DE102019107545A1

DE102019107545A1 - Verfahren zur Validierung einer Steuerung

Info

Publication number: DE102019107545A1
Application number: DE102019107545.9A
Authority: DE
Inventors: Mohammad Rasty
Original assignee: FEV Europe GmbH
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-05-09
Also published as: DE102020106953A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung einer aktuellen Steuerung (1) eines Fahrzeugs (12) und/oder einer Fahrzeugkomponente, wobei die aktuelle Steuerung (1) auf Basis einer validierten Steuerung (2) erzeugt wurde, und wobei die aktuelle Steuerung (1) und die validierte Steuerung (2) adaptiv sind, umfassend die Schritte:
a) Ermitteln einer reduzierten Menge an Eingabeparametern (3) zur Eingabe in die aktuelle Steuerung (1), wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern (1) eine Teilmenge von einer Gesamtmenge an Eingabeparametern (7) ist, und wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern (3) nur solche Elemente umfasst, für die eine Fehlergrenze überschritten wurde;
b) Erzeugen von einer reduzierten Menge an Ausgabeparametern (4) durch die aktuelle Steuerung (1) aus der reduzierten Menge an Eingabeparametern (3);
c) Validierung der aktuellen Steuerung (1) durch einen Vergleich der reduzierten Menge an Ausgabeparametern (4) mit einer Gesamtmenge an Ausgabeparametern (8), wobei die Gesamtmenge an Ausgabeparametern (8) von der validierten Steuerung (2) erzeugt wurde.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung einer Steuerung eines Fahrzeugs und/oder einer Fahrzeugkomponente, ein Computerprogrammprodukt, eine Steuergerät und ein Fahrzeug.
Die US5189619 offenbart ein auf künstlicher Intelligenz basierendes adaptives Fahrzeugsteuersystem. Da das Fahrzeugsystem adaptiv ist, ist es Veränderungen unterworfen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Validierung einer aktuellen Steuerung eines Fahrzeugs und/oder einer Fahrzeugkomponente, wobei die aktuelle Steuerung auf Basis einer validierten Steuerung erzeugt wurde, und wobei die aktuelle Steuerung und die validierte Steuerung adaptiv sind, umfasst die Schritte:

a) Ermitteln einer reduzierten Menge an Eingabeparametern zur Eingabe in die aktuelle Steuerung, wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern eine Teilmenge von einer Gesamtmenge an Eingabeparametern ist, und wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern nur solche Elemente umfasst, für die eine Fehlergrenze überschritten wurde;
b) Erzeugen von einer reduzierten Menge an Ausgabeparametern durch die aktuelle Steuerung aus der reduzierten Menge an Eingabeparametern;
c) Validierung der aktuellen Steuerung durch einen Vergleich der reduzierten Menge an Ausgabeparametern mit einer Gesamtmenge an Ausgabeparametern, wobei die Gesamtmenge an Ausgabeparametern von der validierten Steuerung erzeugt wurde.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch die Berücksichtigung von nur einer Teilmenge der Gesamtmenge an Eingangsparametern eine schnelle und kostengünstige Validierung der aktuellen Steuerung, da weniger Rechenzeit für die Durchführung des Verfahrens benötigt wird.
Im Rahmen der Erfindung zeigte sich, dass adaptive Steuerungen, häufigen Änderungen unterworfen sind. Bei einer adaptiven Steuerung werden Funktionsparameter der Steuerung auf Basis von neuen Eingabeparametern und den daraus erzeugten Ausgabeparametern angepasst. Somit können sich die Funktionen mit jedem neuen Eingabeparameter ändern.
Insbesondere für die Funktionssicherheit solcher Steuerungen im automobilen Bereich wäre es erforderlich, nach jeder Veränderung eine erneute Validierung der Steuerung unter Berücksichtigung der Gesamtmenge an Eingabeparametern durchzuführen. Dies würde jedoch eine enorme Menge an Rechenzeit benötigen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Validierung unter Aufwendung von weniger Rechenzeit, da nur eine Teilmenge an Eingabeparametern berücksichtigt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet zudem, dass nur solche Elemente der Gesamtmenge an Eingabeparametern nicht Teil der reduzierten Menge an Eingabeparametern sind, bei denen eine Fehlergrenze nicht überschritten wurde.
Dies ermöglicht eine sichere Validierung der aktuellen Steuerung, da Elemente für die Validierung berücksichtigt werden, bei denen ein Fehler besonders groß ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn Unterschiede zwischen der validierten und der aktuellen Steuerung vorliegen, welche Einfluss auf die reduzierte Menge an Eingabeparametern haben.
Für den Vergleich werden die Mengen hinsichtlich der der Anzahl ihrer Elemente und/oder die Werte von Elementen der Menge verglichen. Der Vergleich liefert eine Wertedifferenz für die Elemente der reduzierten Menge an Ausgabeparametern.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst ein Programm, das wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Ein erfindungsgemäßes Steuergerät umfasst eine validierte Steuerung.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Steuergerät.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich in gleich Weise für ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt, ein erfindungsgemäßes Steuergerät und ein erfindungsgemäßes Fahrzeug.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figur näher erläutert. Dabei zeigt:

1 schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, eine erfindungsgemäßes Steuergerät und ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt und
2 schematisch eine Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßes Verfahren.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 12, umfassend ein erfindungsgemäßes Steuergerät 13. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Steuergerät 13 ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt 14. Das Computerprogrammprodukt 14 umfasst ein Programm, das wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Validierung einer aktuellen Steuerung 1 eines Fahrzeugs 12 und/oder einer Fahrzeugkomponente, wobei die aktuelle Steuerung 1 auf Basis einer validierten Steuerung 2 erzeugt wurde, und wobei die aktuelle Steuerung 1 und die validierte Steuerung 2 adaptiv sind. Das Verfahren umfasst die Schritte:

a) Ermitteln einer reduzierten Menge an Eingabeparametern 3 zur Eingabe in die aktuelle Steuerung 1, wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern 1 eine Teilmenge von einer Gesamtmenge an Eingabeparametern 7 ist, und wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern 3 nur solche Elemente umfasst, für die eine Fehlergrenze überschritten wurde;
b) Erzeugen von einer reduzierten Menge an Ausgabeparametern 4 durch die aktuelle Steuerung 1 aus der reduzierten Menge an Eingabeparametern 3;
c) Validierung der aktuellen Steuerung 1 durch einen Vergleich der reduzierten Menge an Ausgabeparametern 4 mit einer Gesamtmenge an Ausgabeparametern 8, wobei die Gesamtmenge an Ausgabeparametern 8 von der validierten Steuerung 2 erzeugt wurde.

In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Gesamtmenge an Eingabeparametern 7 parametrisierte Funktionen. Diese umfassen Funktionen, welche Wettersituationen und/oder Lichtsituationen für das Fahrzeug 12 beschreiben.
Die Gesamtmenge an Ausgabeparametern 8 wird von der validierten Steuerung 2 aus der Gesamtmenge der Eingabeparameter 7 erzeugt.
Die validierte Steuerung 2 wurde unter Berücksichtigung der Gesamtmenge an Eingabeparametern 7 validiert.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Eingabeinformationen generalisiert und umfassen einzelne Bildpunkte von einem Bild, welches von einer Kamera des Fahrzeugs erfasst wurde. In dem Bild sind Informationen zu Objekten enthalten, welche relevant für das Fahrzeug 12 sind.
Die Eingabeparameter 7,3 sind in einem multidimensionalen Raum mit einem Vektor der Größe d darstellbar. Die Ausgabeparameter sind n dimensional. Die Gesamtmenge an Ausgabeparametern 8 ist mannigfaltig und umfasst mögliche Eingaben für die aktuelle Steuerung 1. Die Gesamtmenge an Eingabeparametern 7 umfasst idealerweise alle möglichen Situationen für das Fahrzeug 12, die real vorkommen können.
Da sich die aktuelle Steuerung 1 aufgrund der lernfähigen künstlichen Intelligenzelemente oft ändert, erfolgt eine erneute Validierung nach jeder Änderung. Dabei wird nur die reduzierte Menge an Eingabeparameter 3 berücksichtigt.
Diese Menge 3 ist so gewählt, dass nur solche Elemente umfasst sind, für die es eine Änderung in der korrespondierenden Menge an Ausgabeparametern 15 gab. Diese Elemente zeichnen sich durch einen Fehler aus, welcher oberhalb der Fehlergrenze liegen.
Die Fehlergrenze wird unter Berücksichtigung von der Gesamtmenge an Ausgabeparametern 8 und einer Gesamtmenge an geschätzten Ausgabeparametern 6 der validierten Steuerung 2 ermittelt.
Die Gesamtmenge an geschätzten Ausgabeparametern 6 hat eine kleinere Dimension als die Gesamtmenge der Ausgabeparameter 8. Diese wird beschrieben durch: $\sum_{i = 1}^{n} α_{i} (μ) φ_{i} (x) .$
Dabei beschreibt a_i(µ) eine Wichtung des Parameters µ. φ ist die Basisfunktion. Es gilt x ∈ Xⁿ.
Die geschätzten Ausgabeparametern 6 weisen eine Dimension N auf. Es gilt N « n. Dies ermöglicht eine Reduktion der benötigten Rechenzeit für die Validierung der aktuellen Steuerung 1.
Für die Reduktion der Dimension wird eine Fehlergrenze definiert. Diese wird unter Berücksichtigung des tatsächlichen Fehlers zwischen der Gesamtmenge an Ausgabeparametern 8 und der Gesamtmenge an geschätzten Ausgabeparametern 6 bestimmt. Der Fehler ist e_N(µ). Die Fehlergrenze ist Δ_N(µ). Dabei ist Δ_Ndie ein Maß für die Genauigkeit der Abschätzung.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Fehlergrenze eine obere Fehlergrenze. Die obere Fehlergrenze Δ_N(µ), wird bestimmt, ohne e_N(µ) w zu berechnen.
Dies ermöglicht eine schnelle und sichere Bestimmung der Fehlergrenze, da diese Methode für alle praktisch betrachteten Fälle sicher angewendet werden kann.
Es gilt e_N(µ) < Δ_N(µ) < ε. Dies gilt für alle Parameter µ . Dabei ist ε eine Fehlertoleranz. Diese wird in diesem Ausführungsbeispiel manuell festgelegt. Eine Berechnung der reduzierten Menge an Ausgabeparametern $4 \sum_{i = 1}^{N} α_{i} (μ) ψ_{i} (x)$
wird so innerhalb kurzer Rechenzeit für alle µ ermöglicht.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die Basisfunktionen ψ_i(x) mittels einer Methode der reduzierten Basisfunktionen ermittelt. Dies ermöglicht eine weitere Verkürzung der Rechenzeit für das erfindungsgemäße Verfahren.
Ein Fehler wird auf die reduzierte Menge an Ausgabeparametern 4 ermittelt, wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern 3 nur solche Elemente umfasst, für die der ermittelte Fehler in der reduzierten Menge an Ausgabeparametern 4 kleiner der Fehlergrenze ist.
Für die Ermittlung des Fehlers wird die korrespondierende Menge an Ausgabeparametern 15 berücksichtigt.
Für die Fehlergrenze Δ_N(µ) liegt mit ε eine Bewertung für die Fehlergrenze vor. Für ein Ergebnis Δ_N(µ) < ε liegt die Fehlergrenze unterhalb der Fehlertoleranz. Für diese Fälle wird eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als sicher angesehen.
Für alle anderen Fälle Δ_N(µ) ≥ ε erfolgt eine Durchführung der Validierung mit der Gesamtmenge an Eingabeparametern 7.
Dies ermöglicht eine sichere Validierung der aktuellen Steuerung 1. Zusätzlich wird Δ_N(µ) < ε in der Mehrzahl der praktischen Fälle erreicht, so dass das erfindungsgemäße Verfahren für viele Vielzahl an Fällen durchgeführt werden kann.
Für den Vergleich aus Schritt c) wird nur eine korrespondierende Menge an Ausgabeparametern 15 berücksichtigt, wobei die korrespondierende Menge an Ausgabeparametern 15 eine Teilmenge der Gesamtmenge an Ausgabeparametern 8 ist.
Die korrespondierende Menge an Ausgabeparametern 15 umfasst Elemente, welche Elementen aus der reduzierten Menge an Eingabevektoren 3 zugeordnet werden können.
Dies ermöglicht einen vereinfachten Vergleich, da nur eine reduzierte Menge an Elementen verglichen wird. Dadurch wird die Rechenzeit, welche für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt wird vorteilhaft reduziert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5189619 [0002]

Claims

Verfahren zur Validierung einer aktuellen Steuerung (1) eines Fahrzeugs (12) und/oder einer Fahrzeugkomponente, wobei die aktuelle Steuerung (1) auf Basis einer validierten Steuerung (2) erzeugt wurde, und wobei die aktuelle Steuerung (1) und die validierte Steuerung (2) adaptiv sind, umfassend die Schritte: a) Ermitteln einer reduzierten Menge an Eingabeparametern (3) zur Eingabe in die aktuelle Steuerung (1), wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern (1) eine Teilmenge von einer Gesamtmenge an Eingabeparametern (7) ist, und wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern (3) nur solche Elemente umfasst, für die eine Fehlergrenze überschritten wurde; b) Erzeugen von einer reduzierten Menge an Ausgabeparametern (4) durch die aktuelle Steuerung (1) aus der reduzierten Menge an Eingabeparametern (3); c) Validierung der aktuellen Steuerung (1) durch einen Vergleich der reduzierten Menge an Ausgabeparametern (4) mit einer Gesamtmenge an Ausgabeparametern (8), wobei die Gesamtmenge an Ausgabeparametern (8) von der validierten Steuerung (2) erzeugt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fehlergrenze unter Berücksichtigung von der Gesamtmenge an Ausgabeparametern (8) und einer Gesamtmenge an geschätzten Ausgabeparametern (6) der validierten Steuerung (2) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fehlergrenze eine obere Fehlergrenze ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die validierte Steuerung (2) unter Berücksichtigung der Gesamtmenge an Eingabeparametern (7) validiert wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für den Vergleich aus Schritt c) nur eine korrespondierende Menge an Ausgabeparametern (15) berücksichtigt wird, und wobei die korrespondierende Menge an Ausgabeparametern (15) eine Teilmenge der Gesamtmenge an Ausgabeparametern (8) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Fehler auf die reduzierte Menge an Ausgabeparametern (4) ermittelt wird, und wobei die reduzierte Menge an Eingabeparametern (3) nur solche Elemente umfasst, für die der ermittelte Fehler in der reduzierten Menge an Ausgabeparametern (4) kleiner der Fehlergrenze ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei für die Ermittlung des Fehlers die korrespondierende Menge an Ausgabeparametern (15) berücksichtigt wird.
Computerprogrammprodukt (14), umfassend ein Programm, das wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Steuergerät (13), umfassend eine aktuelle Steuerung (1).
Fahrzeug (12), umfassend ein Steuergerät (13) nach Anspruch 9.