. Insbesondere kann durch die Regeln für jedes andere Fahrzeug eine Parametrierung vorgegeben sein, z.B. Leistung, Art des Fahrzeugs usw. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das jeweilige andere Fahrzeug eine vorbestimmte Route fährt oder diese Route statistisch wählt. Darüber hinaus kann vorgegeben sein, wie schnell ein anderes Fahrzeug fährt, auf welchen Spuren einer Straße es typischerweise fährt und ob bzw. in welchem Maß es sich an Verkehrsregeln hält. Insbesondere gilt für alle Fahrzeuge, dass sie sich realitätsnah, d.h. plausibel, durch den Verkehr bewegen, bei ihrer Fahrt also andere Fahrzeuge berücksichtigen sowie das Straßennetz in der Regel nicht verlassen.Essential to the invention is that the driving of the other vehicles is simulated randomly, which means that the other vehicles in the simulation move stochastically but according to predetermined rules through the road network, according to which the test vehicle is not treated differently than all other vehicles. The predetermined rules may be the same or different for all other vehicles. In particular, the rules for each other vehicle may specify a parameterization, e.g. Performance, type of vehicle, etc. Furthermore, it can be provided that the respective other vehicle drives a predetermined route or selects this route statistically. In addition, it can be specified how fast another vehicle drives, on which lanes of a road it typically drives, and if or to what extent it complies with traffic regulations. In particular, it applies to all vehicles that they are close to reality, i. E. plausible, moving through traffic, taking other vehicles into account as they travel, and not leaving the road network as a rule.

Gleichwohl kann es bei diesem randomisierten Fahren der Fahrzeuge zu kritischen Situationen kommen, in denen eine Gefährdungssituation entsteht bzw. entstehen kann. Eine Gefährdungssituation kann insbesondere eine Kollision zwischen wenigstens zwei Fahrzeugen oder eine einer solchen Kollision vorausgehende Situation sein. Eine Gefährdungssituation kann aber auch eine Situation sein, bei der es nur zur Gefährdung eines einzelnen Fahrzeugs, wie des Testfahrzeugs alleine, kommt, dieses z.B. ins Schleudern kommt oder von der Straße abkommt oder abkommen kann. Im Übrigen kann das Fahren des Testfahrzeugs durch das vorbestimmte Straßennetz entlang einer vorbestimmten Route erfolgen oder wenigstens teilweise zufällig sein, so dass z.B. bei jeder nächsten Kreuzung rein statistisch entschieden wird, ob, und wenn ja, wohin das Testfahrzeug abbiegt.Nevertheless, this randomized driving of the vehicles can lead to critical situations in which a hazardous situation arises or may arise. A hazardous situation may in particular be a collision between at least two vehicles or a situation preceding such a collision. However, a hazardous situation can also be a situation in which only a single vehicle such as the test vehicle alone is at risk, this one Eg comes into skidding or off the street or can come off. Incidentally, the driving of the test vehicle through the predetermined road network may take place along a predetermined route or be at least partially random so that, for example, at each next intersection, it is decided purely statistically whether and, if so, where the test vehicle turns.

Wie weiter oben schon ausgeführt, gilt auch für das Testfahrzeug im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass dieses vorzugsweise ein wenigstens einen Sensor aufweisendes Sensorsystem zum Erfassen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs aufweist und wenigstens teilweise aufgrund von von dem Sensorsystem erfassten Signalen gesteuert wird. Auf diese Weise kann simuliert werden, wie sich das Testfahrzeug in kritischen Situationen autonom bzw. teilautonom verhält. Das Erfassen von Objekten in der Umgebung des Testfahrzeugs durch das Sensorsystem ist natürlich abhängig von der Reichweite und der Ausrichtung der jeweiligen Sensoren. Typische Sensoren umfassen Ultraschallsensoren, Kameras, RADAR- und LIDAR-Sensoren, wobei die letzteren drei in der Regel eine größere Reichweite haben als Ultraschallsensoren.As has already been explained above, the test vehicle in the context of the present invention also preferably has a sensor system having at least one sensor for detecting objects in the surroundings of the vehicle and is controlled at least partially on the basis of signals detected by the sensor system. In this way, it can be simulated how the test vehicle behaves autonomously or partially autonomously in critical situations. The detection of objects in the environment of the test vehicle by the sensor system is of course dependent on the range and orientation of the respective sensors. Typical sensors include ultrasonic sensors, cameras, RADAR and LIDAR sensors, the latter three typically having a greater range than ultrasonic sensors.

Das Fahren des Testfahrzeugs im simulierten Straßennetz ist natürlich virtuell. Gleichwohl sind verschiedene Simulationsmodi möglich, bei denen Hardware in unterschiedlichem Maße beteiligt ist. Bei einer Komplettsimulation spricht man von „Software in the loop“ oder „Model in the Loop“. Hier wird alles simuliert, also nicht nur das Straßennetz und die anderen Fahrzeuge, sondern auch das Testfahrzeug mit seinem Sensorsystem, die Fahrt des Testfahrzeugs durch das Straßennetz und die Erfassung seiner Umgebung durch wenigstens einen Sensor des Sensorsystems dabei. Von „Hardware in the loop“ spricht man, wenn z.B. das tatsächliche Steuergerät und/oder ein tatsächlicher Sensor des Sensorsystems hardware-mäßig beim Testen verwendet wird. Schließlich spricht man von „Vehicle in the loop“, wenn mit einem Testfahrzeug real gefahren wird. Im Allgemeinen findet das reale Fahren des Testfahrzeugs dann auf einem abgesperrten Gelände, wie auf einem stillgelegten Flugplatz statt, wobei den Sensoren des Testfahrzeugs simulierte Signale zugeführt werden, die das simulierte Straßennetz und die simulierte Umgebung mit den anderen Fahrzeugen repräsentieren.Driving the test vehicle in the simulated road network is of course virtual. Nevertheless, different simulation modes are possible in which hardware is involved to varying degrees. A complete simulation is called "software in the loop" or "model in the loop". Everything is simulated here, not only the road network and the other vehicles, but also the test vehicle with its sensor system, the drive of the test vehicle through the road network and the detection of its surroundings by at least one sensor of the sensor system. "Hardware in the loop" is used when e.g. the actual controller and / or an actual sensor of the sensor system is hardware-used in testing. Finally, one speaks of "vehicle in the loop" when driving with a test vehicle real. In general, the real driving of the test vehicle then takes place on closed off terrain, such as at a disused aerodrome, with simulated signals being presented to the sensors of the test vehicle representing the simulated road network and the simulated environment with the other vehicles.

Das Fahren des Testfahrzeugs durch das vorbestimmte Straßennetz kann also durch einen realen Fahrer (Vehicle in the loop) oder durch einen simulierten Fahrer (Software/Model/Hardware in the loop) erfolgen. Im Falle eines simulierten Fahrers erfolgt das Fahren des Testfahrzeugs durch das Straßennetz vollständig in Simulation. Wie zuvor erläutert, ist jedoch auch möglich, ein reales Testfahrzeug auf einem abgesperrten Areal fahren zu lassen, nämlich mittels eines realen Fahrers, wobei den Sensoren des Sensorsystems des Testfahrzeugs dann simulierte Signale zugeleitet werden, um andere Fahrzeuge in der Umgebung des Testfahrzeugs zu simulieren. Insgesamt handelt es sich hierbei um ein reales teilautonomes Fahren des Testfahrzeugs. Das Testfahrzeug kann, real oder in Simulation, natürlich auch vollautonom durch das Straßennetz fahren. Weiterhin ist es auch möglich, ein virtuelles Fahrzeug im Rahmen einer Hardware/Model/Software-in-the-Loop-Simulation von einem realen Fahrer fahren zu lassen, beispielsweise in einem Fahrsimulator mit nachgestellter Fahrerkabine, die beispielsweise ein Lenkrad, Pedale, einen Schalthebel und weitere Bedienelemente eines realen Fahrzeugs umfasst.The driving of the test vehicle through the predetermined road network can thus take place by a real driver (vehicle in the loop) or by a simulated driver (software / model / hardware in the loop). In the case of a simulated driver, driving the test vehicle through the road network is completely in simulation. However, as explained above, it is also possible to drive a real test vehicle in a closed area, namely by means of a real driver, with simulated signals then being supplied to the sensors of the sensor system of the test vehicle in order to simulate other vehicles in the vicinity of the test vehicle. Overall, this is a real teilautonomes driving the test vehicle. Of course, the test vehicle can drive through the road network in real or simulation mode. Furthermore, it is also possible to drive a virtual vehicle in the context of a hardware / model / software-in-the-loop simulation of a real driver, for example in a driving simulator with an adjusted driver's cab, for example, a steering wheel, pedals, a shift lever and further controls of a real vehicle.

Die Testzone um das Testfahrzeug kann unterschiedlich dimensioniert sein. Insbesondere ist die Testzone um das Testfahrzeug vorzugsweise wenigstens so groß, dass eine Mehrzahl von anderen Fahrzeugen in dieser Zone und damit in der Nähe des Testfahrzeugs fahren können. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abmessungen der Testzone um das Testfahrzeug herum wenigstens der maximalen Reichweite des Sensorsystems entsprechen. Die Testzone deckt damit den gesamten Bereich ab, der aufgrund der Sensoren des Sensorsystems erfasst werden kann. Damit ist die Simulation besonders realitätsnah, da all die anderen Fahrzeuge berücksichtigt werden können, die mit Hilfe des Sensorssystems in der Praxis tatsächlich auch erfasst werden können.The test zone around the test vehicle can be dimensioned differently. In particular, the test zone around the test vehicle is preferably at least large enough for a plurality of other vehicles to be able to drive in this zone and thus in the vicinity of the test vehicle. According to a preferred development of the invention, it is provided that the dimensions of the test zone around the test vehicle correspond at least to the maximum range of the sensor system. The test zone thus covers the entire area that can be detected due to the sensors of the sensor system. Thus, the simulation is particularly realistic, since all the other vehicles can be considered that can actually be detected with the help of the sensor system in practice.

Im Übrigen ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Testzone bis direkt an das Testfahrzeug heranreicht und/oder das Testfahrzeug vollständig umgibt, und sich damit im Extremfall auch derartige andere Fahrzeuge vollständig in der Testzone befinden, die, entsprechend einer kritischen Situation, in direktem Kontakt mit dem Testfahrzeug stehen, z.B. bei einer oder kurz vor einer Kollision.Incidentally, according to a preferred development of the invention, it is provided that the test zone extends directly up to the test vehicle and / or surrounds the test vehicle completely, and thus in the extreme case also such other vehicles are completely in the test zone, which, according to a critical situation, in direct contact with the test vehicle, eg at or shortly before a collision.

Hinsichtlich der Fahrparameter, die von dem Testfahrzeug und den anderen Fahrzeugen erfasst werden, kommen unterschiedliche Parameter in Betracht, die eine Verkehrssituation definieren können. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden als Fahrparameter die Position des Testfahrzeugs bzw. wenigstens eines anderen Fahrzeugs oder/und die Geschwindigkeit des Testfahrzeugs bzw. wenigstens eines anderen Fahrzeugs oder/und die Ausrichtung des Testfahrzeugs bzw. wenigstens eines anderen Fahrzeug oder/und die Beschleunigung des Testfahrzeugs bzw. wenigstens eines anderen Fahrzeugs verwendet. Zusätzliche Parameter sind natürlich auch denkbar, wie grundsätzlich auch die Art des Testfahrzeugs bzw. eines anderen Testfahrzeugs, also ob es sich z.B. um einen Kleinwagen, eine Limousine, einen SUV, einen Kleintransporter oder einen Lastwagen handelt, und ob das Fahrzeug z.B. einen Anhänger mit einer bestimmten Länge zieht. Im Übrigen wird vorzugsweise nicht nur ein einziges anderes Fahrzeuge berücksichtigt, sondern es findet die Berücksichtigung einer Mehrzahl anderer Fahrzeuge in der Testzone statt.With regard to the driving parameters detected by the test vehicle and the other vehicles, different parameters can be considered that can define a traffic situation. According to a preferred development of the invention, the driving parameters are the position of the test vehicle or at least one other vehicle and / or the speed of the test vehicle or at least one other vehicle and / or the orientation of the test vehicle or at least one other vehicle and / or the acceleration of the test vehicle or at least one other vehicle. Of course, additional parameters are also conceivable, such as in principle also the type of the test vehicle or of another test vehicle, that is to say, for example a small car, a sedan, an SUV, a pickup truck or a truck, and whether the vehicle pulls eg a trailer with a certain length. Incidentally, not only a single other vehicle is preferably considered, but there is a consideration of a plurality of other vehicles in the test zone instead.

Was eine vordefinierte Verkehrssituation hinsichtlich dieser Fahrparameter angeht, so können grundsätzlich genau festgelegte Einzelwerte für die Fahrparameter definiert sein. Vorzugsweise ist eine vordefinierte Verkehrssituation jedoch durch einen jeweiligen Wertebereich für einen berücksichtigten Parameter gegeben. Auf diese Weise ergeben sich deutlich mehr Verkehrssituationen im Rahmen des randomisierten Testens, gemäß derer von dem rein randomisierten Testen abgewichen wird, indem wenigstens ein anderes Fahrzeug ein durch die entsprechende Verkehrssituation vorgegebenes Fahrmanöver ausführt. Im Übrigen führt vorzugsweise ein derartiges anderes Fahrzeug ein solches vorgegebenes Fahrmanöver aus, welches Fahrzeug bei der Definition der Verkehrssituation auch beteiligt ist, also mit seinem wenigstens einen Fahrparameter einen Teil der Definition darstellt.As far as a predefined traffic situation with regard to these driving parameters is concerned, in principle precisely defined individual values for the driving parameters can be defined. Preferably, however, a predefined traffic situation is given by a respective value range for a parameter considered. In this way, significantly more traffic situations result in the context of randomized testing, according to which deviates from the purely randomized testing by at least one other vehicle performs a given by the appropriate traffic situation driving maneuver. Incidentally, such another vehicle preferably carries out such a predefined driving maneuver, which vehicle is also involved in the definition of the traffic situation, that is to say represents a part of the definition with its at least one driving parameter.

Was die Positionen der anderen Fahrzeuge angeht, so sind diese vorzugsweise durch ihre Relativpositionen zu dem Testfahrzeug gegeben. Eine derartige Relativposition ist vorzugsweise eine relative Längsposition zum Testfahrzeug, eine relativ Querposition zum Testfahrzeug oder/und die Fahrspur, auf dem ein anderes Fahrzeug relativ zum Testfahrzeug fährt. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der anderen Fahrzeuge zumindest wahlweise in Relation zum Testfahrzeug angegeben sind. In dieser Ausgestaltung kann beispielsweise eine vordefinierte Verkehrssituation vollständig oder teilweise dadurch definiert sein, dass ein weiteres Fahrzeug eine bestimmte Relativgeschwindigkeit zum Testfahrzeug einnimmt, unabhängig von der absoluten Geschwindigkeit des Testfahrzeugs oder des anderen Fahrzeugs.As far as the positions of the other vehicles are concerned, these are preferably given by their relative positions to the test vehicle. Such a relative position is preferably a relative longitudinal position to the test vehicle, a relatively transverse position to the test vehicle and / or the lane on which another vehicle drives relative to the test vehicle. It is furthermore advantageous if the speed and / or the acceleration of the other vehicles are specified at least optionally in relation to the test vehicle. In this embodiment, for example, a predefined traffic situation can be completely or partially defined by another vehicle adopting a specific relative speed to the test vehicle, regardless of the absolute speed of the test vehicle or of the other vehicle.

Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Rahmen der Simulation das randomisierte Fahren der Mehrzahl anderer Fahrzeuge durch das Straßennetz nur innerhalb eines vorbestimmten Abstands zu dem Testfahrzeug vorgesehen. Dabei entspricht der vorbestimmte Abstand von dem Testfahrzeug vorzugsweise der Testzone um das Testfahrzeug herum. Vorzugsweise ist also vorgesehen, dass im Rahmen der Simulation die anderen Fahrzeuge außerhalb der Testzone „generiert“ werden, dann in die Testzone hineinfahren, und sofern ein anderes Fahrzeug die Testzone vorne, hinten oder seitlich wieder verlässt, wird es aus der Simulation herausgenommen.Furthermore, according to a preferred embodiment of the invention in the context of the simulation, the randomized driving of the plurality of other vehicles by the road network is provided only within a predetermined distance to the test vehicle. In this case, the predetermined distance from the test vehicle preferably corresponds to the test zone around the test vehicle. Preferably, therefore, it is provided that in the simulation the other vehicles are "generated" outside the test zone, then drive into the test zone, and if another vehicle leaves the test zone front, back or side again, it is taken out of the simulation.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass lediglich eine einzige vordefinierte Verkehrssituation vorgesehen ist, in der von dem rein randomisierten Testen abgewichen wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind jedoch eine Mehrzahl von vordefinierten Verkehrssituationen vorgegeben, bei deren Erreichen ein vorbestimmtes Fahrmanöver wenigstens eines anderen Fahrzeugs provoziert wird.In principle, it is conceivable that only a single predefined traffic situation is provided in which deviates from the purely randomized testing. According to a preferred embodiment of the invention, however, a plurality of predefined traffic situations are predetermined, upon reaching which a predetermined driving maneuver of at least one other vehicle is provoked.

Grundsätzlich kann es auch sein, dass durch die erfasste vordefinierte Verkehrssituation vorgegeben ist, eines von einer Mehrzahl von vorbestimmten Fahrmanövern durch wenigstens ein anderes Fahrzeug durchzuführen. So kann z. B. ein derartiges vorbestimmtes Fahrmanöver statistisch aus einer vorgegebenen Gruppe ausgewählt werden.In principle, it may also be that the predetermined predefined traffic situation predetermines one of a plurality of predetermined driving maneuvers to be performed by at least one other vehicle. So z. For example, such a predetermined driving maneuver may be statistically selected from a given group.

Ebenso kann es sein, dass eine Mehrzahl vordefinierter Verkehrssituationen für ein einziges vorbestimmtes Fahrmanöver vorgesehen ist, wobei jeweils eine Verkehrssituation aus der Mehrzahl vordefinierter Verkehrssituationen ausgewählt wird, wo die Erzwingung des vorbestimmten Fahrmanövers des nicht mehr randomisiert fahrenden Fahrzeugs für den Fall durchgeführt wird, dass sich das Testfahrzeug und wenigstens ein anderes Fahrzeug in der ausgewählten Verkehrssituation befinden, wobei, insbesondere zyklisch oder zufällig, wiederholt eine neue Verkehrssituation aus der Mehrzahl vordefinierter Verkehrssituationen durchgeführt wird. Letztere Ausführungsform kann mitunter eine bessere Abdeckung unterschiedlicher Testsituationen bewirken, beispielsweise, indem dem Testfahrzeug erlaubt wird, unterschiedliche dicht auf ein vorausfahrendes Fahrzeug aufzuschließen, bevor das vorausfahrende Fahrzeug ein durch das Auffahren erzwungenes Fahrmanöver durchführt.Likewise, it may be that a plurality of predefined traffic situations are provided for a single predetermined driving maneuver, wherein a traffic situation is selected from the plurality of predefined traffic situations, where the enforcement of the predetermined driving maneuver of the no longer randomly driving vehicle is carried out in the event that the test vehicle and at least one other vehicle are in the selected traffic situation, wherein, in particular cyclically or randomly, a new traffic situation is repeatedly carried out from the plurality of predefined traffic situations. The latter embodiment may sometimes provide better coverage of different test situations, for example, by allowing the test vehicle to unlock different ones closely ahead of a preceding vehicle before the preceding vehicle makes a driving maneuver enforced by the launch.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fahrparameter des Testfahrzeugs und wenigstens eines anderen Fahrzeugs, vorzugsweise eines solchen anderen Fahrzeugs, das an der kritischen Verkehrssituation beteiligt ist, wenigstens ab dem Zeitpunkt aufgezeichnet werden, zu dem erfasst worden ist, dass eine vordefinierte Verkehrssituation vorliegt. Auf diese Weise sind entsprechende Situationen auch nachträglich analysierbar und können definiert wiederholt werden. Vorzugsweise werden folgende Fahrparameter des Testfahrzeugs und der an der kritischen Verkehrssituation beteiligten anderen Fahrzeuge aufgezeichnet: die Position des Testfahrzeugs bzw. wenigstens eines anderen Fahrzeugs oder/und die Geschwindigkeit des Testfahrzeugs bzw. wenigstens eines anderen Fahrzeugs oder/und die Ausrichtung des Testfahrzeugs bzw. wenigstens eines anderen Fahrzeug oder/und die Beschleunigung des Testfahrzeugs bzw. wenigstens eines anderen Fahrzeugs.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the driving parameters of the test vehicle and at least one other vehicle, preferably of such another vehicle involved in the critical traffic situation, are recorded at least from the point in time at which a predefined one has been detected Traffic situation exists. In this way, corresponding situations can also be analyzed later and can be repeated in a defined manner. The following driving parameters of the test vehicle and the other vehicles involved in the critical traffic situation are preferably recorded: the position of the test vehicle or at least one other vehicle and / or the speed of the test vehicle or at least one other vehicle and / or the orientation of the test vehicle or at least another vehicle and / or the acceleration of the test vehicle or at least one other vehicle.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein nicht-flüchtiges, computerlesbares Speichermedium mit darauf abgespeicherten Befehlen, die bei ihrer Ausführung auf einem Prozessor ein Verfahren, wie zuvor beschrieben, bewirken. Furthermore, the invention relates to a non-transitory, computer-readable storage medium having instructions stored thereon which when executed on a processor effect a method as described above.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Computersystem, das zur Durchführung eines Verfahrens, wie zuvor beschrieben, eingerichtet ist.Finally, the invention also relates to a computer system adapted for carrying out a method as described above.

Nachfolgend wird die Erfindung im Rahmen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter im Detail erläutert.The invention will be explained in more detail in the context of a preferred embodiment with reference to the drawings.

Figurenlistelist of figures

  • 1 schematisch eine erste Verkehrssituation gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 schematically a first traffic situation according to a preferred embodiment of the invention,
  • 2 schematisch eine zweite Verkehrssituation gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2 schematically a second traffic situation according to a preferred embodiment of the invention,
  • 3 schematisch eine dritte Verkehrssituation gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 3 schematically a third traffic situation according to a preferred embodiment of the invention,
  • 4 eine GUI gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, über welche GUI an einem Bildschirm eine vordefinierte Verkehrssituation eingegeben werden kann. 4 a GUI according to a preferred embodiment of the invention, via which GUI a predefined traffic situation can be entered on a screen.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, die Effizienz randomisierter Tests zu erhöhen, indem die zeitliche Dichte interessanter, verwertbarer Ereignisse in der Simulation erhöht wird. Der Test von Steuergeräten für das hochautomatisierte (teilautonome) oder autonome Fahren setzt, im Vergleich zu den Tests von Fahrdynamikregelsystemen usw., nicht nur eine wesentlich höhere Anzahl von simulierten Testkilometern voraus. Vielmehr müssen insbesondere auch verschiedenste Verkehrssituationen simuliert werden. Bei konventionellen Verfahren müssen diese Verkehrssituationen im Vorfeld exakt vordefiniert werden. Da aber der Testaufwand für Funktionalitäten beim teilautonomen oder vollständig autonomen Fahren derart hoch sind, besteht die Notwendigkeit, dass auf der einen Seite Testszenarien mit einer Vielzahl beteiligter Objekte einfach erstellt werden können. Auf der anderen Seite sollen auch Testszenarien abgebildet werden können, die nicht exakt im Vorfeld definiert wurden, um auf diese Weise die Testtiefe zu vergrößern. Schließlich muss ein Algorithmus in einem Fahrzeug, das teilautonom oder autonom fährt, in jeder beliebigen Fahrsituation korrekt und verlässlich funktionieren.In the present invention, it is essential to increase the efficiency of randomized tests by increasing the temporal density of interesting, exploitable events in the simulation. The test of ECUs for highly automated (semi-autonomous) or autonomous driving not only requires a significantly higher number of simulated test kilometers compared to the tests of vehicle dynamics control systems, etc. Rather, especially different traffic situations have to be simulated. In conventional methods, these traffic situations have to be predefined in advance. However, since the test effort for functionalities in semi-autonomous or fully autonomous driving are so high, there is a need for on one hand test scenarios with a large number of involved objects can be easily created. On the other hand, test scenarios should also be able to be mapped which were not defined exactly in advance in order to increase the test depth in this way. Finally, an algorithm in a semi-autonomous or autonomous vehicle must function correctly and reliably in any driving situation.

Zu diesem Zweck sind randomisierte Tests besonders geeignet. Statt kurze Fahrmanöver exakt vorzudefinieren, bewegt sich das virtuelle Fahrzeug über einen langen Zeitraum hinweg auf einem großen virtuellen Straßennetz und interagiert dabei mit zahlreichen anderen Verkehrsteilnehmern, im Wesentlichen mit anderen Fahrzeugen, auch „Fellows“ genannt. Solche Tests sind, insbesondere, wenn sie in Echtzeit durchgeführt werden, naturgemäß sehr zeitaufwändig, da man auf interessante Situationen, die eine Reaktion des Testfahrzeugs provozieren, warten muss. Daher wird mit dem Verfahren gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Häufigkeit derartiger Situationen erhöht.Randomized tests are particularly suitable for this purpose. Instead of precisely pre-defining short maneuvers, the virtual vehicle moves on a large virtual road network over a long period of time, interacting with many other road users, essentially other vehicles, also known as "fellows". Such tests, especially when performed in real time, are naturally very time consuming because of the need to wait for interesting situations provoking reaction of the test vehicle. Therefore, with the method according to the presently described preferred embodiment of the invention, the frequency of such situations is increased.

Das Verfahren zum Simulieren verschiedener Verkehrssituationen für ein Testfahrzeug gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht nun folgende Verfahrensschritte vor:The method for simulating various traffic situations for a test vehicle according to the presently described preferred embodiment of the invention now provides the following method steps:

Ein virtuelles Testfahrzeug fährt im Rahmen einer Simulation, hier einer Komplettsimulation (Software in the loop) durch ein simuliertes vorbestimmtes Straßennetz. Dabei kann dem Testfahrzeug eine vorbestimmte Route vorgegeben sein oder das Testfahrzeug kann statistisch durch das Straßennetz fahren, indem bei jeder Abzweigungsmöglichkeit rein statistisch neu entschieden wird, ob, und wenn ja, welche Abzweigung das Testfahrzeug nimmt. Um das Testfahrzeug herum findet ein simuliertes randomisiertes Fahren einer Mehrzahl anderer Fahrzeuge durch das Straßennetz statt. Diese anderen Fahrzeuge verhalten sich selbständig und plausibel und gegenüber dem Testfahrzeug nicht anders als gegenüber anderen Fahrzeugen. Daraus entstehen stetig neue, nicht im Vorfeld definierte Verkehrssituationen, wie in der Realität auch. Allerdings werden in der Regel praktisch keine kritischen Verkehrssituationen erzeugt, in denen sich die automatische Reaktion des autonom oder teilautonom fahrenden Testfahrzeugs testen lässt.A virtual test vehicle travels through a simulated, predetermined road network as part of a simulation, here a complete simulation (software in the loop). In this case, the test vehicle can be given a predetermined route, or the test vehicle can drive statistically through the road network, in that at each branching possibility a purely statistically new decision is made as to whether and, if so, which branch the test vehicle takes. A simulated randomized driving of a plurality of other vehicles through the road network takes place around the test vehicle. These other vehicles behave independently and plausibly and with respect to the test vehicle no different than other vehicles. This results in constantly new, not previously defined traffic situations, as in reality. However, as a rule, practically no critical traffic situations are generated in which the automatic response of the autonomously or partially autonomously driving test vehicle can be tested.

Insofern sieht das Verfahren gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ferner vor, dass eine Mehrzahl von Fahrparametern für das Testfahrzeug erfasst werden, wie dessen Position, dessen Geschwindigkeit, dessen Orientierung und dessen Beschleunigung. Genauso werden für alle anderen Fahrzeuge innerhalb einer vorbestimmten Testzone um das Testfahrzeug herum entsprechende Fahrparameter erfasst, also Position, Geschwindigkeit, Orientierung und Beschleunigung Diese Testzone ist dabei derart dimensioniert, dass sie die Reichweite aller Sensoren eines in dem Testfahrzeug vorgesehenen Sensorsystems übersteigt. Mit anderen Worten: Alle anderen Fahrzeuge, die von Sensoren des Sensorsystems des Testfahrzeugs erfasst werden können, werden damit durch Testzone auch berücksichtigt.In this respect, the method according to the presently described preferred embodiment of the invention further provides that a plurality of driving parameters are detected for the test vehicle, such as its position, its speed, its orientation and its acceleration. Likewise, for all other vehicles within a predetermined test zone around the test vehicle around corresponding driving parameters are detected, ie position, speed, orientation and acceleration This test zone is dimensioned such that it exceeds the range of all sensors of a sensor system provided in the test vehicle. In other words, all other vehicles that can be detected by sensors of the sensor system of the test vehicle are thus also taken into account by the test zone.

Während des randomisierten Fahrens der anderen Fahrzeuge wird nun kontinuierlich überprüft, ob sich das Testfahrzeug und andere Fahrzeuge in der Testzone in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden. Dazu sind eine Mehrzahl von Verkehrssituationen vordefiniert, die sich dazu eignen, aus einer entsprechenden Verkehrssituation eine kritische Verkehrssituation zu provozieren, in der mit einer automatischen Reaktion des Testfahrzeugs gerechnet werden kann. Derartige vordefinierte Verkehrssituationen sind gegeben durch die oben genannten Fahrparameter des Testfahrzeugs und einer festgelegten Anzahl anderer Fahrzeuge innerhalb der Testzone. Für diese Fahrparameter sind Wertebereiche vordefiniert, so dass es gewisse Toleranzen für derartige Verkehrssituationen gibt, die geeignet sind, eine kritische Verkehrssituation aktiv, also unter Aufgabe des randomisierten Fahrens von wenigstens einem anderen Fahrzeug, zu provozieren.During the randomized driving of the other vehicles is now continuously checked whether the test vehicle and other vehicles in the test zone are in a predefined traffic situation. For this purpose, a plurality of traffic situations are predefined, which are suitable for provoking a critical traffic situation from a corresponding traffic situation in which an automatic reaction of the test vehicle can be expected. Such predefined traffic situations are given by the above-mentioned driving parameters of the test vehicle and a fixed number of other vehicles within the test zone. Value ranges are predefined for these driving parameters, so that there are certain tolerances for such traffic situations which are suitable for actively provoking a critical traffic situation, that is, by abandoning the randomized driving of at least one other vehicle.

Für den Fall nämlich, dass sich das Testfahrzeug und die vorgegebene Anzahl anderer Fahrzeuge in der Testzone in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden, wird das randomisierte Fahren der an der kritischen Verkehrssituation beteiligten anderen Fahrzeuge aufgegeben, und für wenigstens eines der anderen Fahrzeuge wird ein vorbestimmtes Fahrmanöver erzwungen, um eine Verkehrssituation zu provozieren, die für das Testfahrzeug kritisch ist und damit aufgrund der von den Sensoren des Sensorsystems des Testfahrzeugs erfassten Signale eine autonome oder teilautonome Reaktion des Testfahrzeugs erzeugt. Dabei gilt zusätzlich, dass mit Erfassung, dass sich das Testfahrzeug und die vorbestimmte Anzahl anderer Fahrzeuge in der Testzone in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden, die Fahrparameter der beteiligten Fahrzeuge, einschließlich des Testfahrzeugs, aufgezeichnet werden, um die sich ergebende Situation später analysieren und gegebenenfalls definiert nachstellen zu können.Namely, in the case that the test vehicle and the predetermined number of other vehicles in the test zone are in a predefined traffic situation, the randomized driving of the other vehicles involved in the critical traffic situation is abandoned, and a predetermined driving maneuver is enforced for at least one of the other vehicles to provoke a traffic situation that is critical to the test vehicle and thus generates an autonomous or semi-autonomous response of the test vehicle based on the signals detected by the sensors of the sensor system of the test vehicle. In addition, with the detection that the test vehicle and the predetermined number of other vehicles in the test zone are in a predefined traffic situation, the driving parameters of the involved vehicles, including the test vehicle, are recorded in order to later analyze and if necessary define the resulting situation be able to adjust.

Dabei lassen sich durch Änderung von verschiedenen Parametern die Verkehrssituationen leicht variieren, nämlich durch die Änderung von Simulationsparametern, wie die Anzahl der Fahrzeuge und deren Startpositionen, die Fahrzeugparameter, wie die Fahrzeugarten, gegeben durch deren Leistung und deren Aufbau, wie PKW, LKW, mit Anhänger usw. Variiert werden können auch Parameter, wie die Sollgeschwindigkeit, Sicherheitsabstände, das Verkehrsaufkommen, die Durchschnittsgeschwindigkeiten usw.By changing various parameters, the traffic situations can be easily varied, namely by the change of simulation parameters, such as the number of vehicles and their starting positions, the vehicle parameters, such as the vehicle types, given by their performance and their structure, such as cars, trucks, with Trailers etc. Parameters such as target speed, safety distance, traffic volume, average speeds, etc. can also be varied.

Die vordefinierten Verkehrssituationen, die geeignet sind, eine kritische Verkehrssituation zu provozieren, können mit Hilfe von entsprechenden Wertebereichen für die erfassten Fahrparameter als abstrakte und toleranzbehaftete Situationen vordefiniert sein. Es können also Situationsmuster definiert werden, wie „rechte Spur blockiert, auf der linken Spur nähert sich ein Fahrzeug schnell von hinten, auf gleicher Spur fährt ein Fahrzeug voraus“. Wird eine derartige vordefinierte Verkehrssituation erfasst, wird den beteiligten Fahrzeugen ein vorher definiertes Bewegungsverhalten aufgeprägt, wie „vorausfahrendes Fahrzeug verzögert sich mit -8 m/s2 auf 15 km/h“ oder „überholendes Fahrzeug hält Geschwindigkeit und schert 5 m vor dem Testfahrzeug ein“.The predefined traffic situations, which are suitable for provoking a critical traffic situation, can be predefined with the aid of corresponding value ranges for the acquired driving parameters as abstract and tolerance-related situations. Situational patterns can thus be defined, such as "right lane blocked, on the left lane a vehicle approaches rapidly from the rear, on the same lane a vehicle drives ahead". If such a predefined traffic situation is detected, the vehicles involved are given a predefined movement behavior, such as "preceding vehicle decelerating at -8 m / s 2 to 15 km / h" or "overtaking vehicle keeping speed and shearing 5 m in front of the test vehicle ".

Durch das Erkennen von solchen toleranzbehafteten Szenarien, der Auswahl der beteiligten Fahrzeuge und dem Aufprägen des vorher definierten Bewegungsverhaltens wenigstens eines anderen Fahrzeugs entstehen realistische Bewegungen von Fahrzeugen, insbesondere ohne Unstetigkeiten, so dass damit auch das Sensorsystem des Testfahrzeugs einschließlich der zu testenden Algorithmen des autonomen bzw. teilautonomen Fahrens zurechtkommen sollten. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass kritische Verkehrssituationen praktisch ausschließlich am Testfahrzeug auftreten und kaum unter den anderen Fahrzeugen selbst. Mit dem Verfahren gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können also konkrete, zu testende Szenarien, nämlich gefährliche Situationen und mögliches Fehlverhalten, in beliebigen plausiblen Situationen getestet, aufgezeichnet und ausgewertet werden. Damit können die durchschnittlichen zeitlichen Abstände zwischen zwei kritischen Verkehrssituationen, die eine automatische Reaktion des Testfahrzeugs erwarten lässt, um Größenordnungen verringert werden..By recognizing such tolerant scenarios, selecting the vehicles involved and imposing the previously defined movement behavior of at least one other vehicle, realistic movements of vehicles occur, in particular without discontinuities, so that the sensor system of the test vehicle including the algorithms to be tested by the autonomous resp semi-autonomous driving should be able to cope. In this way, it can be ensured that critical traffic situations occur almost exclusively on the test vehicle and hardly among the other vehicles themselves. Thus, with the method according to the presently described preferred embodiment of the invention, concrete scenarios to be tested, namely dangerous situations and possible misconduct, can be tested, recorded and evaluated in any plausible situations. Thus, the average time intervals between two critical traffic situations, which can be expected an automatic response of the test vehicle can be reduced by orders of magnitude.

1 zeigt einen Pulkverkehr mit einer Mehrzahl anderer Fahrzeuge um ein Testfahrzeug E, auch Ego-Fahrzeug genannt, herum. Der Übersichtlichkeit halber tragen die anderen Fahrzeuge keine eigenen Bezugszeichen. Das Testfahrzeug E befindet sich zentral innerhalb einer virtuellen Testzone T um das Testfahrzeug herum. Im Rahmen der Simulation werden Fahrzeuge außerhalb der Testzone T initialisiert (dargestellt als Ellipsen um die Fahrzeuge herum) und nach dem Austritt de-initialisiert (dargestellt durch ein Kreuz über dem Fahrzeug). Innerhalb der Testzone T verhalten sich die anderen Fahrzeuge plausibel gemäß ihrer Parametrierung. Eine vordefinierte Verkehrssituation, die zu einer Aufgabe des vollständig randomisierten Fahrens der anderen Fahrzeuge führt, kann beispielsweise wie folgt mittels vierer Kriterien definiert sein, die gleichzeitig erfüllt sein müssen:

  • Kriterium 1: Ein Fahrzeug vor dem Testfahrzeug E auf derselben Spur wie das Testfahrzeug E hat einen Abstand zum Testfahrzeug E von weniger als 50 m.
  • Kriterium 2: Ein Fahrzeug auf der Spur rechts vom Testfahrzeug E hat einen Abstand vom Testfahrzeug E von weniger als 10 m.
  • Kriterium 3: Ein Fahrzeug auf der Spur links vom Testfahrzeug E hat einen Abstand vom Testfahrzeug E von weniger als 10 m.
  • Kriterium 4: Das Testfahrzeug bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von mindestens 40 km/h.
1 shows a traffic with a plurality of other vehicles around a test vehicle e , also called ego vehicle, around. For the sake of clarity, the other vehicles do not bear their own reference signs. The test vehicle e is centrally located within a virtual test zone T around the test vehicle. In the simulation, vehicles will be outside the test zone T initialized (shown as ellipses around the vehicles) and de-initialized after exiting (represented by a cross over the vehicle). Within the test zone T The other vehicles behave plausibly according to their parameterization. For example, a predefined traffic situation leading to a task of fully randomized driving of the other vehicles may be defined as follows by means of four criteria which must be met simultaneously:
  • criteria 1 : A vehicle in front of the test vehicle e on the same lane as the test vehicle e has a distance to the test vehicle e less than 50 meters.
  • criteria 2 : A vehicle on the lane to the right of the test vehicle e has a distance from the test vehicle e less than 10 meters.
  • criteria 3 : A vehicle on the track to the left of the test vehicle e has a distance from the test vehicle e less than 10 meters.
  • criteria 4 : The test vehicle is moving at a speed of at least 40 km / h.

Wenn also eine Situation erkannt worden ist, dass sich ein Fahrzeug vor dem Testfahrzeug E befindet und die linke und die rechte Spur durch weitere Fahrzeuge belegt sind, kann dem vorausfahrenden Fahrzeug vor dem Testfahrzeug eine starke Bremsung aufgeprägt werden. Die Bremsverzögerung ist vorher fest einstellbar und kann in verschiedenen Simulationsdurchläufen variiert werden. Dies ist schematisch in 2 dargestellt. Das Testfahrzeug E nähert sich also dem ihm vorausfahrenden anderen Fahrzeug an, da dieses abbremst, so dass geprüft werden kann, wie sich das Testfahrzeug dabei im autonomen bzw. teilautonomen Fahrbetrieb verhält.So if a situation has been detected that a vehicle is in front of the test vehicle e is located and the left and right lanes are occupied by other vehicles, the preceding vehicle in front of the test vehicle a strong braking can be impressed. The braking delay can be set beforehand and can be varied in different simulation runs. This is schematically in 2 shown. The test vehicle e Thus, it approaches the other vehicle ahead of it, because it decelerates so that it can be checked how the test vehicle behaves in autonomous or semi-autonomous driving mode.

Die vier Kriterien, anhand derer die beispielhafte vordefinierte Verkehrssituation definiert ist, sind nicht als ausschließlich zu verstehen, d.h. sie beinhalten keine Aussage über das Vorhandensein weiterer, nicht durch die drei Kriterien erfasster weiterer Fahrzeuge innerhalb der Testzone T. Dadurch und wegen der Toleranzbehaftung der Kriterien bleibt das für einen randomisierten Test wesentliche Zufallselement erhalten. Beispielsweise lassen die Kriterien offen, ob ein Ausweichmanöver auf eine andere Fahrspur möglich ist oder ob ein hinter dem Testfahrzeug fahrendes weiteres Fahrzeug ein Bremsmanöver des Testfahrzeugs E verbietet.The four criteria by means of which the exemplary predefined traffic situation is defined are not to be understood as exclusive, ie they do not contain any information about the existence of further, not covered by the three criteria, further vehicles within the test zone T , As a result, and because of the tolerance of the criteria, the random element essential for a randomized test is retained. For example, the criteria leave open as to whether an evasive maneuver to another lane is possible or whether a further vehicle driving behind the test vehicle is a braking maneuver of the test vehicle e prohibits.

Wenn die Situationsprüfung eine Situation erkannt hat, bei der auf der rechten Spur eine gewisse Anzahl von Fahrzeugen vorhanden ist, kann ein bestimmtes Fahrzeug ausgewählt werden, das einen Spurwechsel mit vorher festgelegten Parametern durchführt. Der Spurwechsel kann in verschiedenen Simulationsdurchläufen variiert werden. Dies ist in 3 dargestellt, bei dem ein anderes Fahrzeug rechts vor dem Testfahrzeug E eine kritische Situation dadurch provoziert, dass es kurz vor dem Testfahrzeug E vor das Testfahrzeug auf die mittlere Spur fährt. Auch hier kann geprüft werden, wie sich das Testfahrzeug im autonomen bzw. teilautonomen Fahrbetrieb verhält.If the situation check has detected a situation where there is a certain number of vehicles in the right lane, a specific vehicle can be selected to make a lane change with predetermined parameters. The lane change can be varied in different simulation runs. This is in 3 shown in which another vehicle to the right in front of the test vehicle e provoked a critical situation by being just ahead of the test vehicle e in front of the test vehicle on the middle lane. Again, it can be checked how the test vehicle behaves in autonomous or semi-autonomous driving mode.

Die vordefinierten Verkehrssituationen können gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung über eine GUI an einem Bildschirm eingegeben werden, wie in 4 exemplarisch für das in 2 dargestellte Beispiel gezeigt. Die GUI ist Teil einer Software zur Erstellung einer Simulationsumgebung. Die Manöverdefinition besteht aus dem mit „Ego“ bezeichneten Testfahrzeug E und einer vom Anwender beliebig auswählbaren Anzahl von Fellows. Für jeden Fellow ist in einem Texteingabefeld „requirements“ eine Sollvorgabe in Form absoluter oder zum Testfahrzeug relativer Parameter hinterlegbar. Für jeden Fellow ist in einem zweiten Texteingabefeld „vehicle maneuver“ ein Manöver definierbar, das der jeweilige Fellow ausführt, sobald alle auf der linken Seite definierten Sollvorgaben erfüllt sind. Ein leeres Feld bedeutet, dass der entsprechende Fellow kein besonderes Manöver durchführen soll. Beispielsweise soll das Testfahrzeug hier mindestens 40 km/h schnell fahren, und der erste Fellow soll sich auf der Spur links vom Testfahrzeug in einem Abstand von höchsten 10 m vor oder hinter dem Testfahrzeug E befinden.The predefined traffic situations can be entered via a GUI on a screen, as in FIG. 1, according to a preferred embodiment of the invention 4 exemplary for the in 2 shown example shown. The GUI is part of software for creating a simulation environment. The maneuver definition consists of the "Ego" designated test vehicle e and a user-selectable number of Fellows. For each fellow, a target specification in the form of absolute parameters or parameters relative to the test vehicle can be stored in a text input field "requirements". For each Fellow, a maneuver can be defined in a second text entry field "vehicle maneuver", which the respective Fellow performs as soon as all the target specifications defined on the left side have been fulfilled. An empty field means that the corresponding fellow should not perform a special maneuver. For example, the test vehicle should travel at least 40 km / h, and the first fellow should be on the track to the left of the test vehicle at a distance of 10 m in front of or behind the test vehicle e are located.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Ee
Testfahrzeugtest vehicle
TT
Testzonetest zone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005047591 A1 [0005]DE 102005047591 A1 [0005]
  • DE 102006044086 A1 [0006]DE 102006044086 A1 [0006]
  • DE 102017116192 A1 [0007]DE 102017116192 A1 [0007]
  • DE 102016109651 A1 [0008]DE 102016109651 A1 [0008]

Claims (12)

Verfahren zum Simulieren verschiedener Verkehrssituationen für ein Testfahrzeug (E), mit folgenden Verfahrensschritten: - simuliertes Fahren des Testfahrzeugs (E) durch ein simuliertes vorbestimmtes Straßennetz, - simuliertes randomisiertes Fahren einer Mehrzahl anderer Fahrzeuge durch das Straßennetz, - Erfassen wenigstens eines Fahrparameters für das Testfahrzeug (E), - Erfassen wenigstens eines jeweiligen Fahrparameters für alle anderen Fahrzeuge innerhalb einer vorbestimmten Testzone (T) um das Testfahrzeug (E) herum, - Überprüfen, während des randomisierten Fahrens der anderen Fahrzeuge, ob sich das Testfahrzeug (E) und wenigstens ein anderes Fahrzeug in der Testzone (T) in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden, wobei eine vordefinierte Verkehrssituation gegeben ist durch wenigstens einen Fahrparameter eines anderen Fahrzeugs innerhalb der Testzone (T) oder durch wenigstens einen Fahrparameter des Testfahrzeugs (E) und wenigstens eines Fahrparameter eines anderen Fahrzeugs innerhalb der Testzone, und - für den Fall, dass sich das Testfahrzeug (E) und wenigstens ein anderes Fahrzeug in der Testzone (T) in einer vordefinierten Verkehrssituation befinden, Beenden des randomisierten Fahrens wenigstens eines anderen Fahrzeugs, das sich in der vordefinierten Verkehrssituation befindet, und Erzwingen eines vorbestimmten Fahrmanövers des anderen, nicht mehr randomisiert fahrenden Fahrzeugs, wobei das vorbestimmte Fahrmanöver durch die erfasste vordefinierte Verkehrssituation vorgegeben ist.Method for simulating different traffic situations for a test vehicle (E), comprising the following method steps: simulated driving of the test vehicle (E) through a simulated predetermined road network, simulated randomized driving of a plurality of other vehicles through the road network, Detecting at least one driving parameter for the test vehicle (E), Detecting at least one respective driving parameter for all other vehicles within a predetermined test zone (T) around the test vehicle (E), Checking, during the randomized driving of the other vehicles, whether the test vehicle (E) and at least one other vehicle in the test zone (T) are in a predefined traffic situation, wherein a predefined traffic situation is given by at least one driving parameter of another vehicle within the vehicle Test zone (T) or by at least one driving parameter of the test vehicle (E) and at least one driving parameter of another vehicle within the test zone, and in the event that the test vehicle (E) and at least one other vehicle in the test zone (T) are in a predefined traffic situation, stopping the randomized driving of at least one other vehicle that is in the predefined traffic situation and forcing a predetermined one Driving maneuver of the other, no longer randomized moving vehicle, the predetermined driving maneuver is predetermined by the detected predefined traffic situation. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Testfahrzeug (E) ein wenigstens einen Sensor aufweisendes Sensorsystem zum Erfassen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs aufweist und wenigstens teilweise aufgrund von von dem Sensorsystem erfassten Signalen gesteuert wird.Method according to Claim 1 wherein the test vehicle (E) comprises a sensor system comprising at least one sensor for detecting objects in the surroundings of the vehicle and is controlled at least in part on the basis of signals detected by the sensor system. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Abmessungen der Testzone (T) um das Testfahrzeug (E) hinreichend groß sind, dass eine Mehrzahl von anderen Fahrzeugen in der Testzone fahren kann.Method according to Claim 2 in that the dimensions of the test zone (T) around the test vehicle (E) are sufficiently large that a plurality of other vehicles can travel in the test zone. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Fahrparameter die Position des Testfahrzeugs (E) bzw. eines anderen Fahrzeugs oder/und die Geschwindigkeit des Testfahrzeugs (E) bzw. eines anderen Fahrzeugs oder/und die Ausrichtung des Testfahrzeugs (E) bzw. eines anderen Fahrzeugs oder/und die Beschleunigung des Testfahrzeugs (E) bzw. eines anderen Fahrzeugs dient.Method according to one of the preceding claims, wherein as the driving parameter, the position of the test vehicle (E) or another vehicle and / or the speed of the test vehicle (E) or another vehicle and / or the orientation of the test vehicle (E) or a another vehicle and / or the acceleration of the test vehicle (E) or another vehicle is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine vordefinierte Verkehrssituation durch einen jeweiligen Wertebereich für einen berücksichtigten Fahrparameter gegeben ist.Method according to one of the preceding claims, wherein a predefined traffic situation is given by a respective value range for a considered driving parameter. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Fahrparameter in einer vordefinierten Verkehrssituation als absoluter Wert oder als zum Testfahrzeug (E) relativer Wert vorgegeben ist.Method according to one of the preceding claims, wherein at least one driving parameter in a predefined traffic situation is given as an absolute value or as a relative value to the test vehicle (E). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das simulierte randomisierte Fahren der Mehrzahl anderer Fahrzeuge durch das Straßennetz nur innerhalb eines vorbestimmten Abstands zu dem Testfahrzeug (E) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the simulated randomized driving the plurality of other vehicles through the road network only within a predetermined distance to the test vehicle (E). Verfahren nach Anspruch 7, wobei der vorbestimmte Abstand von dem Testfahrzeug (E) der Testzone (T) um das Testfahrzeug (E) herum entspricht.Method according to Claim 7 wherein the predetermined distance from the test vehicle (E) corresponds to the test zone (T) around the test vehicle (E). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die erfasste vordefinierte Verkehrssituation vorgegeben ist, genau ein vorbestimmtes Fahrmanöver durchzuführen.Method according to one of the preceding claims, wherein predetermined by the predefined traffic situation to perform exactly a predetermined driving maneuver. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem zusätzlichen Schritt: - Aufzeichnen von Fahrparametern des Testfahrzeugs (E) und von Fahrparametern der anderen Fahrzeuge in der Testzone (T) wenigstens ab dem Zeitpunkt, zu dem erfasst worden ist, dass eine vordefinierten Verkehrssituation vorliegt.Method according to one of the preceding claims, with the following additional step: - Recording of driving parameters of the test vehicle (E) and driving parameters of the other vehicles in the test zone (T) at least from the time when it has been detected that a predefined traffic situation exists. Nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium mit darauf abgespeicherten Befehlen, die bei ihrer Ausführung auf einem Prozessor ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bewirken.Non-transitory, computer-readable storage medium having instructions stored thereon that, when executed on a processor, execute a method according to one of Claims 1 to 9 cause. Computersystem, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Computer system adapted to carry out a method according to one of Claims 1 to 10 ,
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