DE102020105783A1 - Method of creating a reduced neural network - Google Patents

Method of creating a reduced neural network Download PDF

Info

Publication number
DE102020105783A1
DE102020105783A1 DE102020105783.0A DE102020105783A DE102020105783A1 DE 102020105783 A1 DE102020105783 A1 DE 102020105783A1 DE 102020105783 A DE102020105783 A DE 102020105783A DE 102020105783 A1 DE102020105783 A1 DE 102020105783A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
input data
data sets
neural network
output data
reduced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020105783.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Mohammad Rasty
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Group GmbH
Original Assignee
FEV Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV Group GmbH filed Critical FEV Group GmbH
Publication of DE102020105783A1 publication Critical patent/DE102020105783A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • G06N3/082Learning methods modifying the architecture, e.g. adding, deleting or silencing nodes or connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erzeugung eines reduzierten neuronalen Netzes (20) für ein Steuergerät (2) eines Fahrzeugs (1) mit den folgenden Schritten:- Initialisieren des reduzierten neuronalen Netzes (20) in einem ersten Schritt (11),- Berechnen von jeweiligen ersten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen (31a, 31b, 31z) mithilfe eines ersten neuronalen Netzes (30) und in Abhängigkeit eines jeweiligen Eingangsdatensatzes (32a, 32b, 32z), wobei eine Gesamtheit der jeweiligen Eingangsdatensätze (32a, 32b, 32z) eine erste Menge (32) der Eingangsdatensätze bildet, in einem zweiten Schritt (12)- Bestimmen von jeweiligen Abweichungen (42a, 42b, 42z) der ersten Ausgangsdatensätze (31a, 31b, 31z) von jeweiligen Vergleichsdatensätzen (41a, 41b, 41z) in einem dritten Schritt (13), wobei der jeweilige erste Ausgangsdatensatz (31a, 31b, 31z) mit dem jeweiligen Vergleichsdatensatz (41a, 41b, 41z) korrespondiert,- Adaptieren des reduzierten neuronalen Netzes (20) in Abhängigkeit einer zweiten Menge der Eingangsdatensätze, die eine Teilmenge der ersten Menge ist, wobei die zu den Eingangsdatensätzen der zweiten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze im Durchschnitt eine größere Abweichung aufweisen als die zu den übrigen Eingangsdatensätzen der ersten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze, wobei die übrigen Eingangsdatensätze eine dritte Menge der Eingangsdatensätze bilden und das reduzierte neuronale Netz (20) unabhängig von der dritten Menge der Eingangsdatensätze adaptiert wird, in einem vierten Schritt (16),- Wiederholen der Schritte drei und vier, bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist.The invention relates to methods for generating a reduced neural network (20) for a control unit (2) of a vehicle (1), comprising the following steps: - initializing the reduced neural network (20) in a first step (11), - calculating each first corresponding output data sets (31a, 31b, 31z) with the aid of a first neural network (30) and in dependence on a respective input data set (32a, 32b, 32z), a total of the respective input data sets (32a, 32b, 32z) being a first set (32 ) forms the input data sets in a second step (12) - determining respective deviations (42a, 42b, 42z) of the first output data sets (31a, 31b, 31z) from respective comparison data sets (41a, 41b, 41z) in a third step (13 ), the respective first output data record (31a, 31b, 31z) corresponding to the respective comparison data record (41a, 41b, 41z), - adapting the reduced neural network (20) as a function a second set of input data sets, which is a subset of the first set, the first output data sets corresponding to the input data sets of the second set having a greater deviation on average than the first output data sets corresponding to the other input data sets of the first set, the other input data sets being a third Form the set of input data sets and the reduced neural network (20) is adapted independently of the third set of input data sets, in a fourth step (16), - repeating steps three and four until an abort criterion is met.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines reduzierten neuronalen Netzes für ein Steuergerät eines Fahrzeugs und/oder einer Fahrzeugkomponente, ein Steuergerät für ein Fahrzeug und/oder eine Fahrzeugkomponente, ein Fahrzeug, ein reduziertes neuronales Netz und ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for generating a reduced neural network for a control device of a vehicle and / or a vehicle component, a control device for a vehicle and / or a vehicle component, a vehicle, a reduced neural network and a computer program product.

Die DE 10 2018 103 113 offenbart ein Steuergerät eines Fahrzeugs mit einem neuronalen Netz.The DE 10 2018 103 113 discloses a control device of a vehicle with a neural network.

Das vorgeschlagene Verfahren zum Erstellen eines reduzierten neuronalen Netzes für ein Steuergerät eines Fahrzeugs und/oder einer Fahrzeugkomponente umfasst die folgenden Schritte:

  • - Initialisieren des reduzierten neuronalen Netzes in einem ersten Schritt,
  • - Berechnen von jeweiligen ersten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen mithilfe eines ersten neuronalen Netzes und in Abhängigkeit eines jeweiligen Eingangsdatensatzes, wobei eine Gesamtheit der jeweiligen Eingangsdatensätze eine erste Menge der Eingangsdatensätze bildet, in einem zweiten Schritt,
  • - Bestimmen von jeweiligen Abweichungen der ersten Ausgangsdatensätze von jeweiligen Vergleichsdatensätzen in einem dritten Schritt, wobei der jeweilige erste Ausgangsdatensatz mit dem jeweiligen Vergleichsdatensatz korrespondiert,
  • - Adaptieren des reduzierten neuronalen Netzes in Abhängigkeit einer zweiten Menge der Eingangsdatensätze, die eine Teilmenge der ersten Menge ist, wobei die zu den Eingangsdatensätzen der zweiten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze im Durchschnitt eine größere Abweichung aufweisen als die zu den übrigen Eingangsdatensätzen der ersten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze, wobei die übrigen Eingangsdatensätze eine dritte Menge der Eingangsdatensätze bilden und das reduzierte neuronale Netz unabhängig von der dritten Menge der Eingangsdatensätze adaptiert wird, in einem vierten Schritt,
  • - Wiederholen der Schritte drei und vier, bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist.
The proposed method for creating a reduced neural network for a control device of a vehicle and / or a vehicle component comprises the following steps:
  • Initializing the reduced neural network in a first step,
  • Calculating respective first corresponding output data sets with the aid of a first neural network and depending on a respective input data set, a total of the respective input data sets forming a first set of the input data sets in a second step,
  • Determining in a third step the respective deviations of the first output data sets from the respective comparison data sets, the respective first output data set corresponding to the respective comparison data set,
  • - Adapting the reduced neural network as a function of a second set of input data sets, which is a subset of the first set, the first output data sets corresponding to the input data sets of the second set having, on average, a greater deviation than the first corresponding to the other input data sets of the first set Output data sets, the remaining input data sets forming a third set of input data sets and the reduced neural network being adapted independently of the third set of input data sets, in a fourth step,
  • - Repeat steps three and four until an abort criterion is met.

Die Eingangsdatensätze der dritten Menge sind nicht in der zweiten Menge enthalten. Für den Begriff „neuronales Netz“ wird im Folgenden der Begriff „Netz“ verwendet.The input data records of the third set are not included in the second set. The term “network” is used below for the term “neural network”.

Die Eingangsdatensätze, die ersten Ausgangsdatensätze und die Vergleichsdatensätze können jeweils Vektoren sein. Die jeweilige Abweichung der ersten Ausgangsdatensätze kann beispielsweise mit Hilfe einer Vektornorm eines jeweiligen Differenzvektors bestimmt werden. Der jeweilige Differenzvektor wird bevorzugt aus einer Differenz zwischen dem entsprechenden ersten Ausgangsdatensatz und dem entsprechenden Vergleichsdatensatz berechnet. Mit den jeweiligen ersten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen ist jeweils ein einzelner erster Ausgangsdatensatz gemeint, der in Abhängigkeit des zu diesem Ausgangsdatensatz korrespondierenden jeweiligen Eingangsdatensatz berechnet wird.The input data sets, the first output data sets and the comparison data sets can each be vectors. The respective deviation of the first output data sets can be determined, for example, with the aid of a vector standard of a respective difference vector. The respective difference vector is preferably calculated from a difference between the corresponding first output data set and the corresponding comparison data set. The respective first corresponding output data records mean in each case a single first output data record which is calculated as a function of the respective input data record corresponding to this output data record.

Ein Korrespondieren des jeweiligen ersten Ausgangsdatensatzes mit dem jeweiligen Vergleichsdatensatz meint, dass diese beiden Datensätze in einem Zusammenhang mit demjenigen Eingangsdatensatz stehen, mit dem der jeweilige erste Ausgangsdatensatz berechnet wird. Beispielsweise kann der jeweilige Vergleichsdatensatz mithilfe des reduzierten Netzes und in Abhängigkeit desjenigen Eingangsdatensatzes berechnet werden, mit dem der zu diesem Eingangsdatensatz korrespondierende erste Ausgangsdatensatz anhand des ersten Netzes berechnet wird. Der entsprechende Vergleichsdatensatz ist in diesem Fall bevorzugt ein Ausgangsdatensatz des reduzierten Netzes.Corresponding the respective first output data record with the respective comparison data record means that these two data records are related to the input data record with which the respective first output data record is calculated. For example, the respective comparison data record can be calculated using the reduced network and depending on the input data record with which the first output data record corresponding to this input data record is calculated on the basis of the first network. In this case, the corresponding comparison data record is preferably an output data record of the reduced network.

Das Steuergerät des Fahrzeugs und/oder der Fahrzeugkomponente ist eingerichtet, zumindest einen Betriebsparameter des Fahrzeugs und/oder der Fahrzeugkomponente zu steuern. Der Betriebsparameter kann beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, Abstände zwischen dem Fahrzeug und einem weiteren Fahrzeug, eine Motordrehzahl, eine Bremskraft oder ein Lenkwinkel sein. Vorteilhafterweise sind das Fahrzeug und/oder die Fahrzeugkomponente für ein autonomes und/oder teilweise autonomes Fahren einsetzbar.The control device of the vehicle and / or the vehicle component is set up to control at least one operating parameter of the vehicle and / or the vehicle component. The operating parameter can be, for example, a speed, an acceleration, distances between the vehicle and another vehicle, an engine speed, a braking force or a steering angle. The vehicle and / or the vehicle component can advantageously be used for autonomous and / or partially autonomous driving.

Das vorgeschlagene Verfahren und das Steuergerät ermöglichen eine Steuerung des autonomen und/oder teilweise autonomen Fahrzeuges und/oder der Fahrzeugkomponente in verschiedenen Fahrsituationen. Fahrsituationen können beispielsweise das Fahren auf der Autobahn und/oder das Fahren innerhalb von Städten und/oder das Fahren in verkehrsberuhigten Bereichen sein.The proposed method and the control device enable control of the autonomous and / or partially autonomous vehicle and / or the vehicle component in various driving situations. Driving situations can be, for example, driving on the motorway and / or driving within cities and / or driving in traffic-calmed areas.

Die Schritte drei und vier werden so lange wiederholt, bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist. Des Weiteren ist eine andere Reihenfolge als die bisher genannte Reihenfolge der Schritte möglich. Beispielsweise kann der zweite Schritt vor dem ersten Schritt durchgeführt werden.Steps three and four are repeated until a termination criterion is met. Furthermore, a different order than the order of the steps mentioned so far is possible. For example, the second step can be carried out before the first step.

Es ist möglich, dass das reduzierte Netz in dem vierten Schritt nur in Abhängigkeit eines einzelnen Eingangsdatensatzes adaptiert wird. Die zweite Menge weist in diesem Fall nur diesen einen Eingangsdatensatz auf.It is possible that the reduced network is only adapted in the fourth step as a function of a single input data record. In this case, the second set has only this one input data record.

Das Adaptieren des reduzierten Netzes in Abhängigkeit der zweiten Menge der Eingangsdatensätze kann beispielsweise für den Fall, dass die zweite Menge nur einen einzigen Eingangsdatensatz hat folgendermaßen erfolgen. Das reduzierte Netz wird in Abhängigkeit des zu dem Eingangsdatensatz der zweiten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensatz und/oder dessen Abweichung adaptiert. Da dieser korrespondierende erste Ausgangsdatensatz beziehungsweise dessen Abweichung mithilfe des Eingangsdatensatzes der zweiten Menge berechnet wurde, erfolgt das Adaptieren indirekt in Abhängigkeit dieses Eingangsdatensatzes. Mit der Abhängigkeit ist demnach auch eine indirekte Abhängigkeit gemeint. The reduced network can be adapted as a function of the second set of input data sets, for example in the event that the second set has only a single input data set, as follows. The reduced network is adapted depending on the first output data set corresponding to the input data set of the second set and / or its deviation. Since this corresponding first output data set or its deviation was calculated using the input data set of the second set, the adaptation takes place indirectly as a function of this input data set. The dependency also means an indirect dependency.

Des Weiteren soll auch eine vierte Menge von Eingangsdatensätzen betrachtet werden, die alle diejenigen Eingangsdatensätze zusammenfasst, die im vierten Schritt bei mehrmaligem Wiederholen der Schritte drei und vier jeweils zu der zweiten Menge gehören.Furthermore, a fourth set of input data sets is to be considered, which summarizes all those input data sets which in the fourth step are repeated for the second set when steps three and four are repeated several times.

Die erste Menge ist vorteilhaft diejenige Menge an Eingangsdatensätzen, die für ein Training oder für ein Training und ein Testen des ersten Netzes verwendet wurde, bevor der zweite oder erste Schritt durchgeführt wird. In diesem Sinne kann das Verfahren auch einen initialen Schritt umfassen, in dem das erste Netz mithilfe der ersten Menge der Eingangsdatensätze erzeugt wird.The first set is advantageously the set of input data sets that was used for a training session or for a training session and a testing of the first network before the second or first step is carried out. In this sense, the method can also include an initial step in which the first network is generated using the first set of input data records.

Vorteilhaft enthalten die zweite Menge und die vierte Menge weniger als ein Drittel der Eingangsdatensätze der ersten Menge. Der erste Vorteil, das reduzierte Netz in Abhängigkeit der zweiten Menge zu adaptieren, besteht darin, dass ein Rechenaufwand beim Adaptieren reduziert werden kann. Dies ist ein Unterschied gegenüber einem Lernverfahren beispielsweise des ersten Netzes, bei welchem das erste Netz in Abhängigkeit von allen Eingangsdatensätzen der ersten Menge adaptiert wird. Bei einem solchen Lernverfahren kann das erste Netz beim Training in Abhängigkeit von einem gemittelten Fehler adaptiert werden, der in Abhängigkeit von allen Ausgangsdatensätzen des ersten Netzes berechnet wird, die mithilfe aller Eingangsdatensätze der ersten Menge berechnet wurden.The second set and the fourth set advantageously contain less than a third of the input data records of the first set. The first advantage of adapting the reduced network as a function of the second set is that a computing effort during adaptation can be reduced. This differs from a learning method, for example of the first network, in which the first network is adapted as a function of all input data records of the first set. With such a learning method, the first network can be adapted during training as a function of an averaged error, which is calculated as a function of all output data records of the first network, which were calculated using all input data records of the first set.

Ein zweiter Vorteil, das reduzierte Netz in Abhängigkeit der zweiten Menge zu adaptieren, besteht darin, dass ein Rechenaufwand des reduzierten Netzes bei einem Einsatz des reduzierten Netzes in dem Steuergerät reduziert werden kann. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass das reduzierte Netz eine geringe Komplexität als das erste Netz aufweisen kann und eine Dimension einer Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes kleiner als eine Dimension einer Mannigfaltigkeit des ersten Netzes sein kann. Die geringere Komplexität und/oder die kleinere Mannigfaltigkeit können bewirken, dass Differenzenquotienten, die mithilfe des reduzierten Netzes gebildet werden können, geringer sein können als Differenzenquotienten, die mithilfe des ersten Netzes gebildet werden können. Dieser Vorteil und der geringere Rechenaufwand beim Adaptieren des reduzierten Netzes verbessert Einsatzmöglichkeiten des reduzierten Netzes im Vergleich zu dem ersten Netz, insbesondere bei einem Einsatz des reduzierten Netzes in einer Regelschleife des Steuergerätes.A second advantage of adapting the reduced network as a function of the second quantity is that the computing effort of the reduced network can be reduced when the reduced network is used in the control unit. This can be brought about in that the reduced network can be less complex than the first network and one dimension of a diversity of the reduced network can be smaller than one dimension of a diversity of the first network. The lower complexity and / or the smaller diversity can have the result that difference quotients that can be formed using the reduced network can be lower than difference quotients that can be formed using the first network. This advantage and the lower computing effort when adapting the reduced network improves the possible uses of the reduced network compared to the first network, in particular when the reduced network is used in a control loop of the control device.

Mit der jeweiligen Mannigfaltigkeit ist jeweils eine Menge von möglichen Datensätzen, die das reduzierte Netz bzw. das erste Netz zur Bestimmung von möglichen Ausgangsdatensätzen des entsprechenden Netzes in Abhängigkeit von allen möglichen Eingangsdatensätzen für die jeweiligen Netze berechnen kann. Mit anderen Worten ist die erste Menge der Eingangsdatensätze mit Hilfe einer internen Logik des reduzierten Netzes oder des ersten Netzes auf die Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes bzw. des ersten Netzes, d.h. auf die jeweilige Menge der möglichen Datensätze, abbildbar.With the respective diversity there is in each case a set of possible data records that the reduced network or the first network can calculate for determining possible output data records of the corresponding network as a function of all possible input data records for the respective networks. In other words, the first set of input data records is based on the diversity of the reduced network or the first network using an internal logic of the reduced network or the first network, i.e. can be mapped to the respective amount of possible data records.

Die hier benutzte Definition einer Mannigfaltigkeit unterscheidet sich von der mathematischen Definition einer Mannigfaltigkeit, bei welcher die Mannigfaltigkeit bestimmte Eigenschaften erfüllen muss, beispielsweise dass sie ein Hausdorff-Raum oder lokal euklidisch ist. So kann eine Mannigfaltigkeit im Sinne der Erfindung unstetig sein oder Löcher aufweisen.The definition of a manifold used here differs from the mathematical definition of a manifold, in which the manifold must fulfill certain properties, for example that it is a Hausdorff space or locally Euclidean. For example, a manifold can be discontinuous or have holes in the sense of the invention.

Gemäß einer ersten Variante können die möglichen Datensätze die möglichen Ausgangsdatensätze sein. Gemäß einer zweiten Variante können die möglichen Datensätze interne Datensätze des jeweiligen Netzes sein, die nicht an einen Ausgang des Netzes geleitet werden. Im Rahmen der zweiten Variante wird die jeweilige Mannigfaltigkeit im Folgenden als interne Mannigfaltigkeit bezeichnet.According to a first variant, the possible data records can be the possible output data records. According to a second variant, the possible data records can be internal data records of the respective network which are not routed to an output of the network. In the second variant, the respective manifold is referred to below as the internal manifold.

Ein dritter Vorteil, das reduzierte Netz in Abhängigkeit der zweiten Menge zu adaptieren, besteht darin, dass die Eingangsdatensätze der zweiten Menge beim Adaptieren eine Veränderung der internen Logik des reduzierten Netzes stark beeinflussen können. Das Adaptieren des reduzierten Netzes kann somit beschleunigt werden. Der dritte Vorteil kann besonders gut erzielt werden, wenn die zweite Menge nur einen einzelnen Eingangsdatensatz aufweist.A third advantage of adapting the reduced network as a function of the second set consists in the fact that the input data records of the second set can strongly influence a change in the internal logic of the reduced network when adapting. The adaptation of the reduced network can thus be accelerated. The third advantage can be achieved particularly well if the second set has only a single input data record.

Vorteilhafterweise wird die zweite Menge derart gebildet, dass die jeweiligen Abweichungen der zu den Eingangsdatensätzen der zweiten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze größer als alle einzelnen Abweichungen der ersten Ausgangsdatensätze der dritten Menge sind. Bei dieser Ausgestaltung kann der dritte Vorteil besonders gut umgesetzt werden. In diesem Fall haben nämlich diejenigen Eingangsdatensätze einen besonders starken Einfluss auf die Adaption des reduzierten Netzes, die hohe Abweichungen erzeugen. In diesem Fall kann die vierte Menge als eine Menge der Eingangsdatensätze betrachtet werden, die die relevantesten Eingangsdatensätze enthält.The second set is advantageously formed such that the respective deviations of the first output data sets corresponding to the input data sets of the second set are greater than all individual deviations of the first output data sets of the third set. With this configuration, the third advantage can be implemented particularly well. In this case, namely those input data sets which have a particularly strong influence on the adaptation of the reduced network and which produce high deviations. In this case, the fourth set can be regarded as a set of the input data sets that contains the most relevant input data sets.

Ausgehend von dieser Ausgestaltung kann der dritte Vorteil noch einfacher erzielt werden, wenn die zweite Menge nur einen einzelnen Eingangsdatensatz aufweist. Beim Wiederholen des vierten Schrittes ist bevorzugt ein einzelner Eingangsdatensatz der ersten Menge nicht ein weiteres Mal in der zweiten Menge enthalten. Dies bewirkt, dass nacheinander unterschiedliche Eingangsdatensätze, die jedoch jeweils einen besonders starken Einfluss auf die Adaption des reduzierten Netzes haben, für das Adaptieren verwendet werden. Dadurch kann die Adaption weiter beschleunigt werden.Based on this configuration, the third advantage can be achieved even more easily if the second set has only a single input data record. When repeating the fourth step, a single input data record of the first set is preferably not contained in the second set again. This means that different input data sets, which each have a particularly strong influence on the adaptation of the reduced network, are used for the adaptation in succession. This can further accelerate the adaptation.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das reduzierte Netz Basisfunktionen aufweist. Bei dieser Weiterbildung wird das reduzierte Netz in dem vierten Schritt derart adaptiert, dass zumindest eine weitere Basisfunktion dem reduzierten Netz hinzugefügt wird. Durch das Hinzufügen der weiteren Basisfunktion wird eine Dimension der Mannigfaltigkeit, bevorzugt der internen Mannigfaltigkeit, des reduzierten Netzes erhöht. Das Hinzufügen der weiteren Basisfunktion erfolgt bevorzugt indirekt in Abhängigkeit der zweiten Menge der Eingangsdatensätze. Beispielsweise kann die weitere Basisfunktion mithilfe derjenigen ersten Ausgangsdatensätze bestimmt werden, die mit den Eingangsdatensätzen der zweiten Menge korrespondieren. Die erste Menge der Eingangsdatensätze ist bevorzugt mithilfe der Basisfunktionen einschließlich der weiteren Basisfunktion auf die Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes abbildbar. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist, dass jedes Mal, wenn die Dimension der Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes erhöht wird, die interne Logik des reduzierten Netzes an eine Information, die in dem Eingangsdatensatz der zweiten Menge und in dem zu diesem korrespondierenden ersten Ausgangsdatensatz enthalten ist, angepasst werden kann.According to a further development, it is provided that the reduced network has basic functions. In this development, the reduced network is adapted in the fourth step in such a way that at least one further basic function is added to the reduced network. By adding the further basic function, a dimension of the manifold, preferably the internal manifold, of the reduced network is increased. The further basic function is preferably added indirectly as a function of the second set of input data records. For example, the further basic function can be determined with the aid of those first output data sets which correspond to the input data sets of the second set. The first set of input data records can preferably be mapped to the diversity of the reduced network using the basic functions including the further basic function. The advantage of this development is that each time the dimension of the diversity of the reduced network is increased, the internal logic of the reduced network is adapted to information contained in the input data record of the second set and in the first output data record corresponding to this can be.

Ebenfalls können dadurch Informationen, die in der internen Logik des ersten Netzes enthalten sind, beim Adaptieren des reduzierten Netzes berücksichtigt werden und können dadurch auch durch die interne Logik des reduzierten Netzes repräsentiert werden. Werden die Schritte drei und vier sukzessive wiederholt, so kann bei jeder Wiederholung die interne Logik des reduzierten Netzes an die interne Logik des ersten Netzes angeglichen werden. Somit ist es möglich, mit Hilfe des reduzierten Netzes eine Performanz zu erzielen, die ähnlich zu einer Performanz des ersten Netzes ist, wobei das reduzierte Netz zusätzlich die oben genannten Vorteile aufweist. Im Rahmen des Einsatzes des reduzierten Netzes in der Regelschleife kann dessen Performanz aus folgendem Grund sogar besser als die des ersten Netzes sein. Die Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes kann einen weicheren Verlauf in einem möglichen Ausgaberaum des reduzierten Netzes als die Mannigfaltigkeit des ersten Netzes in dem möglichen Ausgaberaum haben. Dadurch können die oben beschriebenen Differenzenquotienten des reduzierten Netzes geringer sein, was eine Regelung der Fahrzeugkomponente mithilfe der Regelschleife erleichtern kann.Information that is contained in the internal logic of the first network can also be taken into account when adapting the reduced network and can thus also be represented by the internal logic of the reduced network. If steps three and four are successively repeated, the internal logic of the reduced network can be adapted to the internal logic of the first network with each repetition. It is thus possible to use the reduced network to achieve a performance which is similar to a performance of the first network, the reduced network additionally having the advantages mentioned above. When using the reduced network in the control loop, its performance may even be better than that of the first network for the following reason. The diversity of the reduced network can have a softer course in a possible output space of the reduced network than the diversity of the first network in the possible output space. As a result, the difference quotients of the reduced network described above can be lower, which can make it easier to regulate the vehicle component using the control loop.

Sowohl die Basisfunktionen als auch die weiteren Basisfunktion haben keinen Eingang oder Ausgang, d.h. kein Argument beziehungsweise Funktionswert, sondern sind jeweils durch unveränderliche Werte definiert. Vorteilhaft sind die Basisfunktion und die weitere Basisfunktion Vektoren mit unveränderlichen Einträgen.Both the basic functions and the further basic function have no input or output, i.e. no argument or function value, but are defined by unchangeable values. The basic function and the further basic function vectors with unchangeable entries are advantageous.

Das vorgeschlagene reduzierte neuronale Netz kann nach einer der oben genannten, bevorzugt auch nach einer der im Folgenden genannten, Ausgestaltungen erzeugt werden.The proposed reduced neural network can be generated according to one of the configurations mentioned above, preferably also according to one of the configurations mentioned below.

Das vorgeschlagene Steuergerät ist für das Fahrzeug und/oder die Fahrzeugkomponente geeignet und eingerichtet durch ein Verfahren und/oder für die Durchführung eines Verfahrens nach einer der bereits beschriebenen, bevorzugt auch nach einer der im Folgenden genannten, Ausführungsformen. Das Steuergerät weist vorteilhaft das reduzierte neuronalen Netz auf, wie es nach einer der oben genannten, bevorzugt auch nach einer der im Folgenden genannten, Ausgestaltungen erzeugt werden kann, nachdem das Verfahren durchgeführt wurde.The proposed control device is suitable for the vehicle and / or the vehicle component and is set up by a method and / or for carrying out a method according to one of the embodiments already described, preferably also according to one of the embodiments mentioned below. The control device advantageously has the reduced neural network, as can be generated according to one of the above-mentioned, preferably also according to one of the following, configurations after the method has been carried out.

Das vorgeschlagene Fahrzeug umfasst das Steuergerät. Dadurch, dass das vorgeschlagene Steuergerät und das vorgeschlagene Fahrzeug das reduzierte Netz aufweisen oder dieses bei einer Durchführung des Verfahrens erzeugen können, können mit dem Fahrzeug und dem Steuergerät dieselben Vorteile erzielt werden wie mit dem reduzierten Netz.The proposed vehicle includes the control unit. Because the proposed control unit and the proposed vehicle have the reduced network or can generate this when the method is carried out, the same advantages can be achieved with the vehicle and the control unit as with the reduced network.

Das vorgeschlagene Computerprogrammprodukt veranlasst einen Computer, wenn das Computerprogrammprodukt von dem Computer ausgeführt wird, das vorgeschlagene Verfahren, bevorzugt nach den im Folgenden genannten Varianten, durchzuführen. Das Computerprogrammprodukt kann in dem Steuergerät gespeichert sein oder in einer weiteren Variante als Programm auf einem externen Datenträger außerhalb des Fahrzeugs vorliegen. Der Computer befindet sich vorteilhaft in dem Steuergerät und kann in Form eines Mikrocontrollers ausgebildet sein. Dadurch, dass mithilfe des Computerproduktes das vorgeschlagene Verfahren auf dem Computer ausgeführt werden kann, weist es die im Folgenden für das Verfahren genannten Vorteile auf.The proposed computer program product causes a computer, when the computer program product is executed by the computer, to carry out the proposed method, preferably according to the variants mentioned below. The computer program product can be stored in the control device or, in a further variant, can be present as a program on an external data carrier outside the vehicle. The computer is advantageously located in the control unit and can be designed in the form of a microcontroller. By using the computer product, the proposed method on the Computer can be executed, it has the advantages mentioned below for the method.

Das erste und reduzierte Netz können in Form einer jeweiligen speziellen Datenstruktur ausgebildete sein, die, wenn sie von einem Speicher des Computers in einen Arbeitsspeicher des Computers geladen werden und von dem Computerprogrammprodukt aus dem Arbeitsspeicher aufgerufen werden, folgende Aktionen veranlassen können. Bevorzugt kann mithilfe des ersten beziehungsweise reduzierten Netzes ein entsprechendes physisches neuronales erstes beziehungsweise reduziertes Netz mit Neuronen simuliert werden, wobei Ausgangssignale von mehreren Neuronen des entsprechenden physischen Netzes zu Eingängen von weiteren Neuronen des entsprechenden physischen Netzes geleitet werden. Die Neuronen des ersten und reduzierten Netzes entsprechen damit den jeweiligen Neuronen der entsprechenden physischen Netze und können als Modelle mit Eingängen und Ausgänge, bevorzugt nur einem Ausgang, betrachtet werden.The first and reduced network can be designed in the form of a respective special data structure which, when loaded from a memory of the computer into a main memory of the computer and called up from the main memory by the computer program product, can initiate the following actions. With the aid of the first or reduced network, a corresponding physical neural first or reduced network with neurons can preferably be simulated, output signals from a plurality of neurons of the corresponding physical network being routed to inputs of further neurons of the corresponding physical network. The neurons of the first and reduced networks thus correspond to the respective neurons of the corresponding physical networks and can be viewed as models with inputs and outputs, preferably only one output.

Darüber hinaus können das erste beziehungsweise reduzierte Netz jeweilige Aktivierungsfunktionen und/oder Schwellwerte für jeweils ein Neuron des entsprechenden Netzes aufweisen. Die Aktivierungsfunktionen und/oder Schwellwerte können ebenfalls in der entsprechenden speziellen Datenstruktur, d.h. in dem ersten beziehungsweise reduzierten Netz, vorliegen.In addition, the first or reduced network can have respective activation functions and / or threshold values for each neuron of the corresponding network. The activation functions and / or threshold values can also be in the corresponding special data structure, i.e. in the first or reduced network.

Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren schematisch in:

  • 1 Ein Fahrzeug mit einem Steuergerät und Fahrzeugkomponenten,
  • 2 Schritte eines Verfahrens zur Erzeugung eines reduzierten neuronalen Netzes für das Steuergerät nach 1,
  • 3 ein erstes neuronales Netz,
  • 4 ein Datenfluss zur Berechnung von Abweichungen zwischen Ausgangsdatensätzen des ersten neuronalen Netzes und des reduzierten neuronalen Netzes,
  • 5 eine Mannigfaltigkeit des ersten Netzes nach 3,
  • 6 das reduzierte neuronale Netz nach einem Initialisieren des reduzierten neuronalen Netzes,
  • 7 das reduzierte neuronale Netz nach einem Hinzufügen einer weiteren Basisfunktion,
  • 8 das reduzierte neuronale Netz nach Beendigung des Verfahrens nach 2,
  • 9 eine Mannigfaltigkeit des reduzierten neuronalen Netzes nach Beendigung des Verfahrens.
The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention. Preferred exemplary embodiments are explained in more detail with reference to the following figures. The figures show schematically in:
  • 1 A vehicle with a control unit and vehicle components,
  • 2nd Steps of a method for generating a reduced neural network for the control device 1 ,
  • 3rd a first neural network,
  • 4th a data flow for calculating deviations between output data sets of the first neural network and the reduced neural network,
  • 5 a diversity of the first network 3rd ,
  • 6 the reduced neural network after initialization of the reduced neural network,
  • 7 the reduced neural network after adding another basic function,
  • 8th the reduced neural network after completing the procedure 2nd ,
  • 9 a diversity of the reduced neural network after completion of the procedure.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät 2. Das Fahrzeug 1 kann eine Kamera 3, einen Entfernungssensor 4, eine Messeinrichtung 5 zur Erfassung von Betriebsparametern des Fahrzeugs 1 und eine Einrichtung 6 zur Erfassung eines Zustandes eines Fahrers des Fahrzeugs 1 aufweisen. Die Betriebsparameter können die oben genannten Parameter sein. Zudem hat das Fahrzeug zumindest eine erste Fahrzeugkomponente 7, eine zweite Fahrzeugkomponente 8 und eine dritte Fahrzeugkomponente 9, die beispielsweise jeweils eine Antriebseinheit, eine Fahrwerkskomponente oder ein Sicherheitselement, wie ein Airbag oder ein Gurtsystem, sein können. 1 shows a vehicle according to the invention 1 with a control device according to the invention 2nd . The vehicle 1 can a camera 3rd , a distance sensor 4th , a measuring device 5 for recording operating parameters of the vehicle 1 and a facility 6 for detecting a state of a driver of the vehicle 1 exhibit. The operating parameters can be the above parameters. In addition, the vehicle has at least a first vehicle component 7 , a second vehicle component 8th and a third vehicle component 9 , each of which can be, for example, a drive unit, a chassis component or a safety element, such as an airbag or a belt system.

2 zeigt einzelne Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung eines reduzierten neuronalen Netzes 20 für das Steuergerät 2 des Fahrzeugs 1. Ein erster Schritt 11 umfasst ein Initialisieren des reduzierten neuronalen Netzes 20. Ein zweiter Schritt 12 umfasst ein Berechnen von jeweiligen ersten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen (31a, 31b, 31z) mit Hilfe eines ersten neuronalen Netzes 30 und in Abhängigkeit eines jeweiligen Eingangsdatensatzes (32a, 32b, 32z), wobei eine Gesamtheit der Eingangsdatensätze (32a, 32b, 32z) eine erste Menge 32 der Eingangsdatensätze (32a, 32b, 32z) bildet. 2nd shows individual steps of the inventive method for generating a reduced neural network 20th for the control unit 2nd of the vehicle 1 . A first step 11 involves initializing the reduced neural network 20th . A second step 12th comprises calculating respective first corresponding output data sets ( 31a , 31b , 31z) with the help of a first neural network 30th and depending on a respective input data record ( 32a , 32b , 32z ), whereby a total of the input data sets ( 32a , 32b , 32z ) a first set 32 the input data records ( 32a , 32b , 32z ) forms.

Ein dritter Schritt 13 umfasst ein Bestimmen, bevorzug mithilfe eines Vergleichsmoduls 44, von jeweiligen Abweichungen 42 der ersten Ausgangsdatensätze 31 von jeweiligen Vergleichsdatensätzen 41, in der 4 beispielhaft mit 42a, 42b, 42z bezeichnet. Der jeweilige erste Ausgangsdatensatz, in der 4 beispielsweise mit 31a, 31b, 31z bezeichnet, korrespondiert mit dem jeweiligen Vergleichsdatensatz, in 4 beispielsweise mit 41a, 41b, 41z bezeichnet.A third step 13 comprises determining, preferably using a comparison module 44 , of respective deviations 42 of the first output data records 31 of respective comparison data sets 41 , in the 4th exemplary with 42a , 42b , 42z designated. The respective first output data record in which 4th for example with 31a , 31b , 31z designated, corresponds to the respective comparison data set, in 4th for example with 41a , 41b , 41z designated.

Die in 3 und 4 gezeigten Datensätze, die denselben Buchstaben aufweisen, korrespondieren miteinander. Dies meint, dass diese Datensätze zu einem einzelnen Ereignis, insbesondere zu einem einzelnen Zeitpunkt gehören können, bei dem beispielsweise eine Aufzeichnung von Sensordaten des Fahrzeugs 1 durchgeführt wurde.In the 3rd and 4th data records shown that have the same letter correspond to each other. This means that these data records can belong to a single event, in particular to a single point in time, in which, for example, a recording of sensor data of the vehicle 1 was carried out.

Dabei kann die erste Menge 32 erste Sensordaten 33a, 33b, 33z, die beispielsweise mit der Kamera 3 erfasst wurden, zweite Sensordaten 34a, 34b, 34z, die mit dem Entfernungssensor 4 erfasst wurden, dritte Sensordaten 35a, 35b, 35z, die mit Hilfe der Messeinrichtung 5 erfasst wurden, und vierte Sensordaten 36a, 36b, 36z, die mit der Einrichtung 6 erfasst wurden, aufweisen.The first set 32 first sensor data 33a , 33b , 33z who, for example, with the camera 3rd were recorded, second sensor data 34a , 34b , 34z that with the distance sensor 4th were recorded, third sensor data 35a , 35b , 35z using the measuring device 5 were captured, and fourth Sensor data 36a , 36b , 36z that with the establishment 6 were recorded.

Die ersten Ausgangsdatensätze 31 können jeweils beispielsweise erste Steuerungsparameter 37a, 37b, 37z zum Steuern der ersten Fahrzeugkomponente 7, zweite Steuerungsparameter 38a, 38b, 38z zur Steuerung der zweiten Fahrzeugkomponente 8 und dritte Steuerungsparameter 39a, 39b, 39z zur Steuerung der dritten Fahrzeugkomponente 9 aufweisen.The first output records 31 can, for example, first control parameters 37a , 37b , 37z to control the first vehicle component 7 , second control parameters 38a , 38b , 38z to control the second vehicle component 8th and third control parameters 39a , 39b , 39z to control the third vehicle component 9 exhibit.

Ein vierter Schritt 14 des Verfahrens umfasst ein Adaptieren des reduzierten neuronalen Netzes 20 in Abhängigkeit einer zweiten Menge der Eingangsdatensätze. Die zweite Menge ist eine Teilmenge der ersten Menge 32. Die zu den Eingangsdatensätzen der zweiten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze weisen im Durchschnitt eine größere Abweichung auf als die zu den übrigen Eingangsdatensätzen der ersten Menge 32 korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze. Die übrigen Eingangsdatensätze bilden eine dritte Menge der Eingangsdatensätze. Das reduzierte neuronale Netz 20 wird in dem vierten Schritt 14 unabhängig von der dritten Menge der Eingangsdatensätze adaptiert. Mit anderen Worten wird das reduzierte Netz 20 indirekt in Abhängigkeit derjenigen Eingangsdatensätze der ersten Menge 32 adaptiert, die die im Durchschnitt die größten Abweichungen der ersten korrespondierenden Ausgangsdatensätze 31 erzeugen. Die Abhängigkeit kann wie oben beschrieben auch indirekt sein.A fourth step 14 of the method includes adapting the reduced neural network 20th depending on a second set of input data sets. The second set is a subset of the first set 32 . The first output data records corresponding to the input data records of the second set have on average a greater deviation than those to the other input data records of the first set 32 corresponding first output data sets. The remaining input data sets form a third set of the input data sets. The reduced neural network 20th is in the fourth step 14 adapted regardless of the third set of input data sets. In other words, the reduced network 20th indirectly depending on those input data records of the first set 32 adapted, which on average the largest deviations of the first corresponding output data sets 31 produce. The dependency can also be indirect, as described above.

Der dritte Schritt 13 und der vierte Schritt 14 werden so lange wiederholt, bis ein Abbruchkriterium 15 erfüllt ist. Vorteilhaft werden alle Eingangsdatensätze, die in dem vierten Schritt 14 in der zweiten Menge enthalten sind, beim Wiederholen der Schritte 13, 14 in Form einer vierten Menge gesammelt.The third step 13 and the fourth step 14 are repeated until a termination criterion 15 is satisfied. All input data records in the fourth step are advantageous 14 are included in the second set when repeating the steps 13 , 14 collected in the form of a fourth quantity.

Gemäß einer ersten Variante ist das Steuergerät 2 derart eingerichtet, die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer der bereits genannten oder im Folgenden genannten Varianten durchzuführen. Gemäß einer zweiten Variante ist das Steuergerät 2 mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens nach den bereits genannten oder im Folgenden genannten Varianten erzeugt.According to a first variant, the control device 2nd set up to carry out the individual steps of the method according to the invention according to one of the variants already mentioned or mentioned below. According to a second variant, the control device 2nd generated with the aid of the method according to the invention according to the variants already mentioned or mentioned below.

1 zeigt weiterhin ein Computerprogrammprodukt 10, das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein Verfahren nach den bisher genannten oder im Folgenden genannten Varianten durchzuführen. Das Computerprogrammprodukt 10 kann in dem Steuergerät 2 gespeichert sein oder in einer weiteren Variante als Programm auf einem externen Datenträger außerhalb des Fahrzeugs 1 vorliegen. Der Computer befindet sich vorteilhaft in dem Steuergerät und kann in Form eines Mikrocontrollers ausgebildet sein. Dadurch, dass mithilfe des Computerproduktes 10 das vorgeschlagene Verfahren auf dem Computer ausgeführt werden kann, weist es die bereits für das Verfahren genannten Vorteile auf. 1 still shows a computer program product 10th which, when it is executed by a computer, causes the computer to carry out a method according to the variants mentioned above or mentioned below. The computer program product 10th can in the control unit 2nd be saved or in a further variant as a program on an external data carrier outside the vehicle 1 available. The computer is advantageously located in the control unit and can be designed in the form of a microcontroller. By using the computer product 10th the proposed method can be carried out on the computer, it has the advantages already mentioned for the method.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird der jeweilige Vergleichsdatensatz 41a, 41b, 41z mit Hilfe des reduzierten Netzes 20 und in Abhängigkeit von dem entsprechenden Eingangsdatensatz 32a, 32b, 32z berechnet. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das erste neuronale Netz 30 mit Hilfe der ersten Ausgangsdatensätze 31 und der ersten Menge 32 der Eingangsdatensätze trainiert wurde.According to a preferred embodiment, the respective comparison data record 41a , 41b , 41z with the help of the reduced network 20th and depending on the corresponding input data record 32a , 32b , 32z calculated. Another embodiment provides that the first neural network 30th with the help of the first output data sets 31 and the first lot 32 the input data records were trained.

Gemäß eines einfachen Beispiels ist ein einzelner Ausgangsdatensatz, wie beispielsweise der erste Ausgangsdatensatz 31a, 31b oder 31z, in Form eines Vektors mit drei Einträgen ausgebildet, wie es in 3 gezeigt ist. Des Weiteren können die Eingangsdatensätze der ersten Menge 32 sehr viele Einträge, d. h. bis zu beispielsweise 20.000 Einträge, aufweisen. Eine interne Logik des ersten neuronalen Netzes 30 kann mit Hilfe folgender Formel dargestellt werden: y J = i = 1 n [ α i ( μ J ) φ i ] ; mit  y J = ( y 1 y 2 y 3 ) ,

Figure DE102020105783A1_0001
wobei a i ( μ )
Figure DE102020105783A1_0002
ein jeweiliger Koeffizient ist, dessen Wert von seinem Argument μ J
Figure DE102020105783A1_0003
abhängt, φi Basisfunktionen sind und y J
Figure DE102020105783A1_0004
ein Ausgangsvektor des ersten neuronalen Netzes 30 ist. Der Ausgangsvektor y J
Figure DE102020105783A1_0005
des ersten Netzes 30 kann, je nachdem welcher der Eingangsdatensätze der ersten Menge 32 an einem Eingang des Netzes 30 anliegt, in Form einer der ersten Ausgangsdatensätze 31a, 31b oder 31z vorliegen. Dabei kann der Vektor μ J
Figure DE102020105783A1_0006
einer der Eingangsdatensätze 32a, 32b oder 32z sein. Alle möglichen Ausgangsvektoren y J ,
Figure DE102020105783A1_0007
die das erste Netz 30 in Abhängigkeit von allen möglichen Eingangsdatensätzen μ J
Figure DE102020105783A1_0008
des ersten Netzes 30 errechnen kann, sind für ein einfaches Anwendungsbeispiel in 5 in einem dreidimensionalen Raum in Form einer Kurve 51 dargestellt. Die Kurve 51 kann in diesem Sinne eine Mannigfaltigkeit des ersten neuronalen Netzes 30 ausbilden, auf die alle möglichen Eingangsdatensätze, die als Eingabe für das erste neuronale Netz 30 verwendet werden können, mit Hilfe der internen Logik des ersten Netzes 30 auf diese Mannigfaltigkeit abgebildet werden können.According to a simple example, there is a single output data record, such as the first output data record 31a , 31b or 31z , in the form of a vector with three entries, as described in 3rd is shown. Furthermore, the input data records of the first set 32 have a large number of entries, ie up to 20,000 entries, for example. An internal logic of the first neural network 30th can be represented using the following formula: y J = i = 1 n [ α i ( μ J ) φ i ] ; With y J = ( y 1 y 2nd y 3rd ) ,
Figure DE102020105783A1_0001
in which a i ( μ )
Figure DE102020105783A1_0002
is a respective coefficient whose value is from its argument μ J
Figure DE102020105783A1_0003
depends, φ i are basic functions and y J
Figure DE102020105783A1_0004
an output vector of the first neural network 30th is. The output vector y J
Figure DE102020105783A1_0005
of the first network 30th can, depending on which of the input data records of the first set 32 at an entrance to the network 30th is present in the form of one of the first output data records 31a , 31b or 31z available. The vector μ J
Figure DE102020105783A1_0006
one of the input records 32a , 32b or 32z his. All possible output vectors y J ,
Figure DE102020105783A1_0007
the the first network 30th depending on all possible input data sets μ J
Figure DE102020105783A1_0008
of the first network 30th can be calculated for a simple application example in 5 in a three-dimensional space in the form of a curve 51 shown. The curve 51 can in this sense a diversity of the first neural network 30th train on the all possible input data sets, which as input for the first neural network 30th can be used using the internal logic of the first network 30th can be mapped to this diversity.

5 zeigt beispielhaft einzelne Punkte 51a, 51b, 51z, die auf der Kurve 51 liegen und entsprechend mit dem ersten Ausgangsdatensatz 31a, 31b beziehungsweise 31z korrespondieren. Jedes Mal, wenn mit Hilfe eines Eingangsdatensatzes und des ersten neuronalen Netzes 30 ein weiterer erster Ausgangsdatensatz berechnet wird, kann computergestützt ein weiterer Punkt in dem in 5 gezeigten dreidimensionalen Raum eingefügt und dadurch die Kurve 51 approximiert werden. 5 shows individual points as an example 51a , 51b , 51z that on the curve 51 lie and accordingly with the first output data set 31a , 31b respectively 31z correspond. Every time with the help of an input data record and the first neural network 30th If a further first output data record is calculated, another point can be computer-aided in which 5 inserted three-dimensional space and thereby the curve 51 be approximated.

Im Folgenden soll die Erzeugung des reduzierten Netzes 20 beschrieben werden. Nach dem ersten Schritt 11 weist das reduzierte Netz 20 vorzugsweise eine initiale Basisfunktion 21, im Folgenden auch als Ψ0 bezeichnet, und bevorzugt ein initiales Gewicht 22, im Folgenden als β0 bezeichnet, auf. Beispielhaft und nicht einschränkend hat das reduzierte Netz 20 einen ersten Ausgang 61, einen zweiten Ausgang 62 und einen dritten Ausgang 63 und vorzugsweise so viele Eingänge 64, wie ein einzelner Eingangsdatensatz der ersten Menge 32 an Einträgen aufweist. Die initiale Basisfunktion 21 und das initiale Gewicht 22 werden vorzugsweise mit Hilfe eines Zufallsgenerators bestimmt.The following is the generation of the reduced network 20th to be discribed. After the first step 11 points the reduced network 20th preferably an initial basis function 21 , also referred to below as Ψ 0 , and preferably an initial weight 22 , hereinafter referred to as β 0 . The reduced network is exemplary and not restrictive 20th a first exit 61 , a second exit 62 and a third exit 63 and preferably as many inputs 64 , like a single input record of the first set 32 of entries. The initial basic function 21 and the initial weight 22 are preferably determined with the aid of a random generator.

Vorteilhafterweise weist die zweite Menge bei der Durchführung, und insbesondere auch bei jeder wiederholten Durchführung, des vierten Schrittes 14 nur einen einzigen Eingangsdatensatz auf. Die jeweilige Abweichung des zu diesem einzigen Eingangsdatensatz der zweiten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensatzes ist vorteilhaft größer als alle einzelnen Abweichungen der übrigen ersten Ausgangsdatensätze der ersten Menge. In diesem Fall kann das reduzierte Netz in dem vierten Schritt nach einem „Greedy Algorithm“ adaptiert werden.The second quantity advantageously has the fourth step when it is carried out, and in particular also each time it is carried out repeatedly 14 only a single input data record. The respective deviation of the first output data record corresponding to this single input data record of the second set is advantageously greater than all individual deviations of the remaining first output data records of the first set. In this case, the reduced network can be adapted in the fourth step according to a “greedy algorithm”.

Ist beispielsweise die Abweichung 42a größer als alle anderen Abweichungen, die in dem dritten Schritt 13 berechnet werden, wie beispielsweise die Abweichungen 42b bis 42z, so kann die zweite Menge durch den mit dem ersten Ausgangsdatensatz 31a korrespondierenden Eingangsdatensatz 32a gebildet werden, da der erste Ausgangsdatensatz 31a mit der Abweichung 42a korrespondiert. Korrespondieren meint, dass die Abweichung 42a mit Hilfe des ersten Ausgangsdatensatzes 31a berechnet wird. Die übrigen ersten Ausgangsdatensätze sind in diesem Fall die ersten Ausgangsdatensätze 31b bis 31z. Entsprechend bilden in diesem Beispiel die Eingangsdatensätze 32b bis 32z die dritte Menge der Eingangsdatensätze 32. Das Adaptieren des reduzierten Netzes 20 erfolgt gemäß diesem einfachen Beispiel in dem vierten Schritt 14 in Abhängigkeit von der zweiten Menge der Eingangsdatensätze 32, die in diesem Beispiel durch den einzelnen Eingangsdatensatz 32a ausgebildet ist, und unabhängig von der dritten Menge der Eingangsdatensätze 32.For example, is the deviation 42a larger than any other deviations in the third step 13 are calculated, such as the deviations 42b to 42z , the second set can be replaced by the one with the first output data set 31a corresponding input data record 32a be formed because the first output data set 31a with the deviation 42a corresponds. Corresponding means that the deviation 42a with the help of the first output data record 31a is calculated. In this case, the remaining first output data records are the first output data records 31b to 31z . In this example, the input data records form accordingly 32b to 32z the third set of input records 32 . Adapting the reduced network 20th takes place according to this simple example in the fourth step 14 depending on the second set of input data sets 32 which in this example are given by the individual input data record 32a is formed, and regardless of the third set of input data sets 32 .

Das Adaptieren des reduzierten Netzes 20 kann in einer bevorzugten Ausgestaltung durch ein Hinzufügen einer weiteren Basisfunktion 71, im Folgenden auch weitere Basisfunktion ψi+1 genannt, und vorteilhaft durch ein Hinzufügen eines weiteren Gewichtes 72, im Folgenden auch weiteres Gewicht βi+1 genannt, wie es in 7 gezeigt ist, erfolgen. Demnach zeigt 6 das reduzierte Netz 20 nach dem ersten Schritt 11 und vor dem vierten Schritt 14 und die 7 das reduzierte Netz 20 nach dem vierten Schritt 14. Nach einem mehrmaligen Wiederholen der Schritte 13, 14 kann das reduzierte Netz 20, wie in 8 gezeigt, mehrere Basisfunktionen 81 und mehrere Gewichte 82 aufweisen. Die Gewichte 82 können bevorzugt jeweils in Abhängigkeit von einem an den Eingängen 64 angelegten Eingangsdatensatz der ersten Menge 32 ihre jeweiligen Werte ändern und nehmen bevorzugt für denselben Eingangsdatensatz unterschiedliche Werte an. Eine interne Logik des reduzierten Netzes 20 kann durch folgende Formel dargestellt werden: y J r e d = i = 1 N [ β i ( μ J ) ψ i ] ; mit  y J r e d = ( y 1 r e d y 2 r e d y 3 r e d ) ,

Figure DE102020105783A1_0009
wobei β i ( μ )
Figure DE102020105783A1_0010
eines der mehreren Gewichte 82 ist, dessen Wert von seinem Argument μ J
Figure DE102020105783A1_0011
abhängt, ψi Basisfunktionen des reduzierten Netzes 20 sind und y J r e d
Figure DE102020105783A1_0012
ein Ausgangsvektor des reduzierten Netzes 20, wie beispielsweise der erste Ausgangsdatensatz 31a, ist.Adapting the reduced network 20th can in a preferred embodiment by adding a further basic function 71 , hereinafter also referred to as another basic function ψ i + 1 , and advantageously by adding a further weight 72 , hereinafter also called further weight β i + 1 , as in 7 is shown. Accordingly shows 6 the reduced network 20th after the first step 11 and before the fourth step 14 and the 7 the reduced network 20th after the fourth step 14 . After repeating the steps several times 13 , 14 can the reduced network 20th , as in 8th shown several basic functions 81 and several weights 82 exhibit. The weights 82 can preferably depending on one at the inputs 64 created input data record of the first set 32 their respective values change and preferably assume different values for the same input data record. An internal logic of the reduced network 20th can be represented by the following formula: y J r e d = i = 1 N [ β i ( μ J ) ψ i ] ; With y J r e d = ( y 1 r e d y 2nd r e d y 3rd r e d ) ,
Figure DE102020105783A1_0009
in which β i ( μ )
Figure DE102020105783A1_0010
one of the several weights 82 is, the value of its argument μ J
Figure DE102020105783A1_0011
depends, ψ i basic functions of the reduced network 20th are and y J r e d
Figure DE102020105783A1_0012
an output vector of the reduced network 20th , such as the first output data record 31a , is.

Gemäß einer Variante kann beim Wiederholen der Schritte 13, 14 die weitere Basisfunktion ψi+1, die dem reduzierten Netz 20 hinzugefügt wird, als Vektor ausgebildet sein und vorteilhaft derjenige erste Ausgangsdatensatz der ersten Ausgangsdatensätze 31 sein, dessen Abweichung am größten ist. Gemäß dem oben genannten Beispiel kann die weitere Basisfunktion ψ1 der erste Ausgangsdatensatz 31a sein, wenn der vierte Schritt 14 zum ersten Mal durchgeführt wird. In diesem Fall kann der Ausgangsvektor des reduzierten Netzes 20 die Werte des ersten Ausgangsdatensatz 31a annehmen, wenn an die Eingänge 64 Signale, die Informationen der Einträge des Eingangsdatensatzes 32a enthalten, geleitet werden.According to a variant, when repeating the steps 13 , 14 the further basic function ψ i + 1 , that of the reduced network 20th is added, is designed as a vector and advantageously the first output data set of the first output data sets 31 be the one whose deviation is greatest. According to the above example, the further basic function ψ 1 can be the first output data set 31a be when the fourth step 14 is carried out for the first time. In this case, the output vector of the reduced network 20th the values of the first output data record 31a assume if at the inputs 64 Signals, the information of the entries of the input data record 32a included.

Vorteilhaft wird das weitere Gewicht βi+1, das in dem vierten Schritt dem reduzierten Netz hinzugefügt wird, zumindest an eine Information angepasst, die in dem Eingangsdatensatz enthalten ist, der in der zweiten Menge enthalten ist. In einer Weiterbildung kann die jeweilige weitere Basisfunktion und bevorzugt auch das weitere Gewicht mithilfe einer „Reduced Basis Method“ bestimmt werden.Advantageously, the further weight β i + 1 that is added to the reduced network in the fourth step is adapted at least to information contained in the input data record that is contained in the second set. In a further development, the respective further basic function and preferably also the additional weight can be determined using a “reduced basic method”.

Besonders vorteilhaft ist beim Wiederholen des vierten Schrittes 14 ein einzelner Eingangsdatensatz der ersten Menge 32, bezogen auf das bisherige Beispiel der Eingangsdatensatz 32a, nicht ein weiteres Mal in der zweiten Menge enthalten. It is particularly advantageous when repeating the fourth step 14 a single input record of the first set 32 , based on the previous example of the input data record 32a , not included again in the second set.

Vorteilhafterweise enthält die zweite Menge denjenigen Eingangsdatensatz, dessen korrespondierender erster Ausgangsdatensatz die größte Abweichung aufweist. Dieser korrespondierende erste Ausgangsdatensatz kann in Form der weiteren Basisfunktion dem reduzierten Netz 20 hinzugefügt werden. Bezogen auf das bisherige Beispiel ist hier der erste Ausgangsdatensatz 31a gemeint. Nachdem die Schritte 13, 14 mehrmals wiederholt worden sind, können die hinzugefügten weiteren Basisfunktionen eine Spur der relevantesten ersten Ausgangsdatensätze darstellen.The second set advantageously contains the input data record whose corresponding first output data record exhibits the greatest deviation. This corresponding first output data record can be in the form of the further basic function of the reduced network 20th to be added. Based on the previous example, here is the first output data record 31a meant. After the steps 13 , 14 have been repeated several times, the added further basic functions can represent a trace of the most relevant first output data sets.

Das Abbruchkriterium 15 kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn die Abweichung desjenigen ersten Ausgangsdatensatzes, der mit dem Eingangsdatensatz der zweiten Menge korrespondiert, unterhalb einer vorgegebenen ersten Schranke liegt. Die Abweichung kann in Form der oben genannten Vektornorm des oben genannten des Differenzvektors berechnet werden. Die Vektornorm kann beispielsweise die Maximumsnorm sein. Möglich ist weiterhin, dass eine maximale Abweichung aller ersten Ausgangsdatensätze 31 mithilfe einer oberen Schranke approximiert werden. Dadurch kann eine Rechenzeit zur Ausführung des Verfahrens reduziert werden.The termination criterion 15 can be fulfilled, for example, if the deviation of the first output data set which corresponds to the input data set of the second set lies below a predetermined first limit. The deviation can be calculated in the form of the above-mentioned vector standard of the above-mentioned difference vector. The vector standard can be the maximum standard, for example. It is also possible that there is a maximum deviation of all first output data records 31 can be approximated using an upper bound. As a result, a computing time for executing the method can be reduced.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, dass eine Anzahl der Basisfunktionen ψj des reduzierten Netzes 20 um einen Faktor von größer als 1 geringer als eine Anzahl der Basisfunktionen (φi des ersten Netzes 30 ist, nachdem die Schritte 13, 14 so oft wiederholt worden, bis das Abbruchkriterium 15 erfüllt ist. Der Faktor kann beispielsweise in einem Bereich zwischen zehn und eintausend liegen. Dadurch kann eine Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes geringer als die Mannigfaltigkeit des ersten Netzes sein. Die Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes kann bevorzugt mithilfe einer Gesamtheit der hinzufügten Basisfunktionen approximiert werden. Vorzugsweise sind alle Basisfunktionen des reduzierten Netzes 20 linear unabhängig voneinander. Dadurch kann der Faktor weiter erhöht werden.The proposed method enables a number of basic functions ψ j of the reduced network 20th by a factor of greater than 1 less than a number of basic functions (φ i of the first network 30th is after the steps 13 , 14 repeated so many times until the termination criterion 15 is satisfied. The factor can be, for example, in a range between ten and one thousand. As a result, a diversity of the reduced network can be less than the diversity of the first network. The diversity of the reduced network can preferably be approximated using a total of the added basic functions. All basic functions of the reduced network are preferred 20th linearly independent of each other. This can further increase the factor.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, die Mannigfaltigkeit des ersten Netzes 30 ausreichend genau mithilfe der Basisfunktionen des reduzierten Netzes 20 zu approximieren. Ausreichend genau meint, dass das Abbruchkriterium erfüllt ist, insbesondere wenn eine Anzahl der Eingangsdatensätze der vierten Menge kleiner als ein Drittel einer Anzahl der Eingangsdatensätze der ersten Menge ist.The proposed method enables the diversity of the first network 30th sufficiently accurate using the basic functions of the reduced network 20th to approximate. Sufficiently precise means that the termination criterion is met, in particular if a number of the input data records of the fourth set is less than a third of a number of input data records of the first set.

Die Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes kann als eine Gesamtheit aller möglichen Ausgangsvektoren y J r e d

Figure DE102020105783A1_0013
betrachtet werden, die das reduzierte Netz 20 in Abhängigkeit von allen möglichen Eingangsdatensätzen μ J
Figure DE102020105783A1_0014
berechnen kann. Die Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes 20 ist beispielhaft in 9 in einem dreidimensionalen Raum in Form einer Kurve 91 dargestellt, wobei die Kurve 91 einen weicheren Verlauf als die Kurve 51 hat. In einer weiteren Ausgestaltung kann die jeweilige Abweichung abgeschätzt werden. Dadurch kann eine Rechenzeit eingespart werden.The diversity of the reduced network can be seen as a set of all possible output vectors y J r e d
Figure DE102020105783A1_0013
be considered the reduced network 20th depending on all possible input data sets μ J
Figure DE102020105783A1_0014
can calculate. The diversity of the reduced network 20th is exemplary in 9 in a three-dimensional space in the form of a curve 91 shown with the curve 91 a softer course than the curve 51 Has. In a further embodiment, the respective deviation can be estimated. This can save computing time.

In einer weiteren Ausführungsform werden zu jedem der Eingangsdatensätze der vierten Menge jeweilige zweite korrespondierende Ausgangsdatensätze mithilfe des reduzierten Netzes 20 berechnet. Anhand der zweiten Ausgangsdatensätze kann eine Verteilung der zweiten Ausgangsdatensätze in einem Ausgaberaum des reduzierten Netzes 20, im Folgenden reduzierter Ausgaberaum genannt, zur Analyse des reduzierten Netzes 20 oder zur Analyse der vierten Menge errechnet werden. Die Verteilung wird bevorzugt visualisiert, um zumindest einen ersten Bereich 92 in dem reduzierten Ausgaberaum zu ermitteln, in dem eine hohe Dichte an zweiten Ausgangsdatensätzen im Vergleich zu einer durchschnittlichen Dichte der zweiten Ausgangsdatensätzen in dem reduzierten Ausgaberaum vorliegt. Analog kann zumindest ein zweiter Bereich 93 erfasst werden, in dem eine niedrige Dichte an zweiten Ausgangsdatensätzen im Vergleich zu der durchschnittlichen Dichte vorliegt. In dem zweiten Bereich 93 weist das reduzierte Netz 20 eine vergleichsweise geringe und in dem ersten Bereich 92 eine vergleichsweise hohe Sensitivität gegenüber Veränderungen von an den Eingängen 64 angelegten Eingangsdatensätzen der ersten Menge auf.In a further embodiment, for each of the input data records of the fourth set, respective second corresponding output data records are made using the reduced network 20th calculated. The second output data sets can be used to distribute the second output data sets in an output space of the reduced network 20th , hereinafter referred to as reduced output space, for analysis of the reduced network 20th or be calculated for analysis of the fourth set. The distribution is preferably visualized around at least a first area 92 to be determined in the reduced output space in which there is a high density of second output data sets compared to an average density of the second output data sets in the reduced output space. Similarly, at least a second area 93 are recorded in which there is a low density of second output data records compared to the average density. In the second area 93 points the reduced network 20th a comparatively small and in the first area 92 a comparatively high sensitivity to changes in the inputs 64 input data records of the first set.

Anhand derjenigen Eingangsdatensätze, die mit den zweiten Ausgangsdatensätzen, die in dem ersten Bereich 92 liegen, korrespondieren, kann ein Unterraum eines möglichen Eingaberaumes des reduzierten Netzes 20 gebildet werden, der diese Eingangsdatensätze begrenzt. In diesem Unterraum können neue Eingangsdatensätze gebildet werden und zu diesen neuen Eingangsdatensätzen entsprechende neue Ausgangsdatensätze erfasst werden, zum Beispiel während Testfahrten mit dem Fahrzeug 1. Dabei können die neuen Eingangsdatensätze mithilfe eines Auslesens von weiteren ersten Steuerungsparametern zum Steuern der ersten Fahrzeugkomponente 7, weiteren zweiten Steuerungsparametern zur Steuerung der zweiten Fahrzeugkomponente 8 und dritten Steuerungsparametern zur Steuerung der dritten Fahrzeugkomponente 9 aus entsprechenden Steuergeräten gewonnen werden.Based on those input records that match the second output records that are in the first area 92 lie, correspond, can be a subspace of a possible input space of the reduced network 20th are formed, which limits these input data records. New input data sets can be formed in this subspace and new output data sets corresponding to these new input data sets can be recorded, for example during test drives with the vehicle 1 . The new input data sets can be read out using further first control parameters for controlling the first vehicle component 7 , further second control parameters for controlling the second vehicle component 8th and third control parameters for controlling the third vehicle component 9 can be obtained from appropriate control units.

Mithilfe der neuen Eingangsdatensätze und der neuen Ausgangsdatensätze kann das reduzierte Netz 20 optimiert werden. Hierzu kann der Schritt 12 erneut, bevorzugt einmalig, wiederholt und die Schritte 13, 14 erneut mehrmalig wiederholt werden. Hierbei bilden bevorzugt die neuen Eingangsdatensätze die erste Menge der Eingangsdatensätze und die neuen Ausgangsdatensätze die Vergleichsdatensätze. With the help of the new input data sets and the new output data sets, the reduced network can 20th be optimized. To do this, the step 12th again, preferably once, repeated and the steps 13 , 14 can be repeated several times. The new input data records preferably form the first set of input data records and the new output data records the comparison data records.

Des Weiteren können zu jedem der Eingangsdatensätze der vierten Menge jeweilige dritte Ausgangsdatensätze mithilfe des ersten Netzes 30 berechnet und eine jeweilige zweite Abweichung zwischen den zweiten und den korrespondierenden dritten Ausgangsdatensätzen bestimmt werden. Anhand der zweiten Abweichungen können kritische Bereiche der reduzierten Mannigfaltigkeit gebildet werden, in denen die zweiten Abweichungen höher als ein Durchschnitt der zweiten Abweichungen sind. Für die kritischen Bereiche können analog wie für den ersten Bereich 92 weitere neue Eingangsdatensätze und Ausgangsdatensätze ermittelt werden und das reduzierte Netz 20 mithilfe dieser weiteren neuen Daten in gleicher Weise optimiert werden. Hierzu kann der Schritt 12 erneut bevorzugt einmalig wiederholt werden und die Schritte 13, 14 erneut mehrmalig wiederholt werden, wobei bevorzugt die weiteren neuen Eingangsdatensätze die erste Menge der Eingangsdatensätze bilden und die weiteren neuen Ausgangsdatensätze als Vergleichsdatensätze verwendet werden.Furthermore, for each of the input data records of the fourth set, respective third output data records can be made using the first network 30th are calculated and a respective second deviation between the second and the corresponding third output data records are determined. Critical areas of the reduced diversity can be formed on the basis of the second deviations, in which the second deviations are higher than an average of the second deviations. For the critical areas you can do the same as for the first area 92 further new input data records and output data records are determined and the reduced network 20th can be optimized in the same way using this additional new data. To do this, the step 12th again preferably be repeated once and the steps 13 , 14 are repeated again several times, the further new input data records preferably forming the first set of input data records and the further new output data records being used as comparison data records.

Weiterhin können die kritischen Bereiche als Bereiche erfasst werden, in denen das reduzierte Netz 20 nicht betrieben wird. Dadurch kann eine Sicherheit bei einem Einsatz des reduzierten Netzes 20 in dem Steuergerät 2 erhöht werden.Furthermore, the critical areas can be recorded as areas in which the reduced network 20th is not operated. This can ensure security when using the reduced network 20th in the control unit 2nd increase.

Im Folgenden soll ein weiteres Anwendungsbeispiel betrachtet werden, bei welchem das erste Netz 30 und das reduzierte Netz jeweils als ein Klassifikator verwendet werden können. Die Eingangsdatensätze 32 können Bilddatensätze von einem Objekt sein, das die Kamera 3 erfasst. Die Werte y1 , y2 , y3 können jeweils Wahrscheinlichkeitswerte sein, die angeben, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Objekt zu einer ersten, zweiten beziehungsweise dritten Klasse gehört. Somit sind die Werte y1 , y2 , y3 den entsprechenden Klassen zugeordnet. Dabei können die erste Klasse eine Vielfalt von Personen, die zweite Klasse eine Vielfalt von Fahrzeugen und die dritte Klasse eine Vielfalt von weiteren Objekten umfassen. In diesem Beispiel kann die erste Schranke gleich zehn Prozent und die jeweilige Abweichung die Maximumsnorm des Differenzvektors sein.In the following, another application example will be considered, in which the first network 30th and the reduced network can each be used as a classifier. The input records 32 can be image records of an object that the camera 3rd detected. The values y 1 , y 2 , y 3 can each be probability values that indicate the probability with which the object belongs to a first, second or third class. So the values are y 1 , y 2 , y 3 assigned to the corresponding classes. The first class can include a variety of people, the second class a variety of vehicles and the third class a variety of other objects. In this example, the first barrier can be ten percent and the respective deviation can be the maximum norm of the difference vector.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es möglich, das reduzierte Netz 20 derart zu erzeugen, dass es eine ähnlich gute Trefferquote beim Klassifizieren des Objektes hat, aber der oben genannte Faktor bei etwa zehn oder höher liegt. In Abhängigkeit entsprechender Werte y1red , y2red , y3red , die das reduzierte Netz 20 bei dem Einsatz des reduzierten Netzes 20 in dem Steuergerät 2 ausgeben kann, kann das Steuergerät 2 den Airbag aktivieren. Aufgrund der geringeren reduzierten Mannigfaltigkeit im Vergleich zur Mannigfaltigkeit des ersten Netzes 30 kann das Steuergerät 2 die Werte y1red , y2red , y3red schneller berechnen und in Abhängigkeit dieser Werte den Airbag schneller aktivieren. Des Weiteren ist es möglich, dass das reduzierte Netz 20 verrauschte Eingangsdaten besser als das erste Netz 30 filtern kann und dadurch bessere Ergebnisse bei der Klassifizierung von Objekten, die mit der Kamera 3 erfasst werden, erzielt.With the proposed method it is possible to use the reduced network 20th in such a way that it has a similarly good hit rate when classifying the object, but the above-mentioned factor is approximately ten or higher. Depending on the corresponding values y 1red , y 2red , y 3red that the reduced network 20th when using the reduced network 20th in the control unit 2nd can output, the control unit 2nd activate the airbag. Because of the reduced reduced diversity compared to the diversity of the first network 30th can the control unit 2nd the values y 1red , y 2red , y 3red Calculate faster and activate the airbag faster depending on these values. It is also possible that the reduced network 20th noisy input data better than the first network 30th can filter and thereby better results when classifying objects using the camera 3rd are recorded.

In einer weiteren Ausgestaltung werden mithilfe des reduzierten Netzes 20 und mit zumindest einem Testeingangsdatensatz ein erster Testausgangsdatensatz und mithilfe des ersten Netzes 30 und des Testeingangsdatensatzes ein zweiter Testausgangsdatensatz erzeugt. Weiterhin kann bei dieser Ausgestaltung ein Vergleich zwischen dem ersten Testausgangsdatensatz und dem zweiten Testausgangsdatensatz durchgeführt werden. In Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleiches fließt zumindest eine Information des ersten und/oder des zweiten Testausgangsdatensatzes in eine weitere Datenverarbeitung mit ein. Diese Ausgestaltung sieht bevorzugt vor, dass sowohl das reduzierte Netz 20 als auch das erste Netz 30 in dem Fahrzeug 1, insbesondere in dem Steuergerät 2, integriert sind und bei einem Betrieb des Fahrzeugs 1 eingesetzt werden.In a further embodiment, the reduced network 20th and with at least one test input data record, a first test output data record and using the first network 30th and the test input data record generates a second test output data record. Furthermore, in this embodiment, a comparison can be made between the first test output data set and the second test output data set. Depending on a result of the comparison, at least one piece of information from the first and / or the second test output data record flows into further data processing. This embodiment preferably provides that both the reduced network 20th as well as the first network 30th in the vehicle 1 , especially in the control unit 2nd , are integrated and when the vehicle is in operation 1 be used.

Auf das obige Beispiel bezogen kann der Testeingangsdatensatz einer der Bilddatensätze sein und der erste Testausgangsdatensatz durch die Werte y1red , y2red , y3redund der zweite Testausgangsdatensatz durch die Werte y1 , y2 , y3 ausgebildet sein. Vorteilhaft wird mithilfe eines Entscheidungsalgorithmus anhand des ersten und des zweiten Testausgangsdatensatzes eine erste beziehungsweise eine zweite Klassifikation des Objektes durchgeführt. Bezogen auf das obige Beispiel wird dem Objekt bei der ersten und bei der zweiten Klassifikation jeweils entweder die erste, zweite oder dritte Klasse zugeordnet. Der Entscheidungsalgorithmus kann vorsehen, dass jeweils diejenige Klasse ausgewählt wird, dessen zugeordneter Wahrscheinlichkeitswert am höchsten ist. Im Anschluss daran kann der Vergleich in Form eines Vergleiches eines Ergebnisses der ersten Klassifikation mit einem Ergebnis der zweiten Klassifikation durchgeführt werden.Based on the above example, the test input data record can be one of the image data records and the first test output data record can be by the values y 1red , y 2red , y 3red and the second test output data set by the values y 1 , y 2 , y 3 be trained. A first or a second classification of the object is advantageously carried out with the aid of a decision algorithm on the basis of the first and the second test output data record. Based on the example above, the object is assigned either the first, second or third class in the first and in the second classification. The decision algorithm can provide that in each case that class is selected whose assigned probability value is the highest. The comparison can then be carried out in the form of a comparison of a result of the first classification with a result of the second classification.

Der Vergleich zwischen dem ersten Testausgangsdatensatz und dem zweiten Testausgangsdatensatz wird in diesem Fall indirekt anhand des Vergleiches zwischen dem Ergebnis der ersten und der zweiten Klassifikation durchgeführt. Gemäß einer anderen Variante kann jeweils das Ergebnis der ersten Klassifikation als erster Testausgangsdatensatz und das Ergebnis der zweiten Klassifikation als zweiter Testausgangsdatensatz betrachtet und der Vergleich direkt durchgeführt werden.In this case, the comparison between the first test output data record and the second test output data record is carried out indirectly on the basis of the comparison between the result of the first and the second classification. According to one In another variant, the result of the first classification as the first test output data record and the result of the second classification as the second test output data record can be viewed and the comparison can be carried out directly.

In Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleiches fließt zumindest eine Information des ersten und/oder des zweiten Testausgangsdatensatzes in die weitere Datenverarbeitung mit ein.Depending on a result of the comparison, at least one piece of information from the first and / or the second test output data record flows into the further data processing.

Ist in einem ersten Fall das Ergebnis der ersten Klassifikation gleich dem Ergebnis der zweiten Klassifikation, d.h. dem Objekt wurde in beiden Fällen dieselbe Klasse zugeordnet, so kann das Ergebnis der ersten und/oder zweiten Klassifikation an eine weitere Komponente 101 zur Auslösung einer der Fahrzeugkomponenten 7, 8, 9, insbesondere des Sicherheitselementes, weitergeleitet werden. Die weitere Komponente 101 kann ein Steuergerät einer der Fahrzeugkomponenten 7, 8, 9 oder ein Aktivierungsmodul des Steuergerätes 2 sein. Die weitere Datenverarbeitung wird in diesem Fall mithilfe der weiteren Komponente 101 durchgeführt, wobei die Information des ersten und/oder des zweiten Testausgangsdatensatzes bevorzugt der jeweilige höchste Wert der Werte y1red , y2red , y3red beziehungsweise der Werte y1 , y2 , y3 sein kann.If in a first case the result of the first classification is equal to the result of the second classification, ie the same class was assigned to the object in both cases, the result of the first and / or second classification can be passed on to a further component 101 to trigger one of the vehicle components 7 , 8th , 9 , in particular the security element. The other component 101 can be a control unit of one of the vehicle components 7 , 8th , 9 or an activation module of the control unit 2nd his. In this case, further data processing is carried out with the help of the additional component 101 carried out, the information of the first and / or the second test output data set preferably the respective highest value of the values y 1red , y 2red , y 3red or the values y 1 , y 2 , y 3 can be.

Ist in einem zweiten Fall das Ergebnis der ersten Klassifikation gegenüber dem Ergebnis der zweiten Klassifikation unterschiedlich, d.h. dem Objekt wurde eine unterschiedliche Klasse zugeordnet, so sind mithilfe des Steuergerätes 2 bevorzugt eine erste Alternative und/oder eine zweite Alternative umsetzbar.If, in a second case, the result of the first classification is different from the result of the second classification, ie a different class has been assigned to the object, the control unit can be used 2nd preferably a first alternative and / or a second alternative can be implemented.

Gemäß der ersten Alternative des zweiten Falls kann zumindest ein Unterschied zwischen zumindest einem ersten Wertepaar y1red , y1 , einem zweiten Wertepaar y2red , y2 und/oder einem dritten Wertepaar y3red , y3 ermittelt werden. Bevorzugt wird zumindest der Unterschied desjenigen Wertepaares ermittelt, das zumindest den höchsten Wert der Werte y1red , y2red , y3red aufweist, im Folgenden kritisches Wertepaar genannt.According to the first alternative of the second case, there can be at least one difference between at least a first pair of values y 1red , y 1 , a second pair of values y 2red , y 2 and / or a third pair of values y 3red , y 3 be determined. Preferably, at least the difference of the pair of values is determined, which is at least the highest value of the values y 1red , y 2red , y 3red has, hereinafter called critical pair of values.

Je nachdem wie das Ergebnis der ersten Klassifikation ausfällt, kann das kritische Wertepaar die Werte y1 , y2 oder y3 aufweisen. Weist das kritische Wertepaar einen Wert auf, der der zweithöchste der Werte y1 , y2 und y3 ist, so leitet das Steuergerät vorteilhaft das Ergebnis der ersten Klassifikation an die weitere Komponente 101 zur Auslösung einer der Fahrzeugkomponenten 7, 8, 9 weiter. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass das reduzierte Netz 20 eine bessere Klassifizierung als das erste Netz 30 vorgenommen hat. Die weitere Datenverarbeitung wird in diesem Fall mithilfe der weiteren Komponente 101 durchgeführt, wobei die Information des ersten Testausgangsdatensatzes der jeweilige höchste Wert der Werte y1red , y2red , y3red ist.Depending on the result of the first classification, the critical pair of values can do the values y 1 , y 2 or y 3 exhibit. If the critical pair of values has a value that is the second highest of the values y 1 , y 2 and y 3 , the control unit advantageously forwards the result of the first classification to the further component 101 to trigger one of the vehicle components 7 , 8th , 9 further. In this case it is assumed that the reduced network 20th a better classification than the first network 30th has made. In this case, further data processing is carried out with the help of the additional component 101 carried out, the information of the first test output data set being the respective highest value of the values y 1red , y 2red , y 3red is.

Gemäß der zweiten Alternative des zweiten Falls kann ein Notfallprogramm ausgelöst werden, insbesondere, wenn das kritische Wertepaar einen Wert aufweist, der der niedrigste der Werte y1 , y2 und y3 ist. In diesem Fall weichen das Ergebnis der ersten und der zweiten Klassifikation stark voneinander ab. Das Notfallprogramm kann vorsehen, dass das Fahrzeug 1 gebremst wird oder ein Warnzeichen in einem Cockpit des Fahrzeugs 1 aktiviert wird. Die weitere Datenverarbeitung kann in diesem Fall in dem Steuergerät 2 stattfinden und das Notfallprogramm auslösen. In diesem Fall fließen Informationen des ersten und des zweiten Testausgangsdatensatzes mit in die weitere Datenverarbeitung ein, weil die unterschiedlichen Ergebnisse der Klassifizierungen das Notfallprogramm auslösen.According to the second alternative of the second case, an emergency program can be triggered, in particular if the critical pair of values has a value that is the lowest of the values y 1 , y 2 and y 3 is. In this case, the result of the first and the second classification differ greatly. The emergency program can provide that the vehicle 1 is braked or a warning sign in a cockpit of the vehicle 1 is activated. In this case, further data processing can take place in the control unit 2nd take place and trigger the emergency program. In this case, information from the first and second test output data records is included in the further data processing because the different results of the classifications trigger the emergency program.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018103113 [0002]DE 102018103113 [0002]

Claims (10)

Verfahren zur Erzeugung eines reduzierten neuronalen Netzes (20) für ein Steuergerät (2) eines Fahrzeugs (1) und/oder einer Fahrzeugkomponente (7, 8, 9) mit den folgenden Schritten: - Initialisieren des reduzierten neuronalen Netzes (20) in einem ersten Schritt (11), - Berechnen von jeweiligen ersten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen (31a, 31b, 31z) mithilfe eines ersten neuronalen Netzes (30) und in Abhängigkeit eines jeweiligen Eingangsdatensatzes (32a, 32b, 32z), wobei eine Gesamtheit der jeweiligen Eingangsdatensätze (32a, 32b, 32z) eine erste Menge (32) der Eingangsdatensätze bildet, in einem zweiten Schritt (12) - Bestimmen von jeweiligen Abweichungen (42a, 42b, 42z) der ersten Ausgangsdatensätze (31a, 31b, 31z) von jeweiligen Vergleichsdatensätzen (41a, 41b, 41z) in einem dritten Schritt (13), wobei der jeweilige erste Ausgangsdatensatz (31a, 31b, 31z) mit dem jeweiligen Vergleichsdatensatz (41a, 41b, 41z) korrespondiert, - Adaptieren des reduzierten neuronalen Netzes (20) in Abhängigkeit einer zweiten Menge der Eingangsdatensätze, die eine Teilmenge der ersten Menge ist, wobei die zu den Eingangsdatensätzen der zweiten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze im Durchschnitt eine größere Abweichung aufweisen als die zu den übrigen Eingangsdatensätzen der ersten Menge korrespondierenden ersten Ausgangsdatensätze, wobei die übrigen Eingangsdatensätze eine dritte Menge der Eingangsdatensätze bilden und das reduzierte neuronale Netz (20) unabhängig von der dritten Menge der Eingangsdatensätze adaptiert wird, in einem vierten Schritt (16), - Wiederholen der Schritte drei und vier, bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist.Method for generating a reduced neural network (20) for a control unit (2) of a vehicle (1) and / or a vehicle component (7, 8, 9) with the following steps: - initializing the reduced neural network (20) in a first step (11), - Calculation of respective first corresponding output data sets (31a, 31b, 31z) with the aid of a first neural network (30) and depending on a respective input data set (32a, 32b, 32z), an entirety of the respective input data sets (32a, 32b, 32z) being one forms the first set (32) of the input data sets in a second step (12) - Determining respective deviations (42a, 42b, 42z) of the first output data sets (31a, 31b, 31z) from respective comparison data sets (41a, 41b, 41z) in a third step (13), the respective first output data set (31a, 31b, 31z) corresponds to the respective comparison data record (41a, 41b, 41z), - Adapting the reduced neural network (20) as a function of a second set of input data sets, which is a subset of the first set, the first output data sets corresponding to the input data sets of the second set having, on average, a greater deviation than those of the other input data sets of the first Set of corresponding first output data sets, the remaining input data sets forming a third set of input data sets and the reduced neural network (20) being adapted independently of the third set of input data sets, in a fourth step (16), - Repeat steps three and four until an abort criterion is met. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Vergleichsdatensatz (41a, 41b, 41z) mithilfe des reduzierten neuronalen Netzes (20) und in Abhängigkeit desjenigen Eingangsdatensatzes (32a, 32b, 32z), mit dem jeweils der erste korrespondierende Ausgangsdatensatz berechnet wird, berechnet wird.Procedure according to Claim 1 The respective comparison data record (41a, 41b, 41z) is calculated with the aid of the reduced neural network (20) and depending on the input data record (32a, 32b, 32z) with which the first corresponding output data record is calculated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die jeweilige Abweichung mithilfe einer oberen Schranke abgeschätzt wird.Procedure according to Claim 1 or 2nd , whereby the respective deviation is estimated using an upper bound. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das reduzierte neuronale Netz (20) Basisfunktionen (81) aufweist und das reduzierte neuronale Netz (20) derart adaptiert wird, dass in dem vierten Schritt zumindest eine weitere Basisfunktion (71) dem reduzierten neuronale Netz (20) hinzugefügt wird und durch das Hinzufügen der weiteren Basisfunktion (71) eine Dimension einer Mannigfaltigkeit des reduzierten neuronalen Netzes (20) erhöht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the reduced neural network (20) has basic functions (81) and the reduced neural network (20) is adapted such that in the fourth step at least one further basic function (71) corresponds to the reduced neural network (20 ) is added and by adding the further basic function (71) one dimension of a manifold of the reduced neural network (20) is increased. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle bei einem mehrmaligen Wiederholen des vierten Schrittes in der zweiten Menge enthaltenen Eingangsdatensätze in Form einer vierten Menge der Eingangsdatensätze gesammelt werden und zu den jeweiligen Eingangsdatensätzen der vierten Menge jeweilige zweite korrespondierende Ausgangsdatensätze mithilfe des reduzierten neuronalen Netzes (20) berechnet werden und anhand der zweiten Ausgangsdatensätze eine Verteilung der zweiten Ausgangsdatensätze in einem Ausgaberaum des reduzierten neuronalen Netzes (20) zur Analyse des reduzierten neuronalen Netzes oder zur Analyse der vierten Menge errechnet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein all the input data records contained in the second set when the fourth step is repeated a number of times are collected in the form of a fourth set of input data records and respective second corresponding output data records corresponding to the respective input data records of the fourth set using the reduced neural network (20 ) are calculated and a distribution of the second output data sets in an output space of the reduced neural network (20) for analysis of the reduced neural network or for analysis of the fourth set is calculated on the basis of the second output data sets. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mithilfe des reduzierten neuronalen Netzes und mit zumindest einem Testeingangsdatensatz ein erster Testausgangsdatensatz und mithilfe des ersten neuronalen Netzes und des Testeingangsdatensatzes ein zweiter Testausgangsdatensatz erzeugt werden und ein Vergleich zwischen dem ersten Testausgangsdatensatz und dem zweiten Testausgangsdatensatz durchgeführt wird und in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleiches zumindest eine Information des ersten und/oder des zweiten Testausgangsdatensatzes in eine weitere Datenverarbeitung mit einfließt.Method according to one of the preceding claims, with the aid of the reduced neural network and with at least one test input data record, a first test output data record and with the aid of the first neural network and the test input data record a second test output data record are generated and a comparison between the first test output data record and the second test output data record is carried out and in Depending on a result of the comparison, at least one piece of information from the first and / or the second test output data record is included in further data processing. Reduziertes neuronales Netz (20), eingerichtet durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Reduced neural network (20), established by a method according to one of the Claims 1 to 6 . Steuergerät (2) für ein Fahrzeug (1) und/oder eine Fahrzeugkomponente (7, 8, 9), eingerichtet durch ein Verfahren und/oder für die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Control device (2) for a vehicle (1) and / or a vehicle component (7, 8, 9), set up by a method and / or for carrying out a method according to one of the Claims 1 to 6 . Fahrzeug (1), umfassend ein Steuergerät (2) nach Anspruch 8.Vehicle (1) comprising a control device (2) according to Claim 8 . Computerprogrammprodukt (10), umfassend ein Programm, das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.A computer program product (10) comprising a program that, when executed by a computer, causes the computer to perform a method according to one of the Claims 1 to 6 perform.
DE102020105783.0A 2019-03-07 2020-03-04 Method of creating a reduced neural network Pending DE102020105783A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019105848.1A DE102019105848A1 (en) 2019-03-07 2019-03-07 Method for generating a reduced neural network
DE102019105848.1 2019-03-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020105783A1 true DE102020105783A1 (en) 2020-04-23

Family

ID=65909990

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019105848.1A Withdrawn DE102019105848A1 (en) 2019-03-07 2019-03-07 Method for generating a reduced neural network
DE102020105783.0A Pending DE102020105783A1 (en) 2019-03-07 2020-03-04 Method of creating a reduced neural network

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019105848.1A Withdrawn DE102019105848A1 (en) 2019-03-07 2019-03-07 Method for generating a reduced neural network

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102019105848A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209457A1 (en) 2022-09-09 2024-03-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for controlling an artificial neural network when providing a vehicle function

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019119739A1 (en) 2019-07-22 2021-01-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method and system for generating security-critical output values of an entity

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018103113A1 (en) 2017-02-20 2018-08-23 FEV Europe GmbH Method for operating a hybrid system for a vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018103113A1 (en) 2017-02-20 2018-08-23 FEV Europe GmbH Method for operating a hybrid system for a vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209457A1 (en) 2022-09-09 2024-03-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for controlling an artificial neural network when providing a vehicle function

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019105848A1 (en) 2019-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006038151B4 (en) Method and device for controlling personal protection devices
DE10296704T5 (en) Fuzzy inference network for the classification of high-dimensional data
DE102018128289A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR AUTONOMOUS SYSTEM PERFORMANCE AND CLASSIFICATION
DE102005050577A1 (en) Neuronal network testing method for person motor vehicle, involves outputting positive overall-test signal after each test signal-combination is created, where no partial-signal is stored for given set of test signal-combinations
DE69314293T2 (en) Neural system and construction method
DE69223447T2 (en) Learning method for neural network and classification system for applying this method
DE102017218851A1 (en) Method, device and computer program for creating a deep neural network
DE102020105783A1 (en) Method of creating a reduced neural network
DE102018222294A1 (en) Process, computer program, machine-readable storage medium and device for data prediction
DE102020105785A1 (en) Method for generating a reduced neural network for a control device of a vehicle using eigenvectors
DE102019205085A1 (en) Self-monitoring of a function based on artificial intelligence
EP4200801A1 (en) Computer-implemented method for analysing the interior of a vehicle
DE102018130004B3 (en) INTELLIGENT DRIVING BASED ON A SUPPORT VECTOR MACHINE FOR PASSING CROSSROADS AND INTELLIGENT DRIVING SYSTEM THEREFOR
DE102017216061A1 (en) Situation-based decision-making for vehicles
DE102020122979A1 (en) Method for providing a compressed, robust neural network and assistance device
DE102017219365A1 (en) Device and method for adaptive vehicle control
DE102019114049A1 (en) Method for validating a driver assistance system using further generated test input data sets
WO2021089499A1 (en) Method and system for checking an automated driving function by reinforcement learning
DE102020203135A1 (en) Procedure for quality assurance of an example-based system
DE102019119087A1 (en) COMPONENT-BASED PROCESSING OF INPUT SIZES
DE19734735C2 (en) Classification procedure with a neural network
DE102019121945A1 (en) A method of generating a computing model for a controller for controlling at least one vehicle component using artificial datasets
DE102013206285A1 (en) Method and apparatus for creating a non-parametric, data-based function model
DE102015012843B4 (en) Generating a load case evaluation list
DE102021203354B4 (en) Method for determining a future accident severity of a motor vehicle with an object using an assistance system of the motor vehicle, computer program product and assistance system

Legal Events

Date Code Title Description
R084 Declaration of willingness to licence
R230 Request for early publication