DE102020111540B3 - System and method for the automatic recording of extreme driving situations, especially for highly automated driving functions - Google Patents

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Jan Gutbrod
Nadine Drollinger
Philipp Reißel
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur maschinellen Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen für hochautomatisierte Fahrfunktionen, umfassend das Extrahieren von verschiedenen Parametern aus mehreren unterschiedlichen Datenquellen in einem Datenmodul; das Übermitteln der Parameter von dem Datenmodul an ein Parametrisierungsmodul; das Übermitteln von Situationsdaten aus einem Schattenmodul an das Parametrisierungsmodul; das Parametrisieren von Verkehrssituationen mit den empfangenen Parametern von dem Parametrisierungsmodul; das Transferieren der parametrisierten Verkehrssituationen von dem Parametrisierungsmodul an einen Klassifizierer und an ein Ausgabemodul; das Extrahieren von relevanten Merkmalen aus den parametrisierten Verkehrssituationen von dem Klassifizierer; das Transferieren der extrahierten Merkmale von dem Klassifizierer an das Ausgabemodul; das Berechnen von fahrtechnischen Extremsituationen für einen vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich von dem Ausgabemodul; und das Ausgeben einer Routenplanung für den vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich, die eine optimierte Anzahl an Extremsituationen umfasst, von dem Ausgabemodul.The invention relates to a method for the automatic detection of extreme driving situations for highly automated driving functions, comprising the extraction of various parameters from several different data sources in a data module; transmitting the parameters from the data module to a parameterization module; the transmission of situation data from a shadow module to the parameterization module; the parameterization of traffic situations with the parameters received from the parameterization module; transferring the parameterized traffic situations from the parameterization module to a classifier and to an output module; extracting relevant features from the parameterized traffic situations from the classifier; transferring the extracted features from the classifier to the output module; the calculation of extreme driving situations for a predetermined geographical and / or temporal area from the output module; and the outputting of a route planning for the predetermined geographical and / or temporal area, which includes an optimized number of extreme situations, from the output module.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur maschinellen Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen, insbesondere für hochautomatisierte Fahrfunktionen.The invention relates to a system and method for the automatic detection of extreme driving situations, in particular for highly automated driving functions.

Der Trend zu hochautomatisierten Fahrfunktionen bei Kraftfahrzeugen erfordert umfangreiche Absicherungsstrategien, da die Verantwortung über die Fahrzeugführung nicht mehr uneingeschränkt beim Fahrer liegt, sondern aktive Funktionen von Rechnereinheiten im Fahrzeug übernommen werden. Dabei muss sichergestellt werden, dass autonome Systeme nur eine sehr geringere Fehlerrate aufweisen. Hierfür ist das gezielte Testen von Extremsituationen (engl. Corner-Cases) erforderlich. Derartige Extremsituationen ergeben sich durch eine besondere Kombination von verschiedenen Faktoren. Beispiele hierfür sind infrastrukturelle Besonderheiten wie beispielsweise der Straßentyp, die Randbebauung an einer Straße, die Qualität der Markierungen aber auch Umgebungsbedingungen wie beispielsweise Witterungsbedingungen, die Tages- und die Jahreszeit. Zudem ist das Verhalten der anderen Verkehrsteilnehmer bedeutsam.The trend towards highly automated driving functions in motor vehicles requires extensive safeguarding strategies, since the responsibility for driving the vehicle no longer lies entirely with the driver, but active functions are taken over by computer units in the vehicle. It must be ensured that autonomous systems only have a very low error rate. This requires the targeted testing of extreme situations (corner cases). Such extreme situations result from a special combination of different factors. Examples of this are infrastructural features such as the type of street, the development on the edge of a street, the quality of the markings, but also environmental conditions such as weather conditions, the time of day and the season. In addition, the behavior of other road users is important.

Allerdings kann eine Simulation von allen möglichen Szenarien auf einem dafür zur Verfügung gestellten Prüfgelände nicht mit einem vertretbaren Aufwand erreicht werden. Es werden daher derzeit Erfahrungswerte von Testfahrern und Entwicklern genutzt, um kritische Situationen mittels einer Testsoftware zu prognostizieren und zu identifizieren und diese für die Optimierung von hochautomatisierten Fahrfunktionen zu nutzen.However, a simulation of all possible scenarios on a test site provided for this purpose cannot be achieved with a reasonable amount of effort. Therefore, empirical values from test drivers and developers are currently used to predict and identify critical situations using test software and to use them to optimize highly automated driving functions.

Nachdem die Softwareversion für die hochautomatisierten Fahrfunktionen die Simulationsphase erfolgreich durchlaufen hat, wird die Software auf Teststrecken getestet. In dieser Phase führen Testfahrer oder ferngesteuerte Fahrzeuge Szenarien aus einem vordefinierten Testkatalog durch. Allerdings schränken Wetterverhältnisse, Jahreszeiten und geografische Voraussetzungen im Gegensatz zur Simulation die Vielfalt der Szenarien ein. Mit derartigen Tests kann daher nur ein kleiner Teil des möglichen Parameterraums abgedeckt werden. Folglich wird es Situationen geben, die von der hochautomatisierten Fahrfunktion nicht erfasst sind.After the software version for the highly automated driving functions has successfully passed the simulation phase, the software is tested on test tracks. In this phase, test drivers or remote-controlled vehicles carry out scenarios from a predefined test catalog. However, in contrast to simulation, weather conditions, seasons and geographical conditions limit the variety of scenarios. Such tests can therefore only cover a small part of the possible parameter range. As a result, there will be situations that are not covered by the highly automated driving function.

Das Dokument US 2020/0 101 974 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Auswahl einer optimalen Reiseroute unter Berücksichtigung einer Echtzeit-Fahrumgebung in einem autonom fahrenden Fahrzeug. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Umgebungssituationsinformationen oder Straßensituationsinformationen von einer Rechnerwolke, das Berechnen einer Bewertung für jede Fahrspur einer mehrspurigen Straße basierend auf den Umgebungssituationsinformationen oder den Straßensituationsinformationen, und das Konfigurieren einer Reiseroute basierend auf der Bewertung.The document US 2020/0 101 974 A1 describes a device and a method for the selection of an optimal travel route taking into account a real-time driving environment in an autonomously driving vehicle. The method comprises receiving environmental situation information or road situation information from a computer cloud, calculating an evaluation for each lane of a multi-lane road based on the environmental situation information or the road situation information, and configuring a travel route based on the evaluation.

Das Dokument DE 10 2017 114 049A1 beschreibt ein System zum Bestimmen und Ausführen einer Route für ein autonom fahrendes Fahrzeug mit einem Speichermedium. Das Speichermedium beinhaltet Faktordaten zum Bestimmen einer relevanten Fahrzeugfahrstrecke und ein Routenerzeugungsmodul, das die Route basierend auf Routen-Komplexitätsindizes bestimmt.The document DE 10 2017 114 049A1 describes a system for determining and executing a route for an autonomously driving vehicle with a storage medium. The storage medium contains factor data for determining a relevant vehicle route and a route generation module that determines the route based on route complexity indices.

Das Dokument WO 2016/200 762 A1 beschreibt ein Verfahren zum Analysieren historischer Unfallinformationen für ein autonom fahrendes Fahrzeug. So kann anhand historischer Unfallinformationen eine Route ausgewählt werden, die ein geringeres Unfallrisiko als andere Routen darstellt.The document WO 2016/200 762 A1 describes a method for analyzing historical accident information for an autonomously driving vehicle. Using historical accident information, a route can be selected that has a lower accident risk than other routes.

Das Dokument WO 2018/026 603 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Fahrbahn und Route für ein autonom fahrendes Fahrzeug unter sich ändernden Straßenbedingungen. Die Straßenverhältnisse werden analysiert, um eine sichere Fahrspurposition zu bestimmen.The document WO 2018/026 603 A1 describes a system and a method for determining an optimal lane and route for an autonomously driving vehicle under changing road conditions. The road conditions are analyzed in order to determine a safe lane position.

Das Dokument US 2019/0 049 259 A1 beschreibt ein Verfahren zum Auswählen einer Route für ein autonom fahrendes Fahrzeug. Den Routensegmenten der Route werden Fahrfaktoren zugeordnet, wie die Kartenverfügbarkeit, Wetterbedingungen oder Straßenzustände. Aus den Fahrfaktoren wird eine Bewertung des jeweiligen Routensegments bestimmt, die wiederum mit einer Autonomiestufe korreliert.The document US 2019/0 049 259 A1 describes a method for selecting a route for an autonomously driving vehicle. Driving factors such as map availability, weather conditions or road conditions are assigned to the route segments of the route. An evaluation of the respective route segment is determined from the driving factors, which in turn correlates with an autonomy level.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren und ein System zur maschinellen Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen, insbesondere für hochautomatisierte Fahrfunktionen, zu schaffen, das sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und Genauigkeit auszeichnet und sich einfach implementieren lässt.The object on which the invention is based now consists in creating a method and a system for the automatic detection of extreme driving situations, in particular for highly automated driving functions, which is characterized by high reliability and accuracy and is easy to implement.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, durch das eine maschinelle Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen ermöglicht wird, um hierdurch beispielsweise die Grundlage für die Bereitstellung von hochautomatisierten Fahrfunktionen zu schaffen, die sich auch in fahrtechnischen Extremsituationen durch ein hohes Maß an Sicherheit und Zuverlässigkeit auszeichnen.According to the present invention, a method is proposed by means of which a machine detection of extreme driving situations is made possible in order to create, for example, the basis for the provision of highly automated driving functions, which are also characterized by a high degree of safety and reliability in extreme driving situations.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, und hinsichtlich eines Systems durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 erfindungsgemäß gelöst. Die weiteren Ansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention, this object is achieved with regard to a method by the features of patent claim 1, and with regard to a system by the features of patent claim 5. the further claims relate to preferred embodiments of the invention.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur maschinellen Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen, insbesondere für hochautomatisierte Fahrfunktionen, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

  • - Extrahieren von verschiedenen Parametern aus mehreren unterschiedlichen Datenquellen in einem Datenmodul, wobei das Datenmodul eine relationale Datenbank umfasst und als Datenquellen kartographische Informationen, Daten zu Verkehrszahlen, Luftbildaufnahmen und/oder Daten zu Wetterinformationen und/oder Daten von Kraftfahrzeugen verwendet werden;
  • - Übermitteln der Parameter von dem Datenmodul an ein Parametrisierungsmodul;
  • - Übermitteln von Situationsdaten, wie insbesondere Unfalldaten aus einem Unfallmodul und/oder Daten aus einem Schattenmodul an das Parametrisierungsmodul, wobei das Parametrisierungsmodul ein tiefes neuronales Netz zur Extraktion von Parametern und zur Mustererkennung umfasst;
  • - Parametrisieren von Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen mit den empfangenen Parametern und den übermittelten Unfalldaten und/oder Daten aus einem Schattenmodul von dem Parametrisierungsmodul;
  • - Transferieren der parametrisierten Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen von dem Parametrisierungsmodul an einen Klassifizierer und an ein Ausgabemodul;
  • - Extrahieren von relevanten Merkmalen aus den parametrisierten Stra-ßenstrecken und/oder Verkehrssituationen von dem Klassifizierer;
  • - Transferieren der extrahierten Merkmale von dem Klassifizierer an das Ausgabemodul;
  • - Berechnen von fahrtechnischen Extremsituationen für einen vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich von dem Ausgabemodul;
  • - Ausgeben einer Routenplanung für den vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich, die eine optimierte Anzahl an Extremsituationen umfasst, von dem Ausgabemodul.
According to a first aspect, the invention relates to a method for the automated detection of extreme driving situations, in particular for highly automated driving functions, comprising the following method steps:
  • Extraction of various parameters from several different data sources in a data module, the data module comprising a relational database and cartographic information, data on traffic figures, aerial photographs and / or data on weather information and / or data from motor vehicles being used as data sources;
  • - Transmission of the parameters from the data module to a parameterization module;
  • Transmission of situation data, such as accident data in particular from an accident module and / or data from a shadow module, to the parameterization module, the parameterization module comprising a deep neural network for extracting parameters and for pattern recognition;
  • Parameterization of road sections and / or traffic situations with the received parameters and the transmitted accident data and / or data from a shadow module from the parameterization module;
  • - Transferring the parameterized road routes and / or traffic situations from the parameterization module to a classifier and to an output module;
  • - Extraction of relevant features from the parameterized road routes and / or traffic situations from the classifier;
  • Transferring the extracted features from the classifier to the output module;
  • - Calculation of extreme driving situations for a predetermined geographical and / or time range from the output module;
  • Output of a route plan for the predetermined geographical and / or temporal area, which includes an optimized number of extreme situations, from the output module.

Vorteilhaftweise weist das Datenmodul einen Autoencoder und/oder generative sich gegenüberstehende Netze (engl. Generative Adversarial Networks (GAN)) und/oder Bildverarbeitungsalgorithmen auf.The data module advantageously has an autoencoder and / or generative opposing networks (GAN) and / or image processing algorithms.

In einer weiteren Ausgestaltung wird das neuronale Netz mit historischen Parametern und/oder historischen Unfalldaten trainiert.In a further embodiment, the neural network is trained with historical parameters and / or historical accident data.

Insbesondere kann für das Trainieren des neuronalen Netzes eine Filterung der übermittelten Daten mittels vorbestimmter Hyperparameter und/oder ein Gradientenoptimierer und/oder Aktivierungsfunktionen vorgesehen sein, um eine normalisierte Dateneingabe sicherzustellen.In particular, filtering of the transmitted data by means of predetermined hyperparameters and / or a gradient optimizer and / or activation functions can be provided for training the neural network in order to ensure normalized data input.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zur maschinellen Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen, insbesondere für hochautomatisierte Fahrfunktionen. Das System umfasst ein Datenmodul, das für das Extrahieren von verschiedenen Parametern aus mehreren unterschiedlichen Datenquellen und das Übermitteln der Parameter an ein Parametrisierungsmodul konfiguriert ist. Des Weiteren sind Situationsdatenmodule, wie insbesondere ein Unfallmodul, das konfiguriert ist, Unfalldaten an das Parametrisierungsmodul zu übermitteln, und ein Schattenmodul, das konfiguriert ist, Daten an das Parametrisierungsmodul zu übermitteln, vorgesehen. Das Parametrisierungsmodul ist konfiguriert, Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen mit den empfangenen Parametern und den übermittelten Unfalldaten und/oder Daten aus einem Schattenmodul zu parametrisieren und die parametrisierten Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen an einen Klassifizierer und an ein Ausgabemodul zu transferieren. Der Klassifizierer ist konfiguriert, relevante Merkmale aus den parametrisierten Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen zu extrahieren und die extrahierten Merkmale an das Ausgabemodul zu transferieren. Das Ausgabemodul ist konfiguriert, fahrtechnische Extremsituationen für einen vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich zu berechnen und eine Routenplanung für den vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich, die eine optimierte Anzahl an Extremsituationen umfasst, auszugeben. Das Datenmodul umfasst eine relationale Datenbank und als Datenquellen werden kartographische Informationen, Daten zu Verkehrszahlen, Luftbildaufnahmen und/oder Daten zu Wetterinformationen und/oder Daten von Kraftfahrzeugen verwendet. Das Parametrisierungsmodul umfasst ein tiefes neuronales Netz zur Extraktion von Parametern und zur Mustererkennung.According to a second aspect, the invention relates to a system for the automated detection of extreme driving situations, in particular for highly automated driving functions. The system comprises a data module which is configured to extract various parameters from several different data sources and to transmit the parameters to a parameterization module. Furthermore, situation data modules, such as in particular an accident module that is configured to transmit accident data to the parameterization module, and a shadow module that is configured to transmit data to the parameterization module, are provided. The parameterization module is configured to parameterize road sections and / or traffic situations with the received parameters and the transmitted accident data and / or data from a shadow module and to transfer the parameterized road sections and / or traffic situations to a classifier and to an output module. The classifier is configured to extract relevant features from the parameterized road routes and / or traffic situations and to transfer the extracted features to the output module. The output module is configured to calculate extreme driving situations for a predetermined geographical and / or temporal area and to output route planning for the predetermined geographical and / or temporal area, which includes an optimized number of extreme situations. The data module comprises a relational database and cartographic information, data on traffic figures, aerial photographs and / or data on weather information and / or data from motor vehicles are used as data sources. The parameterization module comprises a deep neural network for the extraction of parameters and for pattern recognition.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Datenmodul einen Autoencoder und/oder generative sich gegenüberstehende Netze (engl. Generative Adversarial Networks (GAN)) und/oder Bildverarbeitungsalgorithmen aufweist. In a further embodiment it is provided that the data module has an autoencoder and / or generative opposing networks (GAN) and / or image processing algorithms.

Vorteilhafterweise wird das neuronale Netz mit historischen Parametern und/oder historischen Unfalldaten trainiert.The neural network is advantageously trained with historical parameters and / or historical accident data.

Insbesondere kann für das Trainieren des neuronalen Netzes eine Filterung der übermittelten Daten mittels vorbestimmter Hyperparameter und/oder ein Gradientenoptimierer und/oder Aktivierungsfunktionen vorgesehen sein, um eine normalisierte Dateneingabe sicherzustellen.In particular, filtering of the transmitted data by means of predetermined hyperparameters and / or a gradient optimizer and / or activation functions can be provided for training the neural network in order to ensure normalized data input.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.

Dabei zeigt:

  • 1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems;
  • 2 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Datenbankstruktur des Datenmoduls des erfindungsgemäßen Systems;
  • 3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Struktur des Parametrisierungsmoduls des erfindungsgemäßen Systems;
  • 4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
It shows:
  • 1 a block diagram to explain an embodiment of a system according to the invention;
  • 2 a block diagram to explain the database structure of the data module of the system according to the invention;
  • 3 a block diagram to explain the structure of the parameterization module of the system according to the invention;
  • 4th a flow chart to explain the individual method steps of the method according to the invention.

Zusätzliche Kennzeichen, Aspekte und Vorteile der Erfindung oder ihrer Ausführungsbeispiele werden durch die ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen ersichtlich.Additional features, aspects and advantages of the invention or its exemplary embodiments will become apparent from the detailed description in conjunction with the claims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zwei Arten von fahrspezifischen Extremsituationen abgedeckt. Bei der ersten Art handelt es sich um Extremsituationen, die durch menschliches Fehlverhalten entstehen, wozu insbesondere Unfälle zählen. Der andere Fall umfasst Extremsituationen, die nur für das Fahrassistenzsystem (engl. Advanced Driver Assistance System, ADAS; Highly Automated Driving, HAD) von Belang sind, aber keinen negativen Einfluss auf einen menschlichen Fahrer haben. Diesen Extremsituationen gemeinsam ist, dass sie sich durch bestimmte Parameter charakterisieren lassen und sich somit als eine Abbildung in einem Parameterraum darstellen lassen. Als Parameter wird dabei eine Größe bezeichnet, die eine direkte oder indirekte Auswirkung auf das Auftreten von fahrtechnischen Extremsituationen hat. Beispiele von Parametern sind beispielsweise die Wetterverhältnisse, die Beschilderung und die Straßeninfrastruktur. So befasst sich beispielsweise die Unfallforschung mit statistischen Methoden und abgeleiteten Wahrscheinlichkeitsverteilungen einzelner Parameter wie beispielsweise die Stunde des Tages oder die Niederschlagsmenge bezogen auf das Auftreten von Unfällen. Die verschiedenen Parameter können neben einem linearen Einfluss auf eine Extremsituation auch komplexe Abhängigkeiten untereinander aufweisen und/oder einen nichtlinearen und/oder mehrdimensionalen Einfluss auf eine Extremsituation ausüben.According to the present invention, two types of extreme driving-specific situations are covered. The first type is extreme situations caused by human error, including accidents in particular. The other case includes extreme situations that are only relevant for the Advanced Driver Assistance System (ADAS; Highly Automated Driving, HAD) but have no negative impact on a human driver. What these extreme situations have in common is that they can be characterized by certain parameters and can thus be represented as an image in a parameter space. A parameter is a variable that has a direct or indirect effect on the occurrence of extreme driving situations. Examples of parameters are, for example, the weather conditions, the signage and the road infrastructure. Accident research, for example, deals with statistical methods and derived probability distributions of individual parameters such as the hour of the day or the amount of precipitation related to the occurrence of accidents. In addition to a linear influence on an extreme situation, the various parameters can also have complex interdependencies and / or exert a non-linear and / or multidimensional influence on an extreme situation.

Um somit fahrtechnische Extremsituationen voraussagen zu können, werden erfindungsgemäß Straßenszenarien wie Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen mittels mathematischer Algorithmen, insbesondere Algorithmen der künstlichen Intelligenz, parametrisiert. Neben der manuellen Erfassung zahlreicher Parameter kann auf Datenbanken, die von Behörden zur Verfügung gestellt werden, zurückgegriffen werden. So stellt beispielsweise das Statistische Bundesamt eine bundesweite Datenbank zur Erfassung aller Unfälle mit schweren Verletzungen zur Verfügung. Ähnliche Datensätze gibt es auch in vielen anderen Ländern. Zur Erweiterung des Parameterraums werden jedem Unfall zusätzliche Datenquellen zugeordnet, wobei die Datenquellen von Wetterdaten bis hin zu Einträgen in sozialen Medien reichen. Darüber hinaus sind kommerzielle Kartendaten erhältlich, die genutzt werden können.In order to be able to predict extreme driving situations, road scenarios such as road sections and / or traffic situations are parameterized according to the invention by means of mathematical algorithms, in particular algorithms of artificial intelligence. In addition to the manual entry of numerous parameters, databases provided by the authorities can be used. For example, the Federal Statistical Office provides a nationwide database for recording all accidents with serious injuries. There are similar data sets in many other countries. To expand the parameter space, additional data sources are assigned to each accident, the data sources ranging from weather data to entries in social media. In addition, commercial map data is available that can be used.

1 zeigt das erfindungsgemäße System 100 zur maschinellen Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen für hochautomatisierte Fahrfunktionen. Die Daten werden aus einem Datenmodul 10 in ein Parametrisierungsmodul 20 eingegeben, weiterverarbeitet und dann in einem Ausgabemodul 30 als Ergebnisse, insbesondere in Form einer Routenplanung mit vorgeschlagenen Navigations- und Zeitinformationen, ausgegeben. Hierdurch kann eine Testroute ausgewählt werden, die ein Maximum an Extremsituationen abdeckt. Um die Routenplanungs- und Navigationsalgorithmen anzuwenden, werden die Kartendaten vorzugsweise in ein Graphennetz umgewandelt. Für die Berechnungs- und Speicherfunktionalitäten kann eine Cloud-Computing-Plattform vorgesehen sein. 1 shows the system according to the invention 100 for the automated recording of extreme driving situations for highly automated driving functions. The data are from a data module 10 in a parameterization module 20th entered, further processed and then in an output module 30th output as results, in particular in the form of route planning with suggested navigation and time information. This allows a test route to be selected that covers a maximum of extreme situations. In order to use the route planning and navigation algorithms, the map data are preferably converted into a graph network. A cloud computing platform can be provided for the calculation and storage functionalities.

Das Datenmodul 10 umfasst verschiedene Datenquellen beziehungsweise Datenbanken für die weitere Parametrisierung von Straßenszenarien. Hierzu gehören insbesondere Straßennetzdaten 12 mit Straßenspezifikationen wie beispielsweise Fahrspuren und Brücken. Des Weiteren sind Daten 12 bezogen auf die Straßeninfrastruktur wie beispielsweise der Straßenbelag, die Randbebauung und/oder die Straßenführung vorgesehen. Die Berechnung und Speicherung aller geografischen Objekte erfolgt vorzugsweise im EPSG 25832-Koordinatensystem (Universal Transverse Mercator (UTM) Zone 32N). Dieses System wird auch von Behörden in Deutschland eingesetzt. Die laterale und die longitudinale Position werden in Metern dargestellt. Darüber hinaus können globale Referenzsysteme wie das „World Geodetic System 1984 (WGS 84)“ verwendet werden, das auch in GPS-Empfängern (Global Positioning System) Verwendung findet. So kann der gesamte Karteninhalt von Ländern wie beispielsweise Deutschland importiert werden.The data module 10 includes various data sources or databases for the further parameterization of road scenarios. This includes, in particular, road network data 12th with road specifications such as lanes and bridges. Furthermore, there are data 12th in relation to the road infrastructure such as the road surface, the perimeter development and / or the road layout. The calculation and storage of all geographical objects is preferably carried out in the EPSG 25832 coordinate system (Universal Transverse Mercator (UTM) Zone 32N). This system is also used by authorities in Germany. The lateral and longitudinal positions are shown in meters. In addition, global reference systems such as the “World Geodetic System 1984 (WGS 84)”, which is also used in GPS receivers (Global Positioning System), can be used. So can the whole Map content from countries such as Germany can be imported.

Des Weiteren sind die Verkehrszahlen 14 von Interesse. Die Verkehrsdaten 14 weisen zwei Komponenten auf, und zwar den jährlichen durchschnittlichen täglichen Verkehr, der bezogen auf ein bestimmtes Jahr zeitunabhängig ist, und das reale stündliche Verkehrsaufkommen. Beide Komponenten werden mittels Sensoren ermittelt, die entweder in der Straßenoberfläche oder in Reflektorpfeilern eingebettet sind. Die Gesamtzahl der Verkehrszählstationen auf deutschen Autobahnen beläuft sich auf etwa 950 Automaten. Die Messdaten umfassen die Gesamtanzahl der Fahrzeuge und das Verkehrsaufkommen für acht verschiedene Arten motorisierter Fahrzeuge in beiden Richtungen. Die Daten werden von der Bundesanstalt für Stra-ßenwesen frei zugänglich zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus können Daten von kommerziellen Kartendienstanbietern verwendet werden.Furthermore, the traffic figures are 14th of interest. The traffic data 14th have two components, namely the annual average daily traffic, which is independent of time in relation to a certain year, and the real hourly traffic volume. Both components are determined by sensors that are either embedded in the road surface or in reflector pillars. The total number of traffic counting stations on German autobahns is around 950 machines. The measurement data includes the total number of vehicles and the traffic volume for eight different types of motorized vehicles in both directions. The data are made freely accessible by the Federal Highway Research Institute. In addition, data from commercial map service providers can be used.

Eine weitere Datenquelle bilden Luftbildaufnahmen 16 wie sie beispielsweise von Google Maps zur Verfügung gestellt werden.Another source of data is aerial photographs 16 such as those made available by Google Maps, for example.

Des Weiteren werden Wetterdaten 17 an das Datenmodul 10 übermittelt. Die Wetterdaten 17 umfassen historische Wettermessungen und zukünftige Wettervorhersagen.Furthermore, weather data 17th to the data module 10 transmitted. The weather data 17th include historical weather measurements and future weather forecasts.

Weitere Daten, die in das Parametisierungsmodul 20 eingegeben werden, sind historische Unfalldaten 40 sowie Triggerdaten eines Schattenmoduls 50. Durch diese verschiedenen Datenquellen 10, 40, 50 ist eine Erkennung und Voraussage von Extremsituationen für hochautomatisierte Fahrfunktionen möglich.Further data that is in the parameterization module 20th are entered are historical accident data 40 as well as trigger data of a shadow module 50 . Through these different data sources 10 , 40 , 50 detection and prediction of extreme situations for highly automated driving functions is possible.

Bei dem Schattenmodul 50 handelt es sich um eine Datenbank, die durch Hintergrundfunktionen bei einem fahrenden Fahrzeug ausgelöst und als Schattenmodus (engl. shadow modus) bezeichnet wird. Bei den Fahrzeugen kann es sich um Testfahrzeuge oder auch um Kundenfahrzeuge handeln. In dem Schattenmodus sind Trigger vorgesehen, die auf ein spezifisches Verhalten einzelner Komponenten ansprechen. So kann beispielsweise das Überschreiten bestimmter Beschleunigungswerte einen Trigger auslösen, so dass die dafür relevanten Fahrzeugdaten in einen Datenspeicher oder direkt an das Schattenmodul 50 übermittelt werden. Die Daten bestehen vorzugsweise aus Sensordaten und Kamerabildern.With the shadow module 50 it is a database that is triggered by background functions when a vehicle is moving and is referred to as shadow mode. The vehicles can be test vehicles or customer vehicles. In the shadow mode, triggers are provided that respond to a specific behavior of individual components. For example, exceeding certain acceleration values can trigger a trigger, so that the relevant vehicle data is stored in a data memory or directly to the shadow module 50 be transmitted. The data preferably consist of sensor data and camera images.

Das Parametrisierungsmodul 20 umfasst vorzugsweise ein tiefes neuronales Netz 22 (eng. deep neural network) und einen Klassifizierer 70. Das neuronale Netz 22 weist vorzugsweise drei Schichten auf. Das neuronale Netz 22 kann auch als konvolutionales neuronales Netz (engl. convolutional neural network) ausgebildet sein. Zudem können noch Verstärkungsalgorithmen mit Gewichtungen verwendet werden, um das Erkennen von Extremsituationen zu verstärken. Insbesondere ist vorgesehen, Python als Programmiersprache für das tiefe neuronale Netz 22 zu verwenden, da es eine einfach anzuwendende Programmiersprache für neuronale Netze ist und derzeit eine häufig verwendete Sprache für maschinelle Lernanwendungen darstellt. Da Python eine Open Source Software ist, stehen eine Vielzahl von Bibliotheken zur Verfügung. Dies ist insbesondere für sehr spezifische Wetterdatenformate von Interesse. Darüber hinaus weist Python verschiedene Schnittstehen für mehrere Datenbanksysteme auf. Es kann aber auch vorgesehen sein, Programmiersprachen wie C ++ oder MATLAB zu verwenden.The parameterization module 20th preferably comprises a deep neural network 22nd (eng. deep neural network) and a classifier 70 . The neural network 22nd preferably has three layers. The neural network 22nd can also be designed as a convolutional neural network. In addition, reinforcement algorithms with weightings can be used to reinforce the detection of extreme situations. In particular, it is planned to use Python as the programming language for the deep neural network 22nd because it is an easy-to-use neural network programming language and is currently a widely used language for machine learning applications. Since Python is open source software, a large number of libraries are available. This is of particular interest for very specific weather data formats. In addition, Python has different interfaces for several database systems. However, it can also be provided that programming languages such as C ++ or MATLAB are used.

2 zeigt die Speicherung und Verarbeitung der einzelnen Datenquellen 12, 14, 16 und 17 im Datenmodul 10. Für eine verbesserte Effizienz und erweiterte Rechengeschwindigkeit werden vorzugsweise Vorhersagen für alle zeitunabhängigen Parameter nur einmal ausgeführt. Die Ergebnisse werden anschließend dauerhaft vorzugsweise in einer internen relationalen Datenbank 18 wie beispielsweise einer mittels SQL (Structured Query Language) definierten Datenbank gespeichert. Im Gegensatz dazu bleiben zeitabhängige Werte in ihrem jeweiligen Format und nur bestimmte Teile werden bei jeder Anforderung eingelesen. SQL als relationale Datenbank hat den Vorteil, strukturierte Daten in Tabellen interaktiv zu bearbeiten. Beispielsweise bietet der SQL-Client PostgreSQL die Integration von räumlichen Erweiterungen über PostGIS. PostGIS ist ein sehr fortschrittliches und skalierbares Konzept für Geoinformationsdatenbanken und wird in zahlreichen Projekten verwendet, darunter Open Street Map (OSM) und Crash Forecasting. PostGIS speichert geografische Objekte, beispielsweise Punkte, Linien und Polygone, als Hash-Schlüssel. Verschiedene geografische Operationen werden direkt durch vorgegebene Funktionen integriert. 2 shows the storage and processing of the individual data sources 12th , 14th , 16 and 17th in the data module 10 . For improved efficiency and increased computing speed, predictions are preferably carried out only once for all time-independent parameters. The results are then permanently stored, preferably in an internal relational database 18th such as a database defined by means of SQL (Structured Query Language). In contrast to this, time-dependent values remain in their respective format and only certain parts are read in with each request. As a relational database, SQL has the advantage of interactively processing structured data in tables. For example, the SQL client PostgreSQL offers the integration of spatial extensions via PostGIS. PostGIS is a very advanced and scalable concept for geographic information databases and is used in numerous projects, including Open Street Map (OSM) and Crash Forecasting. PostGIS saves geographic objects such as points, lines and polygons as hash keys. Different geographic operations are directly integrated by given functions.

Darüber hinaus weist das Datenmodul 10 vorzugsweise einen Autoencoder 11 oder generative sich gegenüberstehende Netze (engl. Generative Adversarial Networks (GAN)) für die Bearbeitung von Luftaufnahmen auf und weitere spezielle Bildbearbeitungsalgorithmen 19, um eingelesenen Straßenbilder zu analysieren. Aus den Daten extrahiert das Datenmodul 10 relevante Parameter, insbesondere mittels mathematischer Verfahren der Hauptkomponentenanalyse. Vorzugsweise werden 439 Parameter extrahiert. Dabei wird zur Verbesserung der Effizienz zwischen zeitunabhängigen und statischen Parametern unterschieden.In addition, the data module 10 preferably an auto-encoder 11 or generative opposing networks (GAN) for processing aerial photographs and other special image processing algorithms 19th to analyze scanned street images. The data module extracts from the data 10 relevant parameters, in particular using mathematical methods of principal component analysis. Preferably 439 parameters are extracted. To improve efficiency, a distinction is made between time-independent and static parameters.

3 zeigt das Trainieren des neuronalen Netzes 22 im Parametrisierungsmodul 20. Für das Trainieren des neuronalen Netzes 22 kann eine Filterung 23 der übermittelten Daten vorgesehen sein. Eine Vektorisierung 26 der eingegebenen Daten erfolgt, um Ungleichheiten im Datensatz zu vermeiden. Eine Normierung erfolgt durch Anwendung eines Normalisierers 27 und ist erforderlich, um den Anfangstrainingssatz auf minimale und maximale Werte zu normalisieren. Auch können ein Gradientenoptimierer 24 und Aktivierungsfunktionen 25 vorgesehen sein, um eine normalisierte Dateneingabe für das Trainieren des neuronalen Netzes 22 zu ermöglichen. 3 shows the training of the neural network 22nd in the parameterization module 20th . For the Training the neural network 22nd can filter 23 the transmitted data must be provided. A vectorization 26th of the entered data is done in order to avoid inequalities in the data set. A normalization is carried out by using a normalizer 27 and is required to normalize the initial training set to minimum and maximum values. You can also use a gradient optimizer 24 and activation functions 25th be provided for a normalized data entry for training the neural network 22nd to enable.

Das Ausgabeformat 28 des neuronalen Netzes 22 ist vorzugsweise als Softmax-Funktion ausgebildet, die zu einer mindestens zweidimensionalen Ausgabe zwischen 0 und 1 führt. Die Ausgabe wird als Eingabe an den Klassifizierer 70 weitergegeben, der dann jede Eingabe mit dem jeweiligen Merkmal, entweder Extremsituation oder keine Extremsituation, je nachdem, welche Wahrscheinlichkeit höher ist, klassifiziert.The output format 28 of the neural network 22nd is preferably designed as a Softmax function, which leads to at least two-dimensional output between 0 and 1. The output is used as input to the classifier 70 passed on, which then classifies each input with the respective feature, either extreme situation or no extreme situation, depending on which probability is higher.

Die Implementierung des neuronalen Netzes 22 erfolgt vorzugsweise mit TensorFlow. TensorFlow ist eine Open-Source-ML-Bibliothek, die für verschiedene Programmiersprachen einschließlich Python und C++ verfügbar ist. Es weist Compiler sowohl für Central Processing Units (CPUs) als auch für Graphics Processing Units (GPUs) auf.The implementation of the neural network 22nd is preferably done with TensorFlow. TensorFlow is an open source ML library available for various programming languages including Python and C ++. It has compilers for both central processing units (CPUs) and graphics processing units (GPUs).

Nachdem ein erstes Training des neuronalen Netzes 22 mit historischen Unfalldaten 40 durchgeführt wurde, ist ein zusätzliches Training mit historischen Parametern beispielsweise aus Feldoperationsdaten, zum Beispiel mit Daten aus dem Schattenmodul 50, möglich. Hierdurch kann das neuronale Netz 22 so weiterentwickelt werden, dass fahrspezifische Extremsituationen für hochautomatisierte Fahrfunktionen erkannt werden.After an initial training of the neural network 22nd with historical accident data 40 was carried out is an additional training with historical parameters, for example from field operation data, for example with data from the shadow module 50 , possible. This allows the neural network 22nd are further developed in such a way that extreme situations specific to driving are recognized for highly automated driving functions.

In der 4 sind die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens bis zur Ausgabe der Route an einen Benutzer dargestellt. Die Auswahl der Route beruht auf der Parametrisierung der Straßenverhältnisse, die von der Datenbank 10 und dem vorab trainierten tiefen neuronalen Netzwerk 22 bereitgestellt wird.In the 4th the method steps of the method according to the invention are shown up to the output of the route to a user. The selection of the route is based on the parameterization of the road conditions obtained from the database 10 and the pre-trained deep neural network 22nd provided.

In einem Schritt S10 werden verschiedene Parameter in einem Datenmodul 10 aus mehreren unterschiedlichen Datenquellen 12, 14, 16, 17 extrahiert.In a step S10, various parameters are stored in a data module 10 from several different data sources 12th , 14th , 16 , 17th extracted.

In einem Schritt S20 werden die Parameter von dem Datenmodul 10 an das Parametrisierungsmodul 20 übermittelt.In a step S20, the parameters are from the data module 10 to the parameterization module 20th transmitted.

In einem Schritt S30 werden Situationsdaten, wie insbesondere Unfalldaten, aus dem Unfallmodul 40 und/oder Daten aus einem Schattenmodul 50 an das Parametrisierungsmodul 20 übermittelt.In a step S30, situation data, such as accident data in particular, are obtained from the accident module 40 and / or data from a shadow module 50 to the parameterization module 20th transmitted.

In einem Schritt S40 parametrisiert das Parametrisierungsmodul 20 Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen mit den empfangenen Parametern und den übermittelten Unfalldaten aus dem Unfallmodul 40 und/oder Daten aus einem Schattenmodul 50.The parameterization module parameterizes in a step S40 20th Road routes and / or traffic situations with the received parameters and the transmitted accident data from the accident module 40 and / or data from a shadow module 50 .

In einem Schritt S50 transferiert das Parametrisierungsmodul 20 die parametrisierten Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen an einen Klassifizierer 70 und an ein Ausgabemodul 30.In a step S50, the parameterization module transfers 20th the parameterized road routes and / or traffic situations to a classifier 70 and to an output module 30th .

In einem Schritt S60 extrahiert der Klassifizierer 70 aus den parametrisierten Straßenstrecken relevante Merkmale.In a step S60 the classifier extracts 70 relevant features from the parameterized road sections.

In einem Schritt S70 transferiert der Klassifizierer 70 die extrahierten Merkmale an das Ausgabemodul 30.In a step S70 the classifier transfers 70 the extracted features to the output module 30th .

In einem Schritt S80 berechnet das Ausgabemodul 30 für einen vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich fahrtechnische Extremsituationen.In a step S80, the output module calculates 30th Extreme driving situations for a predetermined geographical and / or temporal area.

In einem Schritt S90 gibt das Ausgabemodul 30 eine Routenplanung für den vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich aus, die eine optimierte Anzahl an Extremsituationen umfasst.In a step S90 the output module outputs 30th a route planning for the predetermined geographical and / or temporal area, which includes an optimized number of extreme situations.

Mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kombination verschiedener Datenquellen zur Vorhersage von fahrtechnischen Extremsituationen für hochautomatisierte Fahrfunktionen möglich. Die Basis bilden hierbei Unfalldaten staatlicher Behörden, welche mit Ortsangaben, Zeitstempeln und zusätzlichen Angaben zum Unfallhergang abgerufen werden können. Außerdem werden in einer unabhängigen Testflotte von Fahrzeugen einzelne Programmteile der hochautomatisierten Fahrfunktionen im Hintergrund in einem Schattenmodus ausgeführt. Bei Fehlfunktionen ermittelt der Schattenmodus die aktuelle Fahrsituation und speichert die Daten. Zudem werden Wetterbedingungen und die Verkehrsdichte berücksichtigt. Diese Daten werden für eine Parametrisierung von Verkehrssituationen im Straßenverkehr und/oder Straßenstrecken bezogen auf Wettersituationen, Verkehrsszenarien und Infrastruktur verwendet. Anschließend wird eine Klassifizierung durchgeführt, um Merkmale, die extreme Szenarien kennzeichnen, auszuwählen. In einem Ausgabemodul werden mittels der Parametrisierung und der extrahierten Merkmale fahrtechnische Extremsituationen für hochautomatisierte Fahrfunktionen erkannt, wodurch die zielgerichtete Planung von Testfahrten mit einer hohen Auftrittswahrscheinlichkeit von Fehlfunktionen ermöglicht wird. Zudem können die Ergebnisse mit manuell geplanten Testfahrten verglichen werden, um eine Aussage über die Relevanz der ermittelten Extremsituationen treffen zu können.With the method according to the present invention, a combination of different data sources for predicting extreme driving situations for highly automated driving functions is possible. The basis for this is accident data from government authorities, which can be called up with location details, time stamps and additional information on the course of the accident. In addition, individual program parts of the highly automated driving functions are executed in the background in a shadow mode in an independent test fleet of vehicles. In the event of malfunctions, the shadow mode determines the current driving situation and saves the data. Weather conditions and traffic density are also taken into account. These data are used to parameterize traffic situations in road traffic and / or road routes in relation to weather situations, traffic scenarios and infrastructure. A classification is then carried out in order to select features that characterize extreme scenarios. In an output module, extreme technical driving situations for highly automated driving functions are recognized by means of the parameterization and the extracted features, which enables the targeted planning of test drives with a high probability of malfunctions occurring. In addition, the results can be compared with manually planned test drives in order to be able to make a statement about the relevance of the determined extreme situations.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit eine verbesserte Testroutenplanung möglich, bei der fahrtechnische Extremsituationen akkumuliert auftreten.According to the present invention, improved test route planning is thus possible in which extreme situations in terms of driving technology occur in an accumulated manner.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
DatenmodulData module
1111
AutoencoderAuto encoder
1212th
kartographische Datencartographic data
1414th
Daten zu VerkehrszahlenTraffic data
1616
LuftbilderAerial photos
1717th
Daten zu WetterinformationenWeather information data
1818th
relationale Datenbankrelational database
1919th
BildverarbeitungsalgorithmenImage processing algorithms
2020th
ParametrisierungsmodulParameterization module
2222nd
neuronales Netzneural network
2323
FilterungFiltering
2424
GradientenoptimiererGradient optimizer
2525th
AktivierungsfunktionenActivation functions
2626th
VektorisierungVectorization
2727
NormiererNormalizer
2828
Ausgabeformat des neuronalen NetzesOutput format of the neural network
3030th
AusgabemodulOutput module
4040
historische Unfalldatenhistorical accident data
5050
SchattenmodulShadow module
7070
KlassifiziererClassifier
100100
Systemsystem

Claims (8)

Verfahren zur maschinellen Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen, insbesondere für hochautomatisierte Fahrfunktionen, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: - Extrahieren (S10) von verschiedenen Parametern aus mehreren unterschiedlichen Datenquellen (12, 14, 16, 17) in einem Datenmodul (10), wobei das Datenmodul (10) eine relationale Datenbank (18) umfasst, und als Datenquellen kartographische Informationen (12), Daten zu Verkehrszahlen (14), Luftbildaufnahmen (16) und/oder Daten zu Wetterinformationen (17) und/oder Daten von Kraftfahrzeugen verwendet werden; - Übermitteln (S20) der Parameter von dem Datenmodul (10) an ein Parametrisierungsmodul (20), wobei das Parametrisierungsmodul (20) ein tiefes neuronales Netz (22) zur Extraktion von Parametern und Mustererkennung umfasst; - Übermitteln (S30) von Situationsdaten, wie insbesondere Unfalldaten aus einem Unfallmodul (40) und/oder Daten aus einem Schattenmodul (50) an das Parametrisierungsmodul (20); - Parametrisieren (S40) von Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen mit den empfangenen Parametern und den übermittelten Unfalldaten aus dem Unfallmodul (40) und/oder Daten aus einem Schattenmodul (50) von dem Parametrisierungsmodul (20); - Transferieren (S50) der parametrisierten Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen von dem Parametrisierungsmodul (20) an einen Klassifizierer (70) und an ein Ausgabemodul (30); - Extrahieren (S60) von relevanten Merkmalen aus den parametrisierten Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen von dem Klassifizierer (70); - Transferieren (S70) der extrahierten Merkmale von dem Klassifizierer (70) an das Ausgabemodul (30); - Berechnen (S80) von fahrtechnischen Extremsituationen für einen vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich von dem Ausgabemodul (30); - Ausgeben (S90) einer Routenplanung für den vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich, die eine optimierte Anzahl an Extremsituationen umfasst, von dem Ausgabemodul (30).Method for the automatic recording of extreme driving situations, in particular for highly automated driving functions, comprising the following process steps: - Extraction (S10) of various parameters from several different data sources (12, 14, 16, 17) in a data module (10), the data module (10) comprising a relational database (18), and cartographic information (12) as data sources , Data on traffic figures (14), aerial photographs (16) and / or data on weather information (17) and / or data from motor vehicles are used; - Transmission (S20) of the parameters from the data module (10) to a parameterization module (20), the parameterization module (20) comprising a deep neural network (22) for the extraction of parameters and pattern recognition; - Transmission (S30) of situation data, such as, in particular, accident data from an accident module (40) and / or data from a shadow module (50) to the parameterization module (20); - Parameterization (S40) of road sections and / or traffic situations with the received parameters and the transmitted accident data from the accident module (40) and / or data from a shadow module (50) from the parameterization module (20); - Transferring (S50) the parameterized road routes and / or traffic situations from the parameterization module (20) to a classifier (70) and to an output module (30); - Extracting (S60) relevant features from the parameterized road routes and / or traffic situations from the classifier (70); - Transferring (S70) the extracted features from the classifier (70) to the output module (30); - Calculation (S80) of extreme driving situations for a predetermined geographical and / or temporal area from the output module (30); - Output (S90) of a route plan for the predetermined geographical and / or temporal area, which includes an optimized number of extreme situations, from the output module (30). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Datenmodul (10) einen Autoencoder (11) und/oder generative sich gegenüberstehende Netze (engl. Generative Adversarial Networks (GAN)) und/oder Bildverarbeitungsalgorithmen (19) aufweist.Procedure according to Claim 1 wherein the data module (10) has an auto-encoder (11) and / or generative opposing networks (GAN) and / or image processing algorithms (19). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Trainieren des neuronalen Netzes (22) mit historischen Parametern und/oder historischen Unfalldaten vorgesehen ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , training of the neural network (22) with historical parameters and / or historical accident data is provided. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für das Trainieren des neuronalen Netzes (22) eine Filterung (23) der übermittelten Daten mittels vorbestimmter Hyperparameter und/oder ein Gradientenoptimierer (24) und/oder Aktivierungsfunktionen (25) vorgesehen sind, um eine normalisierte Dateneingabe sicherzustellen.Method according to one of the preceding claims, wherein filtering (23) of the transmitted data by means of predetermined hyperparameters and / or a gradient optimizer (24) and / or activation functions (25) are provided for training the neural network (22) in order to normalize data input to ensure. System (100) zur maschinellen Erfassung von fahrtechnischen Extremsituationen, insbesondere für hochautomatisierte Fahrfunktionen, umfassend ein Datenmodul (100), das für das Extrahieren von verschiedenen Parametern aus mehreren unterschiedlichen Datenquellen (12, 14, 16, 17) und das Übermitteln der Parameter an ein Parametrisierungsmodul (20) konfiguriert ist; Situationsdatenmodule wie ein Unfallmodul (40), das konfiguriert ist, Unfalldaten an das Parametrisierungsmodul (20) zu übermitteln, und/oder ein Schattenmodul (50), das konfiguriert ist, Daten an das Parametrisierungsmodul (20) zu übermitteln; wobei das Parametrisierungsmodul (20) konfiguriert ist, Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen mit den empfangenen Parametern und den übermittelten Unfalldaten aus dem Unfallmodul (40) und/oder Daten aus einem Schattenmodul (50) zu parametrisieren und die parametrisierten Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen an einen Klassifizierer (70) und an ein Ausgabemodul (30) zu transferieren; wobei der Klassifizierer (70) konfiguriert ist, relevante Merkmale aus den parametrisierten Straßenstrecken und/oder Verkehrssituationen zu extrahieren und die extrahierten Merkmale an das Ausgabemodul (30) zu transferieren; wobei das Ausgabemodul (30) konfiguriert ist, fahrtechnische Extremsituationen für einen vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich zu berechnen und eine Routenplanung für den vorbestimmten geographischen und/oder zeitlichen Bereich, die eine optimierte Anzahl an Extremsituationen umfasst, auszugeben; wobei das Datenmodul (10) eine relationale Datenbank (18) umfasst; wobei als Datenquellen kartographische Informationen (12), Daten zu Verkehrszahlen (14), Luftbildaufnahmen (16) und/oder Daten zu Wetterinformationen (17) und/oder Daten von Kraftfahrzeugen verwendet werden; und wobei das Parametrisierungsmodul (20) ein tiefes neuronales Netz (22) zur Extraktion von Parametern und zur Mustererkennung umfasst.System (100) for the automatic detection of extreme driving situations, in particular for highly automated driving functions, comprising a data module (100) which is used for extracting various parameters from several different data sources (12, 14, 16, 17) and transmitting the parameters to a The parameterization module (20) is configured; Situation data modules such as an accident module (40) that is configured to contain accident data to transmit to the parameterization module (20), and / or a shadow module (50) which is configured to transmit data to the parameterization module (20); wherein the parameterization module (20) is configured to parameterize road sections and / or traffic situations with the received parameters and the transmitted accident data from the accident module (40) and / or data from a shadow module (50) and to transfer the parameterized road sections and / or traffic situations to one Transferring the classifier (70) and to an output module (30); wherein the classifier (70) is configured to extract relevant features from the parameterized road routes and / or traffic situations and to transfer the extracted features to the output module (30); wherein the output module (30) is configured to calculate extreme driving situations for a predetermined geographical and / or temporal area and to output a route plan for the predetermined geographical and / or temporal area, which includes an optimized number of extreme situations; wherein the data module (10) comprises a relational database (18); cartographic information (12), data on traffic figures (14), aerial photographs (16) and / or data on weather information (17) and / or data from motor vehicles are used as data sources; and wherein the parameterization module (20) comprises a deep neural network (22) for extracting parameters and for pattern recognition. System (100) nach Anspruch 5, wobei das Datenmodul (10) einen Autoencoder (11) und/oder generative sich gegenüberstehende Netze (engl. Generative Adversarial Networks (GAN)) und/oder Bildverarbeitungsalgorithmen (19) aufweist.System (100) according to Claim 5 wherein the data module (10) has an auto-encoder (11) and / or generative opposing networks (GAN) and / or image processing algorithms (19). System (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Trainieren des neuronalen Netzes (22) mit historischen Parametern und/oder historischen Unfalldaten (40) vorgesehen ist.System (100) according to Claim 5 or 6th , training of the neural network (22) with historical parameters and / or historical accident data (40) being provided. System (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 5-7, wobei für das Trainieren des neuronalen Netzes (22) eine Filterung (23) der übermittelten Daten mittels vorbestimmter Hyperparameter und/oder ein Gradientenoptimierer (24) und/oder Aktivierungsfunktionen (25) vorgesehen sind, um eine normalisierte Dateneingabe sicherzustellen.System (100) according to one of the preceding Claims 5 - 7th , filtering (23) of the transmitted data by means of predetermined hyperparameters and / or a gradient optimizer (24) and / or activation functions (25) being provided for training the neural network (22) in order to ensure normalized data input.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016200762A1 (en) 2015-06-08 2016-12-15 Allstate Insurance Company Route risk mitigation
DE102017114049A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 GM Global Technology Operations LLC SYSTEMS FOR SELECTING AND PERFORMING ROUTES FOR AUTONOMOUS VEHICLES
WO2018026603A1 (en) 2016-08-02 2018-02-08 Pcms Holdings, Inc. System and method for optimizing autonomous vehicle capabilities in route planning
US20190049259A1 (en) 2018-09-27 2019-02-14 Intel Corporation Technologies for autonomous driving quality of service determination and communication
US20200101974A1 (en) 2019-08-12 2020-04-02 Lg Electronics Inc. Device and method for selecting optimal travel route based on driving situation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016200762A1 (en) 2015-06-08 2016-12-15 Allstate Insurance Company Route risk mitigation
DE102017114049A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 GM Global Technology Operations LLC SYSTEMS FOR SELECTING AND PERFORMING ROUTES FOR AUTONOMOUS VEHICLES
WO2018026603A1 (en) 2016-08-02 2018-02-08 Pcms Holdings, Inc. System and method for optimizing autonomous vehicle capabilities in route planning
US20190049259A1 (en) 2018-09-27 2019-02-14 Intel Corporation Technologies for autonomous driving quality of service determination and communication
US20200101974A1 (en) 2019-08-12 2020-04-02 Lg Electronics Inc. Device and method for selecting optimal travel route based on driving situation

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