DE102020105785A1 - Method for generating a reduced neural network for a control device of a vehicle using eigenvectors - Google Patents

Method for generating a reduced neural network for a control device of a vehicle using eigenvectors Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines reduzierten neuronalen Netzes (40) für ein Steuergerät (2) eines Fahrzeugs (1) und/oder einer Fahrzeugkomponente (7, 8, 9), mit den folgenden Schritten:- Einlesen eines ersten Datenfeldes eines ersten neuronalen Netzes (30), wobei das erste Datenfeld Einträge aufweist, die in ihrer Gesamtheit zumindest teilweise eine interne Logik des ersten neuronalen Netzes (30) repräsentieren, in einem ersten Schritt (11),- Erzeugen des reduzierten neuronalen Netzes (40) zumindest mithilfe des ersten Datenfeldes in einem zweiten Schritt (12), wobei das reduzierte neuronale Netz ein reduziertes Datenfeld mit Einträgen aufweist, die in ihrer Gesamtheit zumindest teilweise eine interne Logik des reduzierten neuronalen Netzes (40) repräsentieren und das reduzierte Datenfeld weniger von Null verschiedene Einträge als das erste Datenfeld hat.The invention relates to a method for generating a reduced neural network (40) for a control device (2) of a vehicle (1) and / or a vehicle component (7, 8, 9), comprising the following steps: - Reading in a first data field from a first neural network (30), the first data field having entries which in their entirety at least partially represent an internal logic of the first neural network (30), in a first step (11), - generating the reduced neural network (40) at least with the aid of of the first data field in a second step (12), the reduced neural network having a reduced data field with entries which in their entirety at least partially represent internal logic of the reduced neural network (40) and the reduced data field is less than non-zero entries than has the first data field.

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. In einem ersten Schritt wird ein erstes Datenfeld eines ersten neuronalen Netzes eingelesen, wobei das erste Datenfeld Einträge aufweist, die in ihrer Gesamtheit zumindest teilweise eine interne Logik des ersten neuronalen Netzes repräsentieren. In einem zweiten Schritt wird das reduzierte neuronale Netzes zumindest mithilfe des ersten Datenfeldes erzeugt, wobei das reduzierte neuronale Netz ein reduziertes Datenfeld mit Einträgen aufweist, die in ihrer Gesamtheit zumindest teilweise eine interne Logik des reduzierten neuronalen Netzes repräsentieren. Das reduzierte Datenfeld weist weniger von Null verschiedene Einträge als das erste Datenfeld auf. Das erste Datenfeld kann in das Steuergerät eingelesen werden und die folgenden Varianten des Verfahrens auf dem Steuergerät ausgeführt werden. Möglich ist auch, dass das erste Datenfeld auf einem externen Computer außerhalb des Fahrzeugs eingelesen wird und das Verfahren auf dem externen Computer durchgeführt wird.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. In a first step, a first data field of a first neural network is read in, the first data field having entries which in their entirety at least partially represent an internal logic of the first neural network. In a second step, the reduced neural network is generated at least with the aid of the first data field, the reduced neural network having a reduced data field with entries which, at least in their entirety, represent an internal logic of the reduced neural network. The reduced data field has fewer non-zero entries than the first data field. The first data field can be read into the control unit and the following variants of the method can be carried out on the control unit. It is also possible for the first data field to be read in on an external computer outside the vehicle and for the method to be carried out on the external computer.

Für den Begriff „neuronales Netz“ wird im Folgenden der Begriff „Netz“ verwendet.The term “network” is used below for the term “neural network”.

Mit einem Datenfeld ist ein Feld, auch „Array“ genannt, gemeint, welches mehrere Einträge aufweist. In den meisten Fällen weisen das erste Datenfeld und das reduzierte Datenfeld reelle positive Einträge auf. Ein einzelner Eintrag des ersten Datenfeld beziehungsweise reduzierten Datenfeldes beeinflusst zumindest eine Berechnung eines Ausgangswertes eines Neurons des ersten Netzes beziehungsweise reduzierten Netzes in Abhängigkeit von einem entsprechenden Eingangswert des Neurons des entsprechenden Netzes. Des Weiteren geben die Einträge bevorzugt an, wie stark ein Ausgangswert eines einzelnen Neurons des ersten Netzes beziehungsweise reduzierten Netzes eine Berechnung eines weiteren Ausgangswertes eines weiteren Neurons des ersten Netzes beziehungsweise reduzierten Netzes beeinflusst. In diesem Sinn können die Einträge auch Gewichte des ersten Netzes beziehungsweise reduzierten Netzes sein.A data field means a field, also called an “array”, which has several entries. In most cases, the first data field and the reduced data field have real positive entries. A single entry of the first data field or reduced data field influences at least one calculation of an output value of a neuron of the first network or reduced network depending on a corresponding input value of the neuron of the corresponding network. Furthermore, the entries preferably indicate how strongly an output value of an individual neuron of the first network or reduced network influences a calculation of a further output value of a further neuron of the first network or reduced network. In this sense, the entries can also be weights of the first network or reduced network.

Das erste beziehungsweise reduzierte Datenfeld kann zwei oder mehrere Dimensionen haben und kann in diesem Fall als eine erste Matrix beziehungsweise reduzierte Matrix mit zwei beziehungsweise mehreren Dimensionen betrachtet werden. In diesem Fall können diese beiden Datenfelder jeweils als eine Datenstruktur betrachtet werden, die Einträge von einer zweidimensionalen beziehungsweise mehreren zweidimensionalen Matrizen des ersten beziehungsweise reduzierten Netzes enthalten. Die Einträge der zweidimensionalen Matrizen des ersten beziehungsweise reduzierten Netzes können Werte von Verbindungsgewichten zwischen einzelnen Neuronen einer Schicht des entsprechenden Netzes und einzelnen Neuronen einer nachfolgenden Schicht des entsprechenden Netzes sein.The first or reduced data field can have two or more dimensions and in this case can be viewed as a first matrix or reduced matrix with two or more dimensions. In this case, these two data fields can each be viewed as a data structure that contains entries from a two-dimensional or a plurality of two-dimensional matrices of the first or reduced network. The entries of the two-dimensional matrices of the first or reduced network can be values of connection weights between individual neurons of a layer of the corresponding network and individual neurons of a subsequent layer of the corresponding 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.

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. Because the proposed method can be carried out on the computer with the aid of the computer product, 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 Datenfeldes 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. Das erste beziehungsweise reduzierte Datenfeld repräsentiert damit eine interne Logik des ersten beziehungsweise reduzierten Netzes beziehungsweise des entsprechenden physischen Netzes. 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 take the following actions. A corresponding physical neural first or reduced network with neurons can preferably be simulated with the aid of the first or reduced data field, 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 first or reduced data field thus represents an internal logic of the first or reduced network or 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.

Dadurch, dass das reduzierte Datenfeld weniger von Null verschiedene Einträge als das erste Datenfeld hat, kann das reduzierte Netz schneller als das erste Netz in den Arbeitsspeicher geladen werden. Des Weiteren kann eine Rechenzeit bei einem Einsatz des reduzierten Netzes in dem Steuergerät gegenüber dem ersten Netz reduzierten werden, da das reduzierte Netz eine geringere Komplexität als das erste Netz aufweist.Because the reduced data field has fewer non-zero entries than the first data field, the reduced network can be loaded into the working memory faster than the first network. Furthermore, a computing time can be reduced when the reduced network is used in the control device compared to the first network, since the reduced network is less complex than the first network.

Darüber hinaus kann dadurch, dass das reduzierte Datenfeld weniger von Null verschiedene Einträge als das erste Datenfeld hat, eine Dimension einer Mannigfaltigkeit des reduzierten Netzes kleiner als eine Dimension einer Mannigfaltigkeit des ersten Netzes sein. Dies kann 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 Einsatz 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.Furthermore, because the reduced data field has fewer non-zero entries than the first data field, one dimension of a diversity of the reduced network can be smaller than one dimension of a diversity of the first network. This can mean 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 using 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.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Datenfeld in Form der ersten Matrix und das reduzierte Datenfeld in Form der reduzierten Matrix ausgebildet, wobei die reduzierte Matrix mithilfe von zumindest einem Eigenvektor oder Singulärvektor der ersten Matrix konstruiert wird. Werden im Folgenden die Begriffe Eigenwert und Eigenvektor benutzt, so wird davon ausgegangen, dass die erste Matrix quadratisch ist. Werden im Folgenden die Begriffe Singulärwert und Singulärvektor benutzt, so wird davon ausgegangen, dass die erste Matrix nicht quadratisch ist.In a further embodiment, the first data field is designed in the form of the first matrix and the reduced data field in the form of the reduced matrix, the reduced matrix being constructed using at least one eigenvector or singular vector of the first matrix. If the terms eigenvalue and eigenvector are used in the following, it is assumed that the first matrix is quadratic. If the terms singular value and singular vector are used in the following, it is assumed that the first matrix is not quadratic.

Mithilfe des Eigenvektors oder Singulärvektors kann eine Information, die die erste Matrix enthält, kompakt repräsentiert werden. Insbesondere können mehrere Informationen, die die erste Matrix enthält, auf kompakte Weise mithilfe von mehreren Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren der ersten Matrix repräsentiert beziehungsweise zusammengefasst werden. Mit anderen Worten können die Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren Informationen, die in der ersten Matrix enthalten sind, in kompakter Form abbilden. Aufgrund dieser kompakten Form hat das reduzierte Datenfeld weniger von Null verschiedene Einträge als das erste Datenfeld.With the help of the eigenvector or singular vector, information which contains the first matrix can be represented compactly. In particular, a plurality of pieces of information which the first matrix contains can be represented or summarized in a compact manner with the aid of a plurality of eigenvectors or singular vectors of the first matrix. In other words, the eigenvectors or singular vectors can map information contained in the first matrix in a compact form. Because of this compact form, the reduced data field has fewer non-zero entries than the first data field.

Eine Verwendung der Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren stellt eine besonders einfache Variante dar, das reduzierte Netz zu konstruieren. Zur Bestimmung der Singulärvektoren wird bevorzugt ein Verfahren zur Singulärwertzerlegung verwendet. Die Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren sind bevorzugt linear unabhängig voneinander.Using the eigenvectors or singular vectors is a particularly simple variant for constructing the reduced network. A method for singular value decomposition is preferably used to determine the singular vectors. The eigenvectors or singular vectors are preferably linearly independent of one another.

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.

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 eine erste Matrix eines erste neuronalen Netzes,
  • 4 ein erstes neuronales Netz,
  • 5 ein reduziertes neuronales Netz,
  • 6 eine reduzierte Matrix des reduzierten neuronalen Netzes nach 5,
  • 7 Teilschritte eines zweiten Schrittes des in 2 gezeigten 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 matrix of a first neural network,
  • 4th a first neural network,
  • 5 a reduced neural network,
  • 6 a reduced matrix of the reduced neural network 5 ,
  • 7 Sub-steps of a second step of the in 2nd shown 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 Netzes 40 für das Steuergerät 2 des Fahrzeugs 1. 2nd shows individual steps of the inventive method for generating a reduced network 40 for the control unit 2nd of the vehicle 1 .

Ein erster Schritt 11 umfasst ein Einlesen eines ersten Datenfeldes eines ersten Netzes 30. Das erste Datenfeld ist im folgenden Beispiel in Form einer ersten Matrix 21 ausgebildet und weist Einträge auf, die in 3 beispielhaft mit 20ji dargestellt sind. Die Einträge 20ji der ersten Matrix 21 repräsentieren in ihrer Gesamtheit zumindest teilweise eine interne Logik des ersten Netzes 30. In einem zweiten Schritt 12 des Verfahrens wird das reduzierte Netz 40, das ein reduziertes Datenfeld aufweist, zumindest mithilfe des ersten Datenfeldes, in diesem Beispiel mithilfe der ersten Matrix 21, erzeugt. Das reduzierte Datenfeld ist im folgenden Beispiel in Form einer reduzierten Matrix 51 ausgebildet und weist Einträge auf, die in 6 beispielhaft mit 50ji dargestellt sind. Die Einträge 50ji der reduzierten Matrix 51 repräsentieren in ihrer Gesamtheit zumindest teilweise eine interne Logik des reduzierten Netzes 40.A first step 11 comprises reading a first data field of a first network 30th . In the following example, the first data field is in the form of a first matrix 21 trained and has entries that in 3rd exemplary with 20 ji are shown. The entries 20 ji the first matrix 21 in their entirety at least partially represent an internal logic of the first network 30th . In a second step 12th the procedure becomes the reduced network 40 , which has a reduced data field, at least using the first data field, in this example using the first matrix 21 , generated. The reduced data field is in the following example in the form of a reduced matrix 51 trained and has entries that in 6 exemplary with 50 ji are shown. The entries 50 ji the reduced matrix 51 in their entirety at least partially represent an internal logic of the reduced network 40 .

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.

In 4 ist beispielhaft das erste Netz 30 mit einer ersten Schicht 31, einer zweiten Schicht 32, einer j-ten Schicht 33 und einer n-ten Schicht 34 dargestellt. Jede der der Schichten 31, 32, 33, 34 weist eine jeweilige Anzahl an Neuronen, bzw. Zellen oder auch Elemente genannt, auf. In dem in 4 gezeigten Beispiel ist die jeweilige Anzahl der Neuronen für die entsprechende Schicht 31, 32, 33, 34 gleich m. Generell ist es jedoch möglich, dass unterschiedliche Schichten eine unterschiedliche Anzahl an Neuronen haben.In 4th is the first network as an example 30th with a first layer 31 , a second layer 32 , a jth layer 33 and an nth layer 34 shown. Each of the layers 31 , 32 , 33 , 34 has a respective number of neurons or cells or elements. In the in 4th The example shown is the respective number of neurons for the corresponding layer 31 , 32 , 33 , 34 equal to m. In general, however, it is possible that different layers have a different number of neurons.

Die erste Schicht 31 funktioniert in dem 4 gezeigten Beispiel des ersten Netzes 30 bevorzugt wie eine Eingabeschicht. Das Steuergerät 2 kann an ein jeweiliges Neuron 3011 , 3012 , 301i , 301m der ersten Schicht 31 bevorzugt einen entsprechenden einzelnen Eintrag 351 , 352 , 35i , 35m eines Eingangsdatensatzes μ j

Figure DE102020105785A1_0001
des ersten Netzes 30 senden. Der Index j bezeichnet einen Eingangsdatensatz aus einer möglichen Gesamtmenge an Eingangsdatensätzen. Die Neuronen 3011 , 3012 , 301i , 301m leiten diese Werte an einzelne Neuronen 3021 , 3022 , 302i , 302m der zweiten Schicht 32 weiter. Diese weitergeleiteten Werte können als jeweilige Eingangswerte für eine jeweilige Aktivierungsfunktion der einzelnen Neuronen der zweiten Schicht 32 verwendet werden.The first layer 31 works in that 4th shown example of the first network 30th preferably like an input layer. The control unit 2nd can be connected to a respective neuron 30 11 , 30 12 , 30 1i , 30 1m the first layer 31 prefers a corresponding single entry 35 1 , 35 2 , 35 i , 35 m an input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0001
of the first network 30th send. The index j denotes an input data record from a possible total amount of input data records. The neurons 30 11 , 30 12 , 30 1i , 30 1m pass these values on to individual neurons 30 21 , 30 22 , 30 2i , 30 2m the second layer 32 further. These forwarded values can be used as respective input values for a respective activation function of the individual neurons of the second layer 32 be used.

Mit Hilfe der jeweiligen Eingangswerte kann die jeweilige Aktivierungsfunktion der einzelnen Neuronen 3021 , 3022 , 302i , 302m der zweiten Schicht 32 einen Ausgangswert des entsprechenden Neurons 3021 , 3022 , 302i , 302m der zweiten Schicht 32 berechnen. Der jeweilige Ausgangswert des entsprechenden Neurons 3021 , 3022 , 302i , 302m der zweiten Schicht 32 wird vorzugsweise an ein jeweiliges Neuron der nachfolgenden Schicht, in diesem Fall der dritten Schicht 33, geleitet und kann von diesem Neuron in Form eines Eingangswertes eingelesen werden.With the help of the respective input values, the respective activation function of the individual neurons 30 21 , 30 22 , 30 2i , 30 2m the second layer 32 an initial value of the corresponding neuron 30 21 , 30 22 , 30 2i , 30 2m the second layer 32 to calculate. The respective output value of the corresponding neuron 30 21 , 30 22 , 30 2i , 30 2m the second layer 32 is preferably to a respective neuron of the subsequent layer, in this case the third layer 33 , and can be read by this neuron in the form of an input value.

Die in 4 dargestellte Architektur des ersten Netzes 30 ist nur eine beispielhafte Ausgestaltung, bei welcher ein einzelner Ausgangswert eines einzelnen Neurons einer einzelnen Schicht in Form einer einzelnen Eingangsgröße an einem Neuron einer in dem ersten Netz 30 nachfolgenden Schicht anliegt.In the 4th architecture of the first network shown 30th is only an exemplary embodiment, in which a single output value of a single neuron of a single layer in the form of a single input variable at a neuron in the first network 30th subsequent layer.

Der Index j bezeichnet eine j-te Schicht des ersten Netzes 30 und der Index i ein i-tes Neuron einer jeweiligen Schicht des ersten Netzes 30. Die jeweilige Eingangsgröße des i-ten Neurons der j-ten Schicht soll im Folgenden als aji bezeichnet werden. Des Weiteren soll eine Basisfunktion des i-ten Neurons in der j-ten Schicht mit ϕji bezeichnet werden. Eine Aktivierungsfunktion des i-ten Neurons in der j-ten Schicht wird im Folgenden mit αji deklariert. Für das in 4 gezeigte Beispiel des ersten Netzes 30 kann demnach ein Ausgangswert des i-ten Neurons der j-ten Schicht, welcher gleichzeitig ein Eingangswert a(j+1)i des i-ten Neurons der nachfolgenden j+1-ten Schicht ist, wie folgt berechnet werden: a ( j + 1 ) i = α j i ( a j i ) ϕ j i + b j i .,

Figure DE102020105785A1_0002
wobei bji einen Schwellwert des i-ten Neurons der j-ten Schicht bezeichnet. 4 zeigt eine erste Variante des reduzierten Netzes 40. Gemäß der ersten Variante hat das reduzierte Netz 40 hat eine erste Schicht 41 mit einem ersten Neuron 4011 , einem zweiten Neuron 4012 , einem i-ten Neuron 401i und einem m-ten Neuron 401m . Die erste Schicht 41 funktioniert wie eine Eingabeschicht, in der die einzelnen Werte 351 , 352 , 35i und 35m des Eingabevektors 35 eingelesen werden können. Die eingelesenen Werte werden von den jeweiligen Neuronen 4011 , 4012 , 401i , 401m an jeweils ein entsprechendes erstes Neuron 4021 , ein zweites Neuron 4022 , ein i-tes Neuron 402i und ein m-tes Neuron 402m der zweiten Schicht 42 gesendet. The index j denotes a jth layer of the first network 30th and the index i an i-th neuron of a respective layer of the first network 30th . The respective input variable of the i-th neuron of the j-th layer is shown below as a ji be designated. Furthermore, a basic function of the i-th neuron in the j-th layer is to be referred to as ϕ ji . An activation function of the i-th neuron in the j-th layer is described below α ji declared. For that in 4th shown example of the first network 30th can accordingly an output value of the i-th neuron of the j-th layer, which at the same time is an input value a (j + 1) i of the i-th neuron of the subsequent j + 1-th layer is calculated as follows: a ( j + 1 ) i = α j i ( a j i ) ϕ j i + b j i .,
Figure DE102020105785A1_0002
in which b ji denotes a threshold of the i-th neuron of the j-th layer. 4th shows a first variant of the reduced network 40 . According to the first variant, the reduced network 40 has a first layer 41 with a first neuron 40 11 , a second neuron 40 12 , an ith neuron 40 1i and an mth neuron 40 1m . The first layer 41 works like an input layer in which the individual values 35 1 , 35 2 , 35 i and 35 m of the input vector 35 can be read. The read values are from the respective neurons 40 11 , 40 12 , 40 1i , 40 1m to a respective first neuron 40 21 , a second neuron 40 22 , an ith neuron 40 2i and an mth neuron 40 2m the second layer 42 sent.

Die weitergeleiteten Eingangswerte werden von den jeweiligen Neuronen der zweiten Schicht 42 in Form eines Eingangswertes eingelesen und innerhalb des jeweiligen Neurons zu einem Ausgangswert verarbeitet. In ähnlicher Weise können die übrigen Neuronen 40ji der j-ten Schicht 43 und der Nred-ten Schicht 44 funktionieren. Analog wie bei dem ersten Netz 30 kann ein berechneter Ausgangswert eines i-ten Neurons in der j-ten Schicht in Form eines Eingangswertes des i-ten Neurons der j+1-ten Schicht zur nachfolgenden Schicht weitergeleitet werden. Dies kann durch folgenden formelmäßigen Zusammenhang ausgedrückt werden: a r e d ( j + 1 ) i = β j i ( a r e d j i ) ψ j i + c j i ,

Figure DE102020105785A1_0003
wobei ared ji einen Eingangswert des i-ten Neurons der j-ten Schicht, ared (j+1)i einen Ausgangswert des i-ten Neurons der j-ten Schicht und einen Eingangswert des i-ten Neurons der j+1-ten Schicht, ψji eine jeweilige Basisfunktion des i-ten Neurons der j-ten Schicht, βji eine Aktivierungsfunktion des i-ten Neurons der j-ten Schicht und cji einen Schwellwert des i-ten Neurons der j-ten Schicht jeweils des reduzierten Netzes 40 bezeichnen.The forwarded input values are from the respective neurons of the second layer 42 read in in the form of an input value and processed into an output value within the respective neuron. Similarly, the rest of the neurons 40 ji the jth layer 43 and the N red layer 44 function. Analogous to the first network 30th For example, a calculated output value of an ith neuron in the jth layer can be passed on to the subsequent layer in the form of an input value of the ith neuron of the j + 1th layer. This can be expressed by the following formula: a r e d ( j + 1 ) i = β j i ( a r e d j i ) ψ j i + c j i ,
Figure DE102020105785A1_0003
where a red ji an input value of the ith neuron of the jth layer, a red (j + 1) i an output value of the i th neuron of the j th layer and an input value of the i th neuron of the j + 1 th layer, ψ ji a respective basic function of the i-th neuron of the j-th layer, β ji an activation function of the ith neuron of the jth layer and c ji a threshold value of the i-th neuron of the j-th layer of the reduced network in each case 40 describe.

Die jeweilige interne Logik des ersten Netzes 30 und des reduzierten Netzes 40 kann zumindest teilweise oder vollständig durch Terme angegeben werden, die eine Berechnung eines jeweiligen Ausgangswertes des i-ten Neurons der j-ten Schicht des entsprechenden Netzes 30, 41 in Abhängigkeit von einem entsprechenden Eingangswert des i-ten Neurons der j-ten Schicht des entsprechenden Netzes 30, 41 beeinflussen. So können beispielsweise die jeweiligen Einträge der ersten Matrix 21 oder der reduzierten Matrix 51 einzelne Schwellwerte bji bzw. cji oder in einer anderen Variante einzelne Basisfunktionen ϕji bzw. ψji angeben. Eine Basisfunktion kann insbesondere mit einem festen Wert in skalarer Form oder mithilfe fester Werte in vektorieller Form dargestellt werden, wodurch die Basisfunktion unveränderlich und daher von einem Eingangsdatensatz μ j

Figure DE102020105785A1_0004
unabhängig ist.The respective internal logic of the first network 30th and the reduced network 40 can be at least partially or completely specified by terms that calculate a respective output value of the i-th neuron of the j-th layer of the corresponding network 30th , 41 depending on a corresponding input value of the ith neuron of the jth layer of the corresponding network 30th , 41 influence. For example, the respective entries in the first matrix 21 or the reduced matrix 51 individual threshold values b ji respectively. c ji or in another variant individual basic functions ϕ ji or ψ ji specify. A base function can be represented in particular with a fixed value in scalar form or with the aid of fixed values in vector form, whereby the base function cannot be changed and therefore from an input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0004
is independent.

Schematisch sind in 3 die einzelnen Einträge 2011 , 2012 , 201m , 20ji , 20n1 , 20nm eingezeichnet, wobei m eine gesamte Anzahl der Spalten der ersten Matrix 21 und n eine gesamte Anzahl der Zeilen der ersten Matrix 21 bezeichnet. Analog sind in 6 einzelne Einträge 5011 , 5012 , 501m , 50N red1 , 50ji , 50N redm dargestellt, wobei m eine Anzahl an Spalten der reduzierten Matrix 51 und Nred eine Anzahl von Zeilen der reduzierten Matrix 51 bezeichnet.Are schematic in 3rd the individual entries 20 11 , 20 12 , 20 1m , 20 ji , 20 n1 , 20 nm where m is a total number of columns of the first matrix 21 and n is a total number of rows of the first matrix 21 designated. Analog are in 6 individual entries 50 11 , 50 12 , 50 1m , 50 N red 1 , 50 ji , 50 N red m , where m is a number of columns of the reduced matrix 51 and N red a number of rows of the reduced matrix 51 designated.

Die reduzierte Matrix 51 hat weniger von Null verschiedene Einträge als die erste Matrix 21. Die reduzierte Matrix 51 ist bevorzugt kompakter als die erste Matrix 21. In dem in 3 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel der ersten Matrix 21 und der reduzierten Matrix 51 hat die reduzierte Matrix 51 weniger Zeilen als die erste Matrix 51, d.h. Nred ist kleiner als n.The reduced matrix 51 has fewer non-zero entries than the first matrix 21 . The reduced matrix 51 is preferably more compact than the first matrix 21 . In the in 3rd and 6 shown embodiment of the first matrix 21 and the reduced matrix 51 has the reduced matrix 51 fewer rows than the first matrix 51 , ie N red is less than n.

Besonders vorteilhaft wird die reduzierte Matrix mithilfe von zumindest einem Eigenvektor oder Singulärvektor der ersten Matrix 21 konstruiert.The reduced matrix is particularly advantageous with the aid of at least one eigenvector or singular vector of the first matrix 21 constructed.

Mit Hilfe des Eigenwertes oder Singulärvektors der ersten Matrix 21 kann vorteilhaft die reduzierte Matrix 51 derart gebildet werden, dass die Anzahl der Zeilen Nred und/oder der Spalten der reduzierten Matrix 51 kleiner als die Anzahl der Zeilen n beziehungsweise der Spalten der ersten Matrix 21 ist. Hierzu werden vorzugsweise mehrere Eigenvektoren oder Singulärvektoren der ersten Matrix 21 bestimmt.Using the eigenvalue or singular vector of the first matrix 21 can advantageously use the reduced matrix 51 are formed such that the number of lines N red and / or the columns of the reduced matrix 51 smaller than the number of rows n or the columns of the first matrix 21 is. For this purpose, several eigenvectors or singular vectors of the first matrix are preferably used 21 certainly.

Wie mit Hilfe des Eigenwertes oder Singulärvektors das reduzierte Netz 40 erzeugt werden kann, soll im Folgenden beschrieben werden. Dabei kann während des zweiten Schrittes ein reduziertes Modell der internen Logik des ersten Netzes 30 mit Hilfe eines Modellordnungsreduktionsverfahrens, auch „Model order reduction method“ genannt, abgeschätzt werden.As with the eigenvalue or singular vector, the reduced network 40 can be generated will be described below. A reduced model of the internal logic of the first network can be used during the second step 30th can be estimated using a model order reduction method.

Für den Fall, dass die erste Matrix quadratisch ist, kann das reduzierte Modell mit Hilfe von Eigenwerten und Eigenvektoren der ersten Matrix approximiert werden. Für den Fall, dass die erste Matrix nicht quadratisch ist, ist es möglich, das reduzierte Modell mit Hilfe einer Singulärwertzerlegung und den daraus gewonnenen Singulärwerten und Singulärvektoren zu approximieren. Im Folgenden soll ein Beispiel betrachtet werden, bei welchem die erste Matrix quadratisch ist. In the event that the first matrix is square, the reduced model can be approximated using eigenvalues and eigenvectors of the first matrix. In the event that the first matrix is not quadratic, it is possible to approximate the reduced model using a singular value decomposition and the singular values and singular vectors obtained from it. An example in which the first matrix is square is considered below.

Ein Ausgangswert u ( μ j )

Figure DE102020105785A1_0005
des reduzierten Modells kann beispielsweise in Abhängigkeit zumindest von einer Basisfunktion, insbesondere von mehreren Basisfunktionen ϕi, und zumindest einem von einem Eingangsdatensatz μ j
Figure DE102020105785A1_0006
abhängigen Koeffizienten, insbesondere mehreren von dem Eingangsdatensatz μ j
Figure DE102020105785A1_0007
abhängigen Koeffizienten u N i ( μ j ) ,
Figure DE102020105785A1_0008
folgendermaßen berechnet werden: u ( μ j ) = i = 1 N u N i ( μ j ) ϕ i
Figure DE102020105785A1_0009
An initial value u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0005
of the reduced model can, for example, as a function of at least one basic function, in particular of several basic functions, i , and at least one of an input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0006
dependent coefficients, in particular several from the input data set μ j
Figure DE102020105785A1_0007
dependent coefficients u N i ( μ j ) ,
Figure DE102020105785A1_0008
can be calculated as follows: u ( μ j ) = i = 1 N u N i ( μ j ) ϕ i
Figure DE102020105785A1_0009

Dabei können die Basisfunktionen ϕi vorteilhaft Eigenvektoren der ersten Matrix 21 sein. Die Koeffizienten u N i

Figure DE102020105785A1_0010
können vorzugsweise mit Hilfe zumindest eines Teils der zur Verfügung stehenden Eingangsdatensatz μ j
Figure DE102020105785A1_0011
berechnet werden. Dabei können jeweilige Fehler zwischen dem Ausgangswert des reduzierten Modells und einem Ausgangswert des ersten Netzes 30, die jeweils in Abhängigkeit eines selben Eingangsdatensatzes μ j
Figure DE102020105785A1_0012
berechnet werden, in die Berechnung der Koeffizienten u N i ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0013
mit einfließen. Ist beispielsweise bei der Berechnung des Ausgangswertes u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0014
des reduzierten Modells N = 1, so weist das reduzierte Modell nur eine erste Basisfunktion ϕ1 und einen ersten Koeffizienten u N 1 ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0015
auf. Die erste Basisfunktion kann derjenige Eigenvektor der ersten Matrix 21 sein, dessen korrespondierender Eigenwert der größte Eigenwert der ersten Matrix 21 ist.The basic functions ϕ i can advantageously be eigenvectors of the first matrix 21 his. The coefficients u N i
Figure DE102020105785A1_0010
can preferably with the help of at least part of the available input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0011
be calculated. In this case, respective errors can occur between the output value of the reduced model and an output value of the first network 30th , each depending on the same input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0012
be calculated in the calculation of the coefficients u N i ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0013
flow into. For example, when calculating the initial value u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0014
of the reduced model N = 1, the reduced model has only a first basic function ϕ 1 and a first coefficient u N 1 ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0015
on. The first basic function can be that eigenvector of the first matrix 21 whose corresponding eigenvalue is the largest eigenvalue of the first matrix 21.

Um eine schnellere Berechnung zu ermöglichen, kann in einer alternativen Ausgestaltung ein jeweiliger Ausgangswert des reduzierten Modells u N ( μ j )

Figure DE102020105785A1_0016
in Abhängigkeit von einem Eingangsdatensatz μ j
Figure DE102020105785A1_0017
wie folgt berechnet werden: u N ( μ j ) = Z T ( W   u ( μ j ) ) ,
Figure DE102020105785A1_0018
wobei W die erste Matrix 21 bezeichnet und Z eine Matrix ist, deren Spalten jeweils Eigenvektoren der ersten Matrix 21 sein können, und u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0019
ein Ausgangswert des ersten Netzes 30 in Abhängigkeit von einem Eingangsdatensatz μ j
Figure DE102020105785A1_0020
ist.In order to enable a faster calculation, a respective output value of the reduced model can be used in an alternative embodiment u N ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0016
depending on an input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0017
can be calculated as follows: u N ( μ j ) = Z. T ( W u ( μ j ) ) ,
Figure DE102020105785A1_0018
where W denotes the first matrix 21 and Z is a matrix whose columns can each be eigenvectors of the first matrix 21, and u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0019
an initial value of the first network 30th depending on an input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0020
is.

Vorzugsweise wird jedes Mal, nachdem ein weiterer Eigenwert der ersten Matrix 21 bestimmt worden ist, eine weitere Basisfunktion ϕi und ein weiterer Koeffizient u N i ( μ j )

Figure DE102020105785A1_0021
des reduzierten Modells bestimmt.Preferably, each time after a further eigenvalue of the first matrix 21 has been determined, a further basic function ϕ i and a further coefficient are obtained u N i ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0021
of the reduced model.

Bevorzugt bezeichnet N eine Anzahl N der größten Eigenwerte der ersten Matrix 21. Zu jedem der N größten Eigenwerte der ersten Matrix 21 kann jeweils ein zugehöriger Eigenvektor der ersten Matrix 21 bestimmt werden. Weiterhin werden die Eigenvektoren vorzugsweise normalisiert und bilden eine Orthonormalbasis aus. Die derart erhaltenen normalisierten Eigenvektoren können als jeweilige Basisfunktion ϕi für das reduzierte Modell verwendet werden.Preferably referred to N a number N the largest eigenvalues of the first matrix 21 . To each of the N largest eigenvalues of the first matrix 21 can each have an associated eigenvector of the first matrix 21 be determined. Furthermore, the eigenvectors are preferably normalized and form an orthonormal basis. The normalized eigenvectors obtained in this way can be used as the respective basic function ϕ i for the reduced model.

7 zeigt Teilschritte des zweiten Schrittes 12 zur Erzeugung der reduzierten Matrix 51 zumindest mit Hilfe des Eigenwertes oder Singulärwertes und des Eigenwertes bzw. Singulärvektors der ersten Matrix 21. In einem ersten Teilschritt 61 des zweiten Schrittes 12 wird der größte Eigenwertes oder größten Singulärwertes der ersten Matrix ausgewählt. In einem zweiten Teilschritt 62 des zweiten Schrittes 12 wird ein zu dem ausgewählten Eigenwert oder ausgewählten Singulärwert korrespondierender Eigenvektors beziehungsweise Singulärvektor bestimmt. 7 shows partial steps of the second step 12th to generate the reduced matrix 51 at least with the help of the eigenvalue or singular value and the eigenvalue or singular vector of the first matrix 21 . In a first step 61 of the second step 12th the largest eigenvalue or largest singular value of the first matrix is selected. In a second step 62 of the second step 12th an eigenvector or singular vector corresponding to the selected eigenvalue or selected singular value is determined.

In einem dritten Teilschritt 63 wird überprüft, ob ein erstes Abbruchkriterium erfüllt ist. Der zweite Teilschritt 62 wird wiederholt, wenn das erstes Abbruchkriterium nicht erfüllt ist, wobei ein neuer Eigenwert oder Singulärwert ausgewählt wird, der kleiner oder gleich dem zuvor ausgewählten Eigenwert beziehungsweise Singulärwert ist. In einem vierten Teilschritt 64 des zweiten Schrittes 12 wird die Hilfsmatrix Z mithilfe der in dem zweiten Teilschritt bestimmten Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren erweitert. In einem fünften Teilschritt 65 des zweiten Schrittes 12 wird die reduzierte Matrix 51 mithilfe der Hilfsmatrix Z konstruiert.In a third step 63 it is checked whether a first termination criterion is met. The second step 62 is repeated if the first termination criterion is not met, wherein a new eigenvalue or singular value is selected that is less than or equal to the previously selected eigenvalue or singular value. In a fourth step 64 of the second step 12th becomes the auxiliary matrix Z. expanded using the eigenvectors or singular vectors determined in the second sub-step. In a fifth step 65 of the second step 12th becomes the reduced matrix 51 using the auxiliary matrix Z. constructed.

Gemäß einer einfachen Ausgestaltung kann das erste Abbruchkriterium dann erfüllt sein, wenn eine vorgegebene Anzahl an Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren der ersten Matrix 21 bestimmt worden sind. Die vorgegebene Anzahl ist bevorzugt kleiner als die Hälfte einer Anzahl an Zeilen oder Spalten der ersten Matrix 21.According to a simple embodiment, the first termination criterion can be met if a predetermined number of eigenvectors or singular vectors of the first matrix 21 have been determined. The predetermined number is preferably less than half of a number of rows or columns of the first matrix 21 .

Die Benennung der Teilschritte 61 bis 65 soll keine zwingende Reihenfolge der Teilschritte vorgeben. Beispielsweise kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vierte Teilschritt 64 nach dem zweiten Teilschritt 62 und vor dem dritten Teilschritt 63 erfolgen. In diesem Fall wird die Hilfsmatrix nach jedem Wiederholen des zweiten Teilschrittes 62 mit einem einzelnen Eigenvektor beziehungsweise Singulärvektor erweitert. Dies hat den Vorteil, dass eine Prüfung, ob das erste Abbruchkriterium erfüllt ist, mithilfe der nach dem zweiten Teilschritt 62 erweiterten Hilfsmatrix durchgeführt werden kann. The naming of the sub-steps 61 to 65 should not specify a mandatory sequence of the sub-steps. For example, according to a further embodiment, the fourth sub-step 64 after the second step 62 and before the third step 63 respectively. In this case, the auxiliary matrix is repeated each time the second sub-step is repeated 62 expanded with a single eigenvector or singular vector. This has the advantage that a check as to whether the first termination criterion is fulfilled can be made using the after the second substep 62 extended auxiliary matrix can be carried out.

Beispielsweise kann das erste Abbruchkriterium in Abhängigkeit der Hilfsmatrix wie folgt bestimmt werden. Zunächst können jeweilige erste korrespondierende Ausgangsdatensätze in Abhängigkeit von jeweiligen Eingangsdatensätze μ j

Figure DE102020105785A1_0022
und mit Hilfe des ersten neuronalen Netzes 30 und jeweilige zweite korrespondierende Ausgangsdatensätze mit Hilfe der jeweiligen Eingangsdatensätze μ j
Figure DE102020105785A1_0023
und mit Hilfe des reduzierten Modells berechnet werden. Im Anschluss daran wird zu jedem Eingangsdatensatz μ j
Figure DE102020105785A1_0024
eine korrespondierende Abweichung zwischen dem jeweiligen korrespondierenden ersten Ausgangsdatensatz und dem jeweiligen korrespondierenden zweiten Ausgangsdatensatz ermittelt. Dabei kann ein einzelner zweiter korrespondierender Ausgangsdatensatz u N ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0025
des reduzierten Modells in Abhängigkeit der Hilfsmatrix Z und des jeweiligen Eingangsdatensatzes μ j
Figure DE102020105785A1_0026
wie folgt berechnet werden: u N ( μ j ) = Z T ( W   u ( μ j ) )
Figure DE102020105785A1_0027
For example, the first termination criterion can be determined as a function of the auxiliary matrix as follows. First of all, respective first corresponding output data records can be used as a function of respective input data records μ j
Figure DE102020105785A1_0022
and with the help of the first neural network 30th and respective second corresponding output data sets with the aid of the respective input data sets μ j
Figure DE102020105785A1_0023
and be calculated using the reduced model. This is followed by each input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0024
a corresponding deviation between the respective corresponding first output data record and the respective corresponding second output data record is determined. A single second corresponding output data record can be used u N ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0025
of the reduced model depending on the auxiliary matrix Z. and the respective input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0026
can be calculated as follows: u N ( μ j ) = Z. T ( W u ( μ j ) )
Figure DE102020105785A1_0027

Die zu jedem Eingangsdatensatz μ j

Figure DE102020105785A1_0028
korrespondierende Abweichung e N j ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0029
kann beispielsweise mithilfe einer Vektornorm wie folgt bestimmt werden: e N j ( μ j ) = u N ( μ j ) u ( μ j ) ,
Figure DE102020105785A1_0030
wobei u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0031
der jeweilige erste Ausgangsdatensatz des ersten Netzes 30 ist und wie folgt mit Hilfe von Ausgangswerten des ersten Netzes 30 angegeben werden kann: u ( μ j ) = ( a n 1 a n 2 a n i a n m ) ,
Figure DE102020105785A1_0032
wobei die jeweiligen Einträge des ersten korrespondierenden Ausgangsdatensatzes u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0033
den Ausgangswerten der entsprechenden Neuronen 30n1 , 30ni , 30nm der n-ten Schicht 34 des ersten Netzes 30 entsprechen können.The for each input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0028
corresponding deviation e N j ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0029
can be determined, for example, using a vector standard as follows: e N j ( μ j ) = u N ( μ j ) - u ( μ j ) ,
Figure DE102020105785A1_0030
in which u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0031
the respective first output data record of the first network 30th is and as follows using output values of the first network 30th can be specified: u ( μ j ) = ( a n 1 a n 2nd a n i a n m ) ,
Figure DE102020105785A1_0032
the respective entries of the first corresponding output data record u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0033
the initial values of the corresponding neurons 30 n1 , 30 ni , 30 nm the nth layer 34 of the first network 30th can correspond.

Die Teilschritte 62 und 64 werden vorzugsweise so lange wiederholt, bis alle jeweiligen Abweichungen, die zu dem jeweiligen Eingangsdatensatz korrespondieren, unterhalb einer vorgegebenen Schranke ε liegen. Die Schranke kann vorzugsweise durch einen Benutzer vorgegeben werden. Das erste Abbruchkriterium für eine Wiederholung der Teilschritte 62, und bevorzugt 64, kann dann wie folgt angegeben werden: max ( e N j ) j = 1 M < ε ,

Figure DE102020105785A1_0034
wobei M die Anzahl aller zur Verfügung stehenden Eingangsdatensätze μ j
Figure DE102020105785A1_0035
der Gesamtmenge der Eingangsdatensätze bezeichnet.The partial steps 62 and 64 are preferably repeated until all the respective deviations, which correspond to the respective input data record, lie below a predetermined limit ε. The barrier can preferably be specified by a user. The first termination criterion for repeating the partial steps 62 , and preferred 64 , can then be specified as follows: Max ( e N j ) j = 1 ... M < ε ,
Figure DE102020105785A1_0034
where M is the number of all available input data sets μ j
Figure DE102020105785A1_0035
the total amount of input data records.

Vorzugsweise wird bei jeder Wiederholung der Teilschritte 62 und 64 der zu dem ausgewählten Eigenwert zugehörige Eigenvektor in Form einer weiteren Spalte der Hilfsmatrix Z hinzugefügt. Vor dem Hinzufügen des weiteren Eigenvektors wird vorzugsweise eine Orthogonalisierung der bereits in der Hilfsmatrix Z vorhandenen Spalten mit dem neu hinzuzufügenden Eigenvektor durchgeführt. Die reduzierte Matrix 51 kann mithilfe der Hilfsmatrix vorteilhaft wie folgt berechnet werden: W N = Z T   W   Z   ,

Figure DE102020105785A1_0036
wobei WN die reduzierte Matrix 51, W die erste Matrix 21, Z die Hilfsmatrix und ZT die transponierte Hilfsmatrix bezeichnet. Eine Anzahl, mit welcher Häufigkeit der zweite Teilschritt 62 wiederholt wird, kann als Optimierungszahl bezeichnet werden. Die Hilfsmatrix weist bevorzugt eine Anzahl an Spalten auf, die gleich der Optimierungszahl ist. Die Optimierungszahl ist insbesondere kleiner als die Anzahl der Spalten der ersten Matrix 21, vorzugsweise mehr als zehn Mal so klein. Die reduzierte Matrix 51 kann eine Anzahl an Spalten und Zeilen haben, die gleich der Optimierungszahl ist.Preferably, the sub-steps are repeated each time 62 and 64 the eigenvector associated with the selected eigenvalue is added in the form of a further column of the auxiliary matrix Z. Before adding the further eigenvector, the columns already present in the auxiliary matrix Z are preferably orthogonalized with the eigenvector to be added. The reduced matrix 51 can advantageously be calculated using the auxiliary matrix as follows: W N = Z. T W Z. ,
Figure DE102020105785A1_0036
in which W N the reduced matrix 51 , W the first matrix 21 , Z denotes the auxiliary matrix and Z T denotes the transposed auxiliary matrix. A number, with what frequency the second substep 62 repeated, can be called the optimization number. The auxiliary matrix preferably has a number of columns that is equal to the optimization number. The optimization number is in particular smaller than the number of columns in the first matrix 21 , preferably more than ten times smaller. The reduced matrix 51 can have a number of columns and rows equal to the optimization number.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das vorgeschlagene Verfahren einen dritten Schritt, bei dem die oben beschriebene Berechnung der jeweiligen ersten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen erfolgt, einen vierten Schritt, bei dem die oben beschriebene Berechnung der jeweiligen zweiten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen erfolgt und einen fünften Schritt, bei dem die oben beschriebene Berechnung der jeweiligen Abweichungen zwischen den ersten Ausgangsdatensätzen und den mit den ersten Ausgangsdatensätzen korrespondierenden zweiten Ausgangsdatensätzen erfolgt. Ein Korrespondieren des jeweiligen ersten Ausgangsdatensatzes mit dem jeweiligen zweiten Ausgangsdatensatzes meint, dass diese beiden Ausgangsdatensätze in Abhängigkeit desselben Eingangsdatensatzes berechnet werden. In a further embodiment, the proposed method comprises a third step in which the above-described calculation of the respective first corresponding output data sets takes place, a fourth step in which the above-described calculation of the respective second corresponding output data sets takes place and a fifth step in which the above described calculation of the respective deviations between the first output data sets and the second output data sets corresponding to the first output data sets. Corresponding the respective first output data record with the respective second output data record means that these two output data records are calculated as a function of the same input data record.

Ein sechster Schritt dieser Ausgestaltung sieht vor, dass diejenigen Eingangsdatensätze, die mit den größten Abweichungen korrespondieren in Form einer ersten Menge der Eingangsdatensätze gesammelt werden. Ein Korrespondieren der jeweiligen Eingangsdatensätze mit den größten Abweichungen meint, dass diese größten Abweichungen mit diesen Eingangsdatensätzen berechnet wurden. In einem siebten Schritt wird das reduzierte neuronale Netzes mithilfe der ersten Menge der Eingangsdatensätze adaptiert. Das Adaptieren kann hierbei wie ein gewöhnliches Training eines neuronalen Netzes nach dem Stand der Technik erfolgen. Die Schritte drei bis sechs werden vorteilhaft jedes Mal während einer Durchführung des zweiten Teilschrittes wiederholt.A sixth step of this embodiment provides that those input data records which correspond to the greatest deviations are collected in the form of a first set of input data records. Corresponding the respective input data sets with the greatest deviations means that these greatest deviations were calculated with these input data sets. In a seventh step, the reduced neural network is adapted using the first set of input data sets. The adaptation can be carried out like an ordinary training of a neural network according to the state of the art. Steps three to six are advantageously repeated each time the second sub-step is carried out.

Ist das Abbruchkriterium erfüllt, so enthält die erste Menge diejenigen Eingangsdatensätze, die den größten Einfluss auf die zuvor berechneten Abweichungen haben. Die erste Menge der Eingangsdatensätze ist kleiner als die Gesamtmenge der Eingangsdatensätze, die alle zur Verfügung stehenden Eingangsdatensätze enthält. Der Vorteil, die Eingangsdatensätze auf diese Art in der ersten Menge zu sammeln, liegt darin, dass mit den Eingangsdatensätzen der ersten Menge das reduzierte Netz schneller trainiert werden kann. Dies betrifft insbesondere eine Konvergenzrate beim Trainieren.If the termination criterion is met, the first set contains the input data records that have the greatest influence on the previously calculated deviations. The first set of input data sets is smaller than the total set of input data sets, which contains all available input data sets. The advantage of collecting the input data records in the first set in this way is that the reduced network can be trained faster with the input data records of the first set. This applies in particular to a convergence rate when exercising.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, dass in einem initialen Schritt dieser Ausgestaltung eine vorgegebene Anzahl der größten Eigenwerte oder Singulärwerte der ersten Matrix bestimmt werden und in einer zweiten Menge zusammengefasst werden und die reduzierte Matrix mithilfe der zweiten Menge der Eigenwert beziehungsweise Singulärwerte konstruiert wird. Anschließend werden anhand der größten Eigenwerte beziehungsweis Singulärwerte die jeweiligen korrespondierenden Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren bestimmt und bevorzugt orthogonalisiert. Mit diesen, bevorzugt orthogonalisierten, Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren kann anschließend die Hilfsmatrix Z konstruiert werden, beispielsweise indem die Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren Spalten der Hilfsmatrix Z ausbilden. Im Anschluss daran kann wie oben beschrieben ein einzelner zweiter korrespondierender Ausgangsdatensatz u N ( μ j )

Figure DE102020105785A1_0037
des reduzierten Modells in Abhängigkeit der Hilfsmatrix Z und des jeweiligen Eingangsdatensatzes μ j
Figure DE102020105785A1_0038
wie folgt berechnet werden: u N ( μ j ) = Z T ( W   u ( μ j ) )
Figure DE102020105785A1_0039
According to a further embodiment, it is possible that, in an initial step of this embodiment, a predetermined number of the largest eigenvalues or singular values of the first matrix are determined and combined in a second set and the reduced matrix is constructed using the second set of the eigenvalue or singular values. Then the respective corresponding eigenvectors or singular vectors are determined and preferably orthogonalized on the basis of the largest eigenvalues or singular values. The auxiliary matrix Z can then be constructed using these, preferably orthogonalized, eigenvectors or singular vectors, for example in that the eigenvectors or singular vectors form columns of the auxiliary matrix Z. Subsequently, as described above, a single second corresponding output data record can u N ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0037
of the reduced model depending on the auxiliary matrix Z. and the respective input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0038
can be calculated as follows: u N ( μ j ) = Z. T ( W u ( μ j ) )
Figure DE102020105785A1_0039

Im Anschluss daran kann zu jedem Eingangsdatensatz μ j

Figure DE102020105785A1_0040
die korrespondierende Abweichung e N j ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0041
mithilfe einer Vektornorm wie folgt bestimmt werden: e N j ( μ j ) = u N ( μ j ) u ( μ j ) ,
Figure DE102020105785A1_0042
wobei u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0043
der jeweilige erste Ausgangsdatensatz des ersten Netzes 30 ist, der in Abhängigkeit des Eingangsdatensatzes μ j
Figure DE102020105785A1_0044
berechnet wird. Ist das erste Abbruchkriterium: max ( e N j ) j = 1 M < ε ,
Figure DE102020105785A1_0045
erfüllt, so kann die reduzierte Matrix 51 mithilfe der Hilfsmatrix vorteilhaft wie folgt berechnet werden: W N = Z T   W   Z ,
Figure DE102020105785A1_0046
Subsequent to this, each input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0040
the corresponding deviation e N j ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0041
can be determined using a vector standard as follows: e N j ( μ j ) = u N ( μ j ) - u ( μ j ) ,
Figure DE102020105785A1_0042
in which u ( μ j )
Figure DE102020105785A1_0043
the respective first output data record of the first network 30th is dependent on the input data record μ j
Figure DE102020105785A1_0044
is calculated. The first termination criterion is: Max ( e N j ) j = 1 ... M < ε ,
Figure DE102020105785A1_0045
fulfilled, so the reduced matrix 51 can be advantageously calculated as follows using the auxiliary matrix: W N = Z. T W Z. ,
Figure DE102020105785A1_0046

Ist das erste Abbruchkriterium nicht erfüllt, so wird die vorgegebene Anzahl der größten Eigenwerte oder Singulärwerte der ersten Matrix um eins erhöht. Diese Ausgestaltung des Verfahrens wird von dem oben genannten initialen Schritt an wiederholt bis das erste Abbruchkriterium erfüllt ist. Vorteilhaft ist die vorgegebene Anzahl größer als eins, insbesondere größer als zehn, ist. Diese Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Erzeugung der Hilfsmatrix beschleunigen.If the first termination criterion is not met, the predetermined number of the largest eigenvalues or singular values of the first matrix is increased by one. This configuration of the method is repeated from the above-mentioned initial step until the first termination criterion is met. The predetermined number is advantageously greater than one, in particular greater than ten. This embodiment of the method can accelerate the generation of the auxiliary matrix.

Die Netze 30, 40 sind sehr einfache Beispiele für neuronale Netze. Generell ist es möglich, dass mehrere Ausgangswerte von Neuronen einer ersten beispielhaften Schicht miteinander verknüpft, beispielsweise aufsummiert werden, und ein mithilfe einer solchen Verknüpfung berechneter Wert ein Eingangswert einer einzelnen Aktivierungsfunktion eines einzelnen Neurons einer zweiten beispielhaften Schicht ausbilden. In diesem ist die erste und die reduzierte Matrix bevorzugt mehrdimensional, insbesondere dreidimensional. Die Eigenwerte beziehungsweise Singulärwerte der ersten Matrix können jedoch mit den oben beschrieben Varianten des vorgeschlagenen Verfahrens berechnet werden.The networks 30th , 40 are very simple examples of neural networks. In general, it is possible for a plurality of output values from neurons of a first exemplary layer to be linked to one another, for example added up, and for a value calculated using such a link to be an input value for an individual activation function of a single neuron in a second exemplary layer. In this, the first and the reduced matrix are preferably multidimensional, in particular three-dimensional. However, the eigenvalues or singular values of the first matrix can be calculated using the variants of the proposed method described above.

Das Projekt, aus dem diese Schutzrechtsanmeldung hervorgegangen ist, wurde durch das gemeinsame Unternehmen „Electronic Component Systems for European Leadership“ gemäß der Forschungsförderungsvereinbarung Nr. 737469 gefördert. Das gemeinsame Unternehmen wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union Horizont 2020 und Deutschland, Österreich, Spanien, Lettland, Belgien, Niederlande, Schweden, Litauen, Tschechische Republik, Rumänien, Norwegen unterstützt.The project that gave rise to this patent application was funded by the joint company "Electronic Component Systems for European Leadership" in accordance with research funding agreement No. 737469. The joint company is supported by the research and innovation program of the European Union Horizon 2020 and Germany, Austria, Spain, Latvia, Belgium, Netherlands, Sweden, Lithuania, Czech Republic, Romania, Norway.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018103113 [0002]DE 102018103113 [0002]

Claims (10)

Verfahren zur Erzeugung eines reduzierten neuronalen Netzes (40) für ein Steuergerät (2) eines Fahrzeugs (1) und/oder einer Fahrzeugkomponente (7, 8, 9), mit den folgenden Schritten: - Einlesen eines ersten Datenfeldes eines ersten neuronalen Netzes (30), wobei das erste Datenfeld Einträge aufweist, die in ihrer Gesamtheit zumindest teilweise eine interne Logik des ersten neuronalen Netzes (30) repräsentieren, in einem ersten Schritt (11), - Erzeugen des reduzierten neuronalen Netzes (40) zumindest mithilfe des ersten Datenfeldes in einem zweiten Schritt (12), wobei das reduzierte neuronale Netz ein reduziertes Datenfeld mit Einträgen aufweist, die in ihrer Gesamtheit zumindest teilweise eine interne Logik des reduzierten neuronalen Netzes (40) repräsentieren und das reduzierte Datenfeld weniger von Null verschiedene Einträge als das erste Datenfeld hat.Method for generating a reduced neural network (40) for a control unit (2) of a vehicle (1) and / or a vehicle component (7, 8, 9), with the following steps: - reading in a first data field of a first neural network (30), the first data field having entries which in their entirety at least partially represent internal logic of the first neural network (30), in a first step (11), - Generating the reduced neural network (40) at least with the aid of the first data field in a second step (12), the reduced neural network having a reduced data field with entries which, in their entirety, at least partially have internal logic of the reduced neural network (40) represent and the reduced data field has fewer non-zero entries than the first data field. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Datenfeld in Form einer ersten Matrix (21) und das reduzierte Datenfeld in Form einer reduzierten Matrix (51) ausgebildet sind und die reduzierte Matrix (51) mithilfe von zumindest einem Eigenvektor oder Singulärvektor der ersten Matrix (21) konstruiert wird.Procedure according to Claim 1 The first data field is in the form of a first matrix (21) and the reduced data field is in the form of a reduced matrix (51) and the reduced matrix (51) is constructed using at least one eigenvector or singular vector of the first matrix (21). Verfahren nach Anspruch 2, wobei weitere folgende Schritte durchgeführt werden: - Auswählen eines größten Eigenwertes oder größten Singulärwertes der ersten Matrix in einem ersten Teilschritt (61) des zweiten Schrittes, - Bestimmen eines zu dem ausgewählten Eigenwert oder ausgewählten Singulärwert korrespondierenden Eigenvektors beziehungsweise Singulärvektors in einem zweiten Teilschritt (62) des zweiten Schrittes, - Prüfen, ob ein erstes Abbruchkriterium erfüllt ist in einem dritten Teilschritt (63) und Wiederholen des zweiten Teilschrittes, wenn das erste Abbruchkriterium nicht erfüllt ist, wobei ein neuer Eigenwert oder Singulärwert ausgewählt wird, der kleiner oder gleich dem zuvor ausgewählten Eigenwert beziehungsweise Singulärwert ist, - Erweitern einer Hilfsmatrix mithilfe der in dem zweiten Teilschritt bestimmten Eigenvektoren beziehungsweise Singulärvektoren in einem vierten Teilschritt (64) des zweiten Schrittes, - Konstruieren der reduzierten Matrix (51) mithilfe der Hilfsmatrix in einem fünften Teilschritt (65) des zweiten Schrittes.Procedure according to Claim 2 , with the following further steps being carried out: - selecting a largest eigenvalue or largest singular value of the first matrix in a first substep (61) of the second step, - determining an eigenvector or singular vector corresponding to the selected eigenvalue or selected singular value in a second substep (62 ) the second step, - check whether a first termination criterion is met in a third sub-step (63) and repeat the second sub-step if the first termination criterion is not met, wherein a new eigenvalue or singular value is selected that is less than or equal to the previous one selected eigenvalue or singular value, - expanding an auxiliary matrix using the eigenvectors or singular vectors determined in the second sub-step in a fourth sub-step (64) of the second step, - constructing the reduced matrix (51) using the auxiliary matrix in a fifth substep (65) of the second step. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei weitere folgende Schritte durchgeführt werden: - Berechnen von jeweiligen ersten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen mithilfe des ersten neuronalen Netzes (30) und in Abhängigkeit eines jeweiligen Eingangsdatensatzes in einem dritten Schritt, - Berechnen von jeweiligen zweiten korrespondierenden Ausgangsdatensätzen mithilfe eines reduzierten Modells des ersten neuronalen Netzes (30) und in Abhängigkeit des jeweiligen Eingangsdatensatzes in einem vierten Schritt, - Bestimmen von jeweiligen Abweichungen zwischen den ersten Ausgangsdatensätzen und den mit den ersten Ausgangsdatensätzen korrespondierenden zweiten Ausgangsdatensätzen in einem fünften Schritt, - Sammeln derjenigen Eingangsdatensätze, die mit den größten Abweichungen korrespondieren, in Form einer ersten Menge der Eingangsdatensätze in einem sechsten Schritt, - Adaptieren des reduzierten neuronalen Netzes (40) mithilfe der ersten Menge der Eingangsdatensätze in einem siebten Schritt.Procedure according to one of the Claims 1 to 3rd The following steps are carried out: - Calculation of respective first corresponding output data sets using the first neural network (30) and depending on a respective input data set in a third step, - Calculation of respective second corresponding output data sets using a reduced model of the first neural network ( 30) and depending on the respective input data record in a fourth step, - determining respective deviations between the first output data records and the second output data records corresponding to the first output data records in a fifth step, - collecting those input data records that correspond to the greatest deviations in the form a first set of input data sets in a sixth step, - adapting the reduced neural network (40) using the first set of input data sets in a seventh step. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Schritte drei bis sechs jedes Mal während einer Durchführung des zweiten Teilschrittes wiederholt werden.Procedure according to Claim 4 , steps three to six being repeated each time the second step is carried out. Verfahren nach Anspruch 2, wobei zunächst eine vorgegebene Anzahl der größten Eigenwerte oder Singulärwerte der ersten Matrix (21) bestimmt werden und in einer zweiten Menge zusammengefasst werden und die reduzierte Matrix (51) mithilfe der zweiten Menge der Eigenwert beziehungsweise Singulärwerte konstruiert wird.Procedure according to Claim 2 , a predetermined number of the largest eigenvalues or singular values of the first matrix (21) being determined and combined in a second set, and the reduced matrix (51) being constructed using the second set of eigenvalues or singular values. Reduziertes neuronales Netz (40), eingerichtet durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das reduzierte neuronale Netz (40) die reduzierte Matrix (51) mit Einträgen aufweist, die jeweils eine interne Logik des reduzierten neuronalen Netzes (40) repräsentieren, und die reduzierte Matrix (51) weniger von Null verschiedene Einträge als die erste Matrix (21) hat.Reduced neural network (40), established by a method according to one of the Claims 1 to 6 , wherein the reduced neural network (40) has the reduced matrix (51) with entries which each represent an internal logic of the reduced neural network (40), and the reduced matrix (51) has fewer non-zero entries than the first matrix ( 21) has. 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. 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 9.Vehicle (1) comprising a control device (2) according to Claim 9 .
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