DE102021200643B3 - Method for environment recognition for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle using a neural network - Google Patents

Method for environment recognition for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle using a neural network Download PDF

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Abstract

Um ein Verfahren zur Umfelderkennung mittels eines neuronalen Netzes für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, wobei Sensordaten (11) mindestens einem in einer Datenverarbeitungsvorrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs (200) ausgeführten neuronalen Netz (13) zugeführt werden, wobei das mindestens eine neuronale Netz (13) aus den Sensordaten (11) Ausgabedaten (14) erzeugt, welche Informationen über ein Umfeld (15) des Kraftfahrzeugs (200) umfassen, wobei das mindestens eine neuronale Netz (13) ein robustifiziertes, komprimiertes neuronales Netz (17) ist, wird bei diesem Verfahren (100) vorgeschlagen, dass das robustifizierte, komprimierte neuronale Netz (17) erhalten wird, indem mittels eines Kompressionsverfahrens aus einem für ein Verfahren zur Umfelderkennung trainierten, als tiefes neuronales Netz (18) ausgebildeten Baseline-Modell (19) ein komprimiertes Schüler-Netz (23) erstellt wird, dass mittels eines Robustifizierungsverfahrens aus dem Baseline-Modell (19) ein robustifiziertes Lehrer-Netz (22) erstellt wird, und dass das komprimierte Schüler-Netz (23) in einem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren (24) anhand des robustifizierten Lehrer-Netzes (22) trainiert wird.In order to provide a method for environment recognition using a neural network for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle, sensor data (11) being supplied to at least one neural network (13) implemented in a data processing device (10) of a motor vehicle (200), the at least one neural Network (13) generates output data (14) from the sensor data (11), which includes information about the surroundings (15) of the motor vehicle (200), the at least one neural network (13) being a robust, compressed neural network (17). , it is proposed in this method (100) that the robustified, compressed neural network (17) is obtained by using a compression method from a baseline model (19) trained for a method for environment recognition and designed as a deep neural network (18) a compressed student network (23) is created that uses a robustification method from the Bas eline model (19) a robustified teacher network (22) is created, and that the compressed student network (23) is trained in a teacher-student training method (24) using the robustified teacher network (22).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs, wobei Sensordaten mindestens einem in einer Datenverarbeitungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs ausgeführten neuronalen Netz zugeführt werden, wobei das mindestens eine neuronale Netz aus den Sensordaten Ausgabedaten erzeugt, welche Informationen über ein Umfeld des Kraftfahrzeugs umfassen.The present invention relates to a method for detecting the surroundings for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle, with sensor data being supplied to at least one neural network implemented in a data processing device of a motor vehicle, with the at least one neural network generating output data from the sensor data which contains information about the surroundings of the motor vehicle include.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend eine Datenverarbeitungsvorrichtung, ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen.Furthermore, the present invention relates to a motor vehicle comprising a data processing device designed to carry out a method for detecting the surroundings for semi-autonomous or autonomous driving functions.

Moderne Fahrerassistenzsysteme, welche teilautonome oder autonome Fahrfunktionen ausführen, beruhen meist auf maschinellen Lernverfahren, um die Fahrzeugumgebung auszuwerten. Mittels der maschinellen Lernverfahren können Objekte wie Fußgänger oder Fahrzeuge erkannt und unterschieden werden. Viele maschinelle Lernverfahren beruhen auf dem Training sogenannter tiefer neuronaler Netze. Trainierte tiefe neuronale Netze können Sensordaten, wie beispielsweise von Kameras, Radar- oder Lidarvorrichtungen verarbeiten, um ein Umgebungsmodell des Fahrzeugs zu erzeugen.Modern driver assistance systems that perform semi-autonomous or autonomous driving functions are mostly based on machine learning methods to evaluate the vehicle environment. Using the machine learning process, objects such as pedestrians or vehicles can be recognized and differentiated. Many machine learning methods are based on the training of so-called deep neural networks. Trained deep neural networks can process sensor data, such as from cameras, radar or lidar devices, to generate an environment model of the vehicle.

Bekannte von neuronalen Netzen ausgeführte Funktionen sind die semantische Segmentierung oder die Objekterkennung. Bei der semantischen Segmentierung erzeugt das neuronale Netz eine pixelweise Kennzeichnung der Eingangsbilder nach einem vordefinierten Satz von Klassenbeschriftungen. Neuronale Netze zur Objekterkennung erzeugen Begrenzungsrahmen um erkannte, definierten Zielklassen entsprechende Objekte. In den beiden vorbeschriebenen Fällen sind die neuronalen Netze meist als sogenannte Convolutional Neural Networks (CNN) ausgebildet.Known functions performed by neural networks are semantic segmentation or object recognition. In semantic segmentation, the neural network generates a pixel-by-pixel labeling of the input images according to a predefined set of class labels. Object detection neural networks generate bounding boxes around detected objects corresponding to defined target classes. In the two cases described above, the neural networks are usually in the form of so-called convolutional neural networks (CNN).

Während der Trainingsphase eines neuronalen Netzes werden eine Vielzahl von Parametern des Netzes angepasst. Dafür werden dem neuronalen Netz mit einer Grundwahrheit versehene Trainingsdaten zugeführt. Mit Hilfe eines gradientenbasierten Optimierungsverfahrens können die Parameter des Netzes modifiziert werden. Dabei ist es Ziel des Optimierungsverfahrens, eine Verlustfunktion (Loss-Function) zu minimieren, welche die Abweichung der Ausgabe des Netzes von der Grundwahrheit quantifiziert. Tiefe neuronale Netze bestehen oftmals aus einer Vielzahl sogenannter Schichten bzw. Filter und weisen daher eine sehr hohe Anzahl von zu trainierenden Parametern auf.During the training phase of a neural network, a large number of parameters of the network are adjusted. For this purpose, training data provided with a basic truth are supplied to the neural network. The parameters of the network can be modified with the help of a gradient-based optimization method. The aim of the optimization method is to minimize a loss function that quantifies the deviation of the network output from the basic truth. Deep neural networks often consist of a large number of so-called layers or filters and therefore have a very large number of parameters to be trained.

Zur Inferenzzeit (Ausgabe von Prädiktionen) ist eine große Anzahl von Rechenoperationen für die Berechnung der Ausgabe des neuronalen Netzes notwendig. Bei einer fahrzeuginternen Implementierung eines Netzes stehen jedoch nur begrenzte Rechenressourcen zur Verfügung, welche durch die eingebettete Hardware vorgegeben sind. Die Begrenztheit der Rechenressourcen stellt hohe Anforderungen an die fahrzeuginterne Anwendung neuronaler Netze und begrenzt die verfügbare Laufzeit für die Berechnung der Ausgabe, da die verwendete Hardware nicht willkürlich skaliert werden kann.At the time of inference (output of predictions), a large number of arithmetic operations are necessary for the calculation of the output of the neural network. In an in-vehicle implementation of a network, however, only limited computing resources are available, which are dictated by the embedded hardware. The limitation of the computing resources places high demands on the in-vehicle application of neural networks and limits the available runtime for the calculation of the output, since the hardware used cannot be scaled arbitrarily.

Es existieren mehrere Ansätze, um den Rechenaufwand neuronaler Netze zu reduzieren. Zu diesen Ansätzen gehören sogenannte Bereinigungs- oder Pruning-Verfahren, welche darauf abzielen, die Gesamtgröße eines trainierten Netzwerkes durch Entfernen von Filtern und damit von den Filtern zugehörigen Parametern zu reduzieren. Abhängig von den zum Entfernen ausgewählten Filtern können sich die Leistung und die Genauigkeit des Netzes ändern. Bereinigungs- oder Pruning-Strategien sind daher darauf ausgerichtet, jene Filter zu entfernen, die den geringsten Einfluss auf die Ausgabe des Netzes haben und zudem die größtmögliche Reduzierung der Netzwerkgröße ermöglichen.There are several approaches to reduce the computational effort of neural networks. These approaches include what are known as cleansing or pruning methods, which aim to reduce the overall size of a trained network by removing filters and thus parameters associated with the filters. Depending on the filters selected for removal, the performance and accuracy of the mesh may change. Cleansing or pruning strategies are therefore aimed at removing those filters that have the least impact on the output of the network and also allow the greatest possible reduction in network size.

Neben der Reduzierung der Netzwerkgröße ist auch die Robustheit des Netzes gegenüber sogenannten Out-of-domain-Daten ein wichtiges Kriterium. Während tiefe neuronale Netze in der Regel eine gute Leistung erbringen, wenn die Eingabedaten den Trainingsdaten ähneln, können sich bestimmte neue Daten für ein trainiertes tiefes neuronales Netz als schwierig erweisen. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass tiefe neuronale Netzwerke gegenüber bestimmten Variationen der Eingabedaten, unter anderem sogenannten Augmentationen, anfällig sind. Im Bereich einer auf Bilddaten basierenden Umfelderkennung für autonome Fahrfunktionen können derartige Variationen oder Augmentationen beispielsweise durch Umwelteinflüsse wie Nebel oder Schneefall bedingt sein. Ferner können in den Bilddaten Bewegungsunschärfen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten auftreten.In addition to reducing the network size, the robustness of the network to so-called out-of-domain data is also an important criterion. While deep neural networks typically perform well when the input data is similar to the training data, certain new data can prove challenging for a trained deep neural network. In particular, it has been shown that deep neural networks are vulnerable to certain variations in the input data, including so-called augmentations. In the area of image data-based environment recognition for autonomous driving functions, such variations or augmentations can be caused, for example, by environmental influences such as fog or snowfall. Furthermore, motion blurring can occur in the image data at high driving speeds.

Die Ausgabe eines neuronalen Netzes soll zudem robust gegenüber sogenannten „Adversarial Attacks“ sein. Eine Adversarial attack beruht auf der Verwendung speziell veränderter Eingabedaten, sogenannten Adversarial Examples, welche zur Manipulation der Klassifikations- und Lokalisationsergebnisse geeignet sind und ein neuronales Netz absichtlich zu einer Fehlprädiktion verleiten.The output of a neural network should also be robust against so-called "adversarial attacks". An adversarial attack is based on the use of specially modified input data, so-called adversarial examples, which are suitable for manipulating the classification and localization results and intentionally mislead a neural network into making a false prediction.

Die CN 111461226 A offenbart ein Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren für ein neuronales Netz zur Robustifizierung des neuronalen Netzes gegenüber Adversarial Attack-Daten.the CN 111461226A discloses a teacher-student training method for a neural network to robustify the neural network against adversarial attack data.

Die CN 110880036 A offenbart ein Kompressionsverfahren für ein neuronales Netz, wobei zur Verringerung der Netzwerkgröße ein Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren eingesetzt wird.the CN 110880036A discloses a neural network compression method using a teacher-pupil training method to reduce network size.

Aus der US 2019/0244103 A1 ist ein Verfahren bekannt, um ein komprimiertes neuronales Netz zu robustifizieren. Das neuronale Netz wird zunächst anhand von Adversarial Examples trainiert. Anschließend wird das Netz mittels eines Pruning-Verfahrens reduziert. In einem weiteren Schritt erfolgt ein erneutes Adversarial Attack-Training.From the U.S. 2019/0244103 A1 a method is known to robustify a compressed neural network. The neural network is first trained using adversarial examples. The mesh is then reduced using a pruning process. In a further step, a new adversarial attack training takes place.

Aus der DE 10 2019 119 087 A1 ist ein Verfahren zum Trainieren eines neuronalen Netzes bekannt, wobei in einem ersten Schritt Komponenten bereitgestellt werden, die in Bezug auf eine Anwendung des neuronalen Netzes typische Eingangsgrößen repräsentieren. Das neuronale Netz wird dann zumindest mit den bereitgestellten Komponenten trainiert. Zusätzlich können Merkmalsverteilungen für die Komponenten bestimmt werden und Parameter für Schlussfolgerungen gelernt werden.From the DE 10 2019 119 087 A1 a method for training a neural network is known, with components being provided in a first step which represent typical input variables in relation to an application of the neural network. The neural network is then trained at least with the components provided. In addition, feature distributions for the components can be determined and parameters for conclusions can be learned.

Die Veröffentlichung „Relational Knowledge Distillation“, Wonpyo Park et al., 2019 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 09.01.2020, 3962-3971, offenbart ein Verfahren zur Übertragung von Wissen zwischen neuronalen Netzen, das in einem Lehrer-Modell erworben wurde und auf ein Schüler-Modell übertragen werden soll. Das Schüler-Modell ist in der Regel kleiner als das Lehrer-Modell. Bei dem Verfahren werden gegenseitige Beziehungen von Datenbeispielen übertragen, anstatt dass das Schüler-Modell durch das Lehrer-Modell vorgegebene Ausgabe-Aktivierungen einzelner Datenbeispiele imitiert.The publication "Relational Knowledge Distillation", Wonpyo Park et al., 2019 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 01/09/2020, 3962-3971, discloses a method for transferring knowledge between neural networks, which is described in was acquired in a teacher model and is to be transferred to a student model. The student model is usually smaller than the teacher model. In the method, mutual relationships of data samples are transmitted, rather than the student model imitating output activations of individual data samples given by the teacher model.

Die bekannten Verfahren sind entweder ausgebildet, ein neuronales Netz zu komprimieren, oder aber das neuronale Netz zu robustifizieren. Soweit im Stand der Technik sowohl die Komprimierung als auch die Robustifizierung behandelt wird, werden die entsprechenden Komprimierungs- und Robustifizierungsmethoden nacheinander angewendet. Aus dieser sequentiellen Anwendung resultierende neuronale Netze sind jedoch oft weniger robust als neuronale Netze, welche nicht zuvor komprimiert wurden. Die sequentielle Ausführung der Robustifizierungs- und Komprimierungsmethoden führt somit also zu einer nachteiligen Prädiktions-Güte der neuronalen Netze.The known methods are either designed to compress a neural network or else to robustify the neural network. Insofar as both compression and robustification are dealt with in the prior art, the corresponding compression and robustification methods are applied in succession. However, neural networks resulting from this sequential application are often less robust than neural networks that have not been previously compressed. The sequential execution of the robustification and compression methods thus leads to a disadvantageous prediction quality of the neural networks.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, wobei Sensordaten mindestens einem in einer Datenverarbeitungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs ausgeführten neuronalen Netz zugeführt werden, wobei das mindestens eine neuronale Netz aus den Sensordaten Ausgabedaten erzeugt, welche Informationen über ein Umfeld des Kraftfahrzeugs umfassen, wobei das mindestens eine neuronale Netz ein robustifiziertes, komprimiertes neuronales Netz ist, welches gegenüber bekannten sequentiell robustifizierten und komprimierten neuronalen Netzen eine verbesserte Robustheit aufweist.The present invention is based on the object of providing a method for environment recognition for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle, with sensor data being fed to at least one neural network implemented in a data processing device of a motor vehicle, with the at least one neural network generating output data from the sensor data, which information about an environment of the motor vehicle, wherein the at least one neural network is a robustified, compressed neural network, which has improved robustness compared to known sequentially robustified and compressed neural networks.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Verfahren zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei Sensordaten mindestens einem in einer Datenverarbeitungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs ausgeführten neuronalen Netz zugeführt werden, wobei das mindestens eine neuronale Netz aus den Sensordaten Ausgabedaten erzeugt, welche Informationen über ein Umfeld des Kraftfahrzeugs umfassen, wobei das mindestens eine neuronale Netz ein robustifiziertes, komprimiertes neuronales Netz ist, wobei das robustifizierte, komprimierte neuronale Netz erhalten wird, indem mittels eines Kompressionsverfahrens aus einem für ein Verfahren zur Umfelderkennung trainierten, als tiefes neuronales Netz ausgebildeten Baseline-Modell ein komprimiertes Schüler-Netz erstellt wird und wobei mittels eines Robustifizierungsverfahrens aus dem Baseline-Modell ein robustifiziertes Lehrer-Netz erstellt wird, wobei das komprimierte Schüler-Netz in einem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren anhand des robustifizierten Lehrer-Netzes trainiert wird, wobei das komprimierte Schüler-Netz in dem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren nachtrainiert wird.In order to achieve the object on which the invention is based, a method for environment recognition for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle is proposed, with sensor data being fed to at least one neural network implemented in a data processing device of a motor vehicle, with the at least one neural network generating output data from the sensor data, which information about an environment of the motor vehicle, wherein the at least one neural network is a robustified, compressed neural network, wherein the robustified, compressed neural network is obtained by using a compression method from a trained for a method for environment recognition baseline designed as a deep neural network model, a compressed student network is created and a robustified teacher network is created from the baseline model by means of a robustification method, with the compressed student network is trained in a teacher-student training method using the robustified teacher network, the compressed student network being retrained in the teacher-student training method.

Das Verfahren kann für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Bei den teilautonomen Fahrfunktionen kann es sich um Funktionen niedriger Autonomiestufen handeln. Diese können beispielsweise einen Abstandregeltempomat oder automatische Einpark- oder Spurhaltesysteme betreffen. Das Verfahren zur Umfelderkennung kann jedoch auch für hoch- oder vollautonome Fahrfunktionen eingesetzt werden, bei denen das Kraftfahrzeug mit nur geringem menschlichen Eingreifen oder vollständig ohne menschliches Eingreifen Fahraufgaben erfüllt.The method can be used for partially autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle. The semi-autonomous driving functions can be functions with low levels of autonomy. These can relate, for example, to adaptive cruise control or automatic parking or lane-keeping systems. However, the method for detecting the surroundings can also be used for highly or fully autonomous driving functions in which the motor vehicle performs driving tasks with only little human intervention or completely without human intervention.

Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, um ein Hybridelektrokraftfahrzeug oder um ein batterieelektrisches Fahrzeug handeln.The motor vehicle can be a motor vehicle with an internal combustion engine, a hybrid electric vehicle or a battery electric vehicle.

Die Sensordaten werden bevorzugt mittels Sensoren, insbesondere Umgebungssensoren, des Kraftfahrzeugs erfasst. Bei den Sensoren kann es sich um Kameravorrichtungen, Radar- oder Lidarvorrichtungen und weitere für die Umfelderkennung geeignete Sensoren handeln.The sensor data are preferably recorded by means of sensors, in particular environmental sensors, of the motor vehicle. The sensors can be camera devices, radar or lidar devices directions and other sensors suitable for detecting the environment.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Ausgabedaten in einem System für teilautonomes oder autonomes Fahren, beispielsweise in einem Fahrerassistenzsystem, weiterverarbeitet werden.Provision is preferably made for the output data to be further processed in a system for semi-autonomous or autonomous driving, for example in a driver assistance system.

Zur Inferenzzeit (Ausgabe von Prädiktionen), das heißt zur Zeit der Durchführung des Verfahrens in einem Kraftfahrzeug, empfängt die Datenverarbeitungsvorrichtung, beispielsweise ein Computer, des Kraftfahrzeugs die Sensordaten der Sensoren und führt diese als Eingangsdaten dem mindestens einen neuronalen Netz zu, welches die Ausgabedaten berechnet. Die Sensor- bzw. Eingangsdaten können zunächst mehrere Prä-Prozessierungsschritte durchlaufen, bevor diese an das neuronale Netz weitergegeben werden.At the inference time (output of predictions), i.e. at the time the method is carried out in a motor vehicle, the data processing device, for example a computer, of the motor vehicle receives the sensor data from the sensors and feeds them as input data to the at least one neural network, which calculates the output data . The sensor or input data can first go through several pre-processing steps before they are passed on to the neural network.

Das mindestens eine neuronale Netz ist als ein robustifiziertes und komprimiertes neuronales Netz ausgebildet, welches zuvor, das heißt vor der Inferenzzeit, in einem vorangehenden Verfahrensschritt aus einem als tiefes neuronales Netz ausgebildeten Baseline-Modell gewonnen wird.The at least one neural network is embodied as a robustified and compressed neural network which is obtained beforehand, ie before the inference time, in a previous method step from a baseline model embodied as a deep neural network.

Das Baseline-Modell wird dafür zunächst anhand von Trainingsdaten für eine Umfelderkennung trainiert. Aus dem Baseline-Modell wird dann mittels eines Kompressionsverfahrens ein komprimiertes Schüler-Netz (student net) erstellt. Parallel dazu wird aus dem unkomprimierten Baseline-Modell mittels eines Robustifizierungsverfahrens ein robustifiziertes Lehrer-Netz (teacher net) erstellt.For this purpose, the baseline model is first trained using training data for environment recognition. A compressed student net is then created from the baseline model using a compression method. At the same time, a robust teacher net is created from the uncompressed baseline model using a robust method.

Anschließend wird das komprimierte Schüler-Netz in einem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren anhand des robustifizierten Lehrer-Netzes trainiert. Auf diese Weise werden die Robustheitseigenschaften des Lehrer-Netzes auf das Schüler-Netz übertragen. Das anhand des robustifizierten Lehrer-Netzes trainierte komprimierte Schüler-Netz wird dann als neuronales Netz in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet.The compressed student network is then trained in a teacher-student training method using the robustified teacher network. In this way, the robustness properties of the teacher's network are transferred to the student's network. The compressed student network trained using the robustified teacher network is then used as a neural network in the method according to the invention.

Das so erhaltene robustifizierte, komprimierte neuronale Netz ist vorzugsweise hinsichtlich des Rechenzeitbedarfs und/oder des Speicherbedarfs optimiert und weist zudem die Robustheitseigenschaften des nicht komprimierten Lehrer-Netzes auf.The robust, compressed neural network obtained in this way is preferably optimized with regard to the computing time requirement and/or the memory requirement and also has the robustness properties of the non-compressed teacher network.

Wesentlich an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Schritte der Komprimierung und der Robustifizierung nicht sequentiell an dem Baseline-Modell durchgeführt werden. Vielmehr werden zwei optimierte Versionen desselben Baseline-Modells, nämlich das komprimierte Schüler-Netz und das robustifizierte Lehrer-Netz verwendet, um das robustifizierte, komprimierte neuronale Netz zu erhalten.What is essential in the method according to the invention is that the steps of compression and robustification are not carried out sequentially on the baseline model. Rather, two optimized versions of the same baseline model, namely the compressed student network and the robustified teacher network, are used to obtain the robustified compressed neural network.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das komprimierte Schüler-Netz in dem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren nachtrainiert wird.According to the invention, the compressed student network is retrained in the teacher-student training method.

Mit anderen Worten werden die Parameter des Schüler-Netzes in dem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren nicht re-initialisiert, sondern während des Lehrer-Schüler-Trainingsverfahrens bevorzugt in einem gradientenbasierten Optimierungsverfahren modifiziert. Es findet somit kein komplettes Neutraining des komprimierten Schüler-Netzes statt.In other words, the parameters of the student network are not reinitialized in the teacher-student training method, but are preferably modified in a gradient-based optimization method during the teacher-student training method. There is therefore no complete retraining of the compressed student network.

Für das Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren werden Trainingsdaten sowohl dem komprimierten Schüler-Netz als auch dem robustifizierten Lehrer-Netz zugeführt. Die Ausgabe des robustifizierten Lehrer-Netzes wird als Grundwahrheit mit der Ausgabe des Schüler-Netzes verglichen. Die Abweichung der Ausgabe des Schüler-Netzes von der Grundwahrheit des Lehrer-Netzes wird in einer Verlustfunktion (loss-function) quantifiziert. Die Parameter des Schüler-Netzes werden dann mit bekannten Lern-Verfahren angepasst, um die Verlustfunktion zu minimieren.For the teacher-student training method, training data is fed to both the compressed student network and the robustified teacher network. The output of the robustified teacher network is compared to the output of the student network as ground truth. The deviation of the output of the student network from the ground truth of the teacher network is quantified in a loss function. The parameters of the student network are then adjusted using known learning methods in order to minimize the loss function.

Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Sensordaten Bilddaten umfassen oder sind.With a further advantage it can be provided that the sensor data include or are image data.

Bevorzugt werden die Bilddaten mit einem Bildsensor oder einer Kameravorrichtung des Kraftfahrzeugs aufgenommen. Derartige Bilddaten sind insbesondere zur Beurteilung von Verkehrssituationen vorteilhaft. Die Sensordaten können jedoch auch in jeder anderen geeigneten Form vorliegen. Beispielsweise ist es möglich, dass die Sensordaten Radar- oder Lidardaten oder V2x-Daten umfassen oder sind.The image data are preferably recorded with an image sensor or a camera device of the motor vehicle. Such image data are particularly advantageous for assessing traffic situations. However, the sensor data can also be in any other suitable form. For example, it is possible that the sensor data includes or is radar or lidar data or V2x data.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das mindestens eine neuronale Netz und/oder das Baseline-Modell ein Convolutional Neural Net (CNN) ist.Provision is preferably made for the at least one neural network and/or the baseline model to be a convolutional neural network (CNN).

Convolutional Neural Nets sind besonders für die Verarbeitung von Bilddaten geeignet.Convolutional neural nets are particularly suitable for processing image data.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das mindestens eine neuronale Netz eine Objektdetektierung oder eine Bildsegmentierung durchführt.Provision is preferably made for the at least one neural network to carry out object detection or image segmentation.

Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Robustifizierungsverfahren ein „Adversarial Attack“ Trainingsverfahren, oder ein Verfahren zur Augmentierungsrobustifizierung oder ein Stabilitäts-Trainingsverfahren ist.With a further advantage, it can be provided that the robustification method is an “adversarial attack” training method, or a method for augmentation robustification, or a stability training method.

Im Rahmen eines Adversarial Attack Trainingsverfahrens werden sogenannte „Adversarial Examples“ einem neuronalen Netz zur Verfügung gestellt. Adversarial Examples sind speziell manipulierte Eingangsdaten in einem künstlichen neuronalen Netz, welches dieses absichtlich zur Fehlklassifikation verleitet.As part of an Adversarial Attack training process, so-called “Adversarial Examples” made available to a neural network. Adversarial examples are specially manipulated input data in an artificial neural network, which intentionally misleads this into misclassification.

Zur Augmentierungsrobustifizierung wird das neuronale Netz bevorzugt mit Bild-Korruptionen (Helligkeit, Rauschen, etc.) trainiert, welche bevorzugt Echtwelt-Korruption sind und in dem Einsatzbereich der neuronalen Netze auftreten.For augmentation robustness, the neural network is preferably trained with image corruptions (brightness, noise, etc.), which are preferably real-world corruption and occur in the area of application of the neural networks.

Bei einem Stability Trainingsverfahren werden die Eingangsdaten Datenaugmentationen unterworfen. Mittels eines Stability Trainingsverfahrens wird die Robustheit gegenüber Out-of-Domain-Daten erhöht.In a stability training procedure, the input data is subjected to data augmentation. Using a stability training procedure, the robustness against out-of-domain data is increased.

Es kann darüber hinaus, je nach Zielsetzung der teilautonomen oder autonomen Fahrfunktion, jedes geeignete Robustifizierungsverfahren verwendet werden.In addition, depending on the objective of the semi-autonomous or autonomous driving function, any suitable robustification method can be used.

Bevorzugt ist das Robustifizierungsverfahren derart ausgebildet, dass die Berechnung der Ausgabedaten des mindestens einen neuronalen Netzes robust gegenüber Sensorrauschen oder von Umweltbedingungen beeinflussten Sensordaten ist, wobei die Umweltbedingungen bevorzugt Schnee und/oder Nebel und/oder Helligkeitsveränderungen und/oder Bewegungsunschärfen und/oder Regen sind.The robustification method is preferably designed in such a way that the calculation of the output data of the at least one neural network is robust to sensor noise or sensor data influenced by environmental conditions, the environmental conditions preferably being snow and/or fog and/or changes in brightness and/or blurred motion and/or rain.

Zur Inferenz- oder Produktionszeit, das heißt bei der Durchführung der Umfelderkennung für teilautonome und autonome Fahrfunktionen, ist die Ausgabe des neuronalen Netzes somit unempfindlich gegenüber Abweichungen von den ursprünglichen Trainingsdaten.At the inference or production time, i.e. when carrying out the environment recognition for semi-autonomous and autonomous driving functions, the output of the neural network is therefore insensitive to deviations from the original training data.

Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass für das Robustifizierungsverfahren mit verschiedenen Datenaugmentationen versehene Trainingsdaten verwendet werden, wobei die Datenaugmentationen bevorzugt Schnee und/oder Nebel und/oder Helligkeitsveränderungen und/oder Bewegungsunschärfen betreffen.With a further advantage, it can be provided that training data provided with different data augmentations are used for the robustification method, with the data augmentations preferably relating to snow and/or fog and/or changes in brightness and/or motion blur.

Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Kompressionsverfahren ein Pruning-Verfahren und/oder ein Quantisierungsverfahren ist.With a further advantage it can be provided that the compression method is a pruning method and/or a quantization method.

Das Pruning-Verfahren kann ein Bottom-Up- oder ein Top-Down-Pruning-Verfahren sein. Bevorzugt werden im Rahmen des Pruning-Verfahrens die Parameter des Baseline-Modells hinsichtlich ihrer Wichtigkeit für die Ausgabedaten klassifiziert und es werden jene Parameter entfernt, welche den geringsten Einfluss auf die Ausgabedaten haben. Handelt es sich bei dem Baseline-Modell um ein Convolutional Neural Net, so können bevorzugt jene Filter entfernt werden, welche den geringsten Einfluss auf die Ausgabedaten haben.The pruning process can be bottom-up or top-down pruning. Within the framework of the pruning method, the parameters of the baseline model are preferably classified with regard to their importance for the output data, and those parameters which have the least influence on the output data are removed. If the baseline model is a convolutional neural net, those filters that have the least influence on the output data can preferably be removed.

Bei einem Quantisierungsverfahren werden die Datentypen der Parameter in Datentypen mit geringerem Speicherbedarf umgewandelt. Beispielsweise können als Gleitkommazahlen gespeicherte Parameter in Ganzzahlen umgewandelt werden.In a quantization process, the data types of the parameters are converted into data types that require less memory. For example, parameters stored as floating point numbers can be converted to integers.

Grundsätzlich kann je nach Zielsetzung der Kompression jedes geeignete Kompressionsverfahren verwendet werden. Es können Kompressionsverfahren eingesetzt werden, mit denen der Speicherbedarf des neuronalen Netzes verringert wird, oder es können Kompressionsverfahren eingesetzt werden, mit welchen die Rechenzeit zur Inferenz- oder Produktionszeit reduziert wird.In principle, any suitable compression method can be used, depending on the objective of the compression. Compression methods can be used with which the memory requirement of the neural network is reduced, or compression methods can be used with which the computing time for the inference or production time is reduced.

Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass das Kompressionsverfahren ausgebildet ist, den Speicherbedarf des neuronalen Netzes zu reduzieren und/oder die Rechenzeit zur Inferenzzeit zur reduzieren.It is therefore preferably provided that the compression method is designed to reduce the memory requirements of the neural network and/or to reduce the computing time for the inference time.

Besonders vorteilhaft ist, wenn mehreren neuronalen Netzen Sensordaten zugeführt werden, wobei die mehreren neuronalen Netze robustifizierte, komprimierte neuronale Netze sind, wobei die neuronalen Netze durch verschiedene Kombinationen von Robustifzierungsverfahren und Kompressionsverfahren erstellt wurden.It is particularly advantageous if sensor data is fed to a number of neural networks, with the number of neural networks being robustified, compressed neural networks, with the neural networks having been created using various combinations of robustification methods and compression methods.

So können beispielsweise aus dem Baseline-Modell durch Verwendung unterschiedlicher Kompressionsverfahren unterschiedliche Schüler-Netze erstellt werden. Ebenso können durch Verwendung unterschiedlicher Robustifizierungsverfahren unterschiedliche Lehrer-Netze erstellt werden. Das Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren kann dann mit verschiedenen Kombinationen der komprimierten Schüler-Netze und der robustifizierten Lehrer-Netze durchgeführt werden, sodass mehrere verschiedene robustifizierte, komprimierte neuronale Netze zur Verfügung stehen. Jedes dieser robustifizierten, komprimierten neuronalen Netze kann für eine bestimmte Aufgabe optimiert sein.For example, different student networks can be created from the baseline model by using different compression methods. Likewise, different teacher networks can be created by using different robustification methods. The teacher-student training method can then be performed with different combinations of the compressed student networks and the robustified teacher networks, so that several different robustified compressed neural networks are available. Each of these robustified, compressed neural networks can be optimized for a specific task.

So kann beispielsweise eines der robustifizierten, komprimierten neuronalen Netze für die Erkennung von Verkehrszeichen ausgebildet sein. Da für diese Anwendung die Rechenzeit weniger kritisch ist, kann das robustifizierte, komprimierte neuronale Netz auf den benötigten Speicherbedarf hin optimiert sein. Ein weiteres robustifiziertes neuronales Netz für die Personenerkennung kann hingegen hinsichtlich der Rechenzeit optimiert sein.For example, one of the robust, compressed neural networks can be designed to recognize traffic signs. Since the computing time is less critical for this application, the robust, compressed neural network can be optimized for the required memory requirements. On the other hand, another robustified neural network for person identification can be optimized in terms of computing time.

Bevorzugt wird bei der Durchführung des Verfahrens mindestens eines der mehreren neuronalen Netze in Abhängigkeit der Umweltbedingungen gewählt.When carrying out the method, at least one of the several neuro nal networks depending on the environmental conditions.

Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass die Verlust-Funktion des Schüler-Netzes während des Lehrer-Schüler-Trainingsverfahrens einen zusätzlichen Regularisierungsterm enthält, wobei der zusätzliche Regularisierungsterm eine Regularisierung der Parameter des Schüler-Netzes bezüglich der Parameter des Lehrer-Netzes ermöglicht.Provision is also preferably made for the loss function of the student network to contain an additional regularization term during the teacher-student training method, with the additional regularization term enabling the parameters of the student network to be regularized with respect to the parameters of the teacher network.

Bei dem Regularisierungsterm kann es sich um eine L1- oder L2-Regularisierung handeln. Andere Regularisierungsverfahren wie beispielsweise „Dropout“-Verfahren sind ebenfalls möglich.The regularization term can be an L1 or L2 regularization. Other regularization methods such as "dropout" methods are also possible.

Die Verlustfunktion des Schüler-Netzes kann auch direkt die Aktivierungen der Filter des Lehrer-Netzes berücksichtigen. Darüber hinaus können durch Anpassung der Verlustfunktion des Schüler-Netzes weitere Informationen des Lehrer-Netzes verwendet werden. Beispielsweise können Feature-Maps des Lehrer-Netzes verwendet werden.The student network loss function can also directly account for the activations of the teacher network filters. In addition, further information from the teacher network can be used by adapting the loss function of the student network. For example, feature maps of the teacher network can be used.

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Datenverarbeitungsvorrichtung, welche zur Durchführung eines vorbeschriebenen Verfahrens zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs mittels eines vorbeschriebenen robustifizierten, komprimierten neuronalen Netzes ausgebildet ist, wobei das robustifizierte, komprimierte neuronale Netz aus Sensordaten Ausgabedaten erzeugt, welche Informationen über ein Umfeld des Kraftfahrzeugs umfassen.A further solution to the problem on which the invention is based is a motor vehicle, comprising a data processing device which is designed to carry out an above-described method for environment recognition for semi-autonomous or autonomous driving functions of the motor vehicle using an above-described, robust, compressed neural network, the robust, compressed neural network generates output data from sensor data, which include information about the surroundings of the motor vehicle.

Die Erfindung wird näher anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs,
  • 2 ein Kraftfahrzeug mit einer Datenverarbeitungseinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Umfelderkennung, und
  • 3 ein Ablaufdiagramm für die Erstellung eines robustifizierten, komprimierten neuronalen Netzes.
The invention is explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:
  • 1 a flowchart for a method for detecting the environment for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle,
  • 2 a motor vehicle with a data processing device for carrying out a method for detecting the surroundings, and
  • 3 a flow chart for creating a robustified, compressed neural network.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren 100 zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs 200. 2 zeigt ein Kraftfahrzeug 200 mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung 10 zur Durchführung des Verfahrens 100 nach 1. 1 shows a flow chart for a method 100 for environment recognition for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle 200. 2 1 shows a motor vehicle 200 with a data processing device 10 for carrying out the method 100 1 .

Bei dem Verfahren 100 werden Sensordaten 11 von mindestens einem Sensor 12 des Kraftfahrzeugs 200 der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 des Kraftfahrzeugs 200 zugeführt. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 10 führt ein neuronales Netz 13 aus, welches die Sensordaten 11 entgegen nimmt und aus den Sensordaten 11 Ausgabedaten 14 erzeugt. Die Ausgabedaten 14 enthalten Informationen über das Umfeld 15 des Kraftfahrzeugs 200. Die Ausgabedaten 14 können einem Fahrerassistenzsystem 16 zugeführt werden, welches teilautonome oder autonome Fahrfunktionen ausführt.In method 100, sensor data 11 from at least one sensor 12 of motor vehicle 200 is supplied to data processing device 10 of motor vehicle 200. The data processing device 10 runs a neural network 13 which receives the sensor data 11 and generates output data 14 from the sensor data 11 . The output data 14 contain information about the surroundings 15 of the motor vehicle 200. The output data 14 can be fed to a driver assistance system 16, which carries out semi-autonomous or autonomous driving functions.

Das neuronale Netz 13 ist ein komprimiertes, robustifiziertes neuronales Netz 17, welches mit den in 3 dargestellten Verfahrensschritten erstellt wird. Zunächst wird ein als tiefes neuronales Netz 18 ausgebildetes Baseline-Modell 19 anhand von Trainingsdaten zur Umfelderkennung trainiert. Das Baseline-Modell 19 ist dabei als ein Convolutional Neural Net 20 ausgebildet. Von dem Baseline-Modell 19 werden in einem nächsten Verfahrensschritt quasi zwei Kopien 21a, 21b erzeugt. Anschließend wird die erste Kopie 21a des Baseline-Modells 19 mittels eines Robustifizierungsverfahrens robustifiziert, sodass ein robustifiziertes Lehrer-Netz 22 erhalten wird. Parallel dazu wird aus der zweiten Kopie 21b mittels eines Kompressionsverfahrens ein komprimiertes Schüler-Netz 23 erstellt.The neural network 13 is a compressed, robustified neural network 17, which with the in 3 illustrated process steps is created. First, a baseline model 19 embodied as a deep neural network 18 is trained using training data for environment recognition. The baseline model 19 is designed as a convolutional neural net 20. In a next method step, quasi two copies 21a, 21b are generated from the baseline model 19 . The first copy 21a of the baseline model 19 is then robustified using a robustification method, so that a robustified teacher network 22 is obtained. At the same time, a compressed student network 23 is created from the second copy 21b using a compression method.

Geeignete Robustifizierungsverfahren sind beispielsweise sogenannte Adversarial Attack-Trainingsverfahren oder Stability-Trainingsverfahren. Dem Baseline-Modell 19 werden mit Datenaugmentationen versehene Trainingsdaten zugeführt, und es wird darauf trainiert, den Augmentationen gegenüber unempfindlich zu sein. Derartige Datenaugmentationen können beispielsweise Umwelteinflüssen entsprechen, wie Schnee, Nebel, Helligkeitsveränderungen oder Bewegungsunschärfen. Zur Komprimierung des Baseline-Modells 19 können bekannte Kompressionsverfahren wie Pruning oder Quantisierung verwendet werden.Suitable robustification methods are, for example, so-called adversarial attack training methods or stability training methods. The baseline model 19 is supplied with training data provided with data augmentations and is trained to be insensitive to the augmentations. Such data augmentations can, for example, correspond to environmental influences such as snow, fog, changes in brightness or blurred motion. Known compression methods such as pruning or quantization can be used to compress the baseline model 19 .

In einem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren 24 wird das komprimierte Schüler-Netz 23 anhand des robustifizierten Lehrer-Netzes 22 nachtrainiert. Dabei werden dem Schüler-Netz 23 und dem Lehrer-Netz 22 dieselben Trainingsdaten zugeführt. Die Ausgabe und gegebenenfalls die Aktivierung der Schichten oder Filter des Lehrer-Netzes 22 werden dann als Basiswahrheit mit den Ausgabedaten des Schüler-Netzes 23 mittels einer Verlustfunktion des Schüler-Netzes 23 verglichen. Durch Anpassung der Parameter des Schüler-Netzes 23 wird die Verlustfunktion minimiert. Durch das Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren 24 werden die Robustheitseigenschaften des Lehrer-Netzes 22 auf das Schüler-Netz 23 übertragen. Das so robustifizierte Schüler-Netz 23 ist dann ein robustifiziertes, komprimiertes neuronales Netz 17, welches als neuronales Netz 13 in dem in 1 gezeigten Verfahren 100 zur Umfelderkennung verwendet werden kann.The compressed student network 23 is retrained using the robustified teacher network 22 in a teacher-student training method 24 . The student network 23 and the teacher network 22 are supplied with the same training data. The output and, if necessary, the activation of the layers or filters of the teacher network 22 are then compared as base truth with the output data of the student network 23 by means of a student network 23 loss function. By adjusting the parameters of the student network 23, the loss function is minimized. The robustness properties of the teacher network 22 are transferred to the student network 23 by the teacher-student training method 24 . The student network 23 robustified in this way is then a robustified, compressed neural network 17, which as a neural network 13 in 1 Method 100 shown can be used for environment recognition.

BezugszeichenlisteReference List

100100
Verfahrenprocedure
200200
Kraftfahrzeugmotor vehicle
1010
Datenverarbeitungsvorrichtungdata processing device
1111
Sensordatensensor data
1212
Sensorsensor
1313
Neuronales Netzneural network
1414
Ausgabedatenoutput data
1515
Umfeldenvironment
1616
Fahrerassistenzsystemdriver assistance system
1717
Robustifiziertes, komprimierte neuronales NetzRobustized compressed neural network
1818
Tiefes neuronales NetzDeep Neural Network
1919
Baseline-Modellbaseline model
2020
Convolutional Neural NetConvolutional Neural Net
21a21a
Erste KopieFirst copy
21b21b
Zweite KopieSecond copy
2222
Lehrer-Netzteacher network
2323
Schüler-Netzstudent network
2424
Lehrer-Schüler-TrainingsverfahrenTeacher-student training process

Claims (10)

Verfahren (100) zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen eines Kraftfahrzeugs (200), wobei Sensordaten (11) mindestens einem in einer Datenverarbeitungsvorrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs (200) ausgeführten neuronalen Netz (13) zugeführt werden, wobei das mindestens eine neuronale Netz (13) aus den Sensordaten (11) Ausgabedaten (14) erzeugt, welche Informationen über ein Umfeld (15) des Kraftfahrzeugs (200) umfassen, wobei das mindestens eine neuronale Netz (13) ein robustifiziertes, komprimiertes neuronales Netz (17) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das robustifizierte, komprimierte neuronale Netz (17) erhalten wird, indem mittels eines Kompressionsverfahrens aus einem für ein Verfahren zur Umfelderkennung trainierten, als tiefes neuronales Netz (18) ausgebildeten Baseline-Modells (19) ein komprimiertes Schüler-Netz (23) erstellt wird und wobei mittels eines Robustifizierungsverfahrens aus dem Baseline-Modell (19) ein robustifiziertes Lehrer-Netz (22) erstellt wird, wobei das komprimierte Schüler-Netz (23) in einem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren (24) anhand des robustifizierten Lehrer-Netzes (22) trainiert wird, wobei das komprimierte Schüler-Netz (23) in dem Lehrer-Schüler-Trainingsverfahren (24) nachtrainiert wird.Method (100) for environment recognition for semi-autonomous or autonomous driving functions of a motor vehicle (200), with sensor data (11) being supplied to at least one neural network (13) implemented in a data processing device (10) of a motor vehicle (200), the at least one neural network (13) generates output data (14) from the sensor data (11), which includes information about an environment (15) of the motor vehicle (200), the at least one neural network (13) being a robustified, compressed neural network (17), characterized in that the robust, compressed neural network (17) is obtained by using a compression method to create a compressed student network (23 ) is created and a robustified teacher network (22) is first created from the baseline model (19) by means of a robustification method Is ellt, wherein the compressed student network (23) is trained in a teacher-student training method (24) using the robustified teacher network (22), the compressed student network (23) in the teacher-student training method (24) is retrained. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei die Sensordaten (11) Bilddaten umfassen oder sind, und/oder wobei das mindestens eine neuronale Netz (13) und/oder das Baseline-Modell (19) ein Convolutional Neural Net (20) ist, und/oder wobei das mindestens eine neuronale Netz (13) eine Objekt-Detektierung oder eine Bild-Segmentierung durchführt.Method (100) according to claim 1 , wherein the sensor data (11) includes or is image data, and/or wherein the at least one neural network (13) and/or the baseline model (19) is a convolutional neural network (20), and/or wherein the at least one neural network (13) performs object detection or image segmentation. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Robustifizierungsverfahren ein Adversarial Attack-Trainingsverfahren, oder ein Verfahren zur Augmentierungsrobustifizierung oder ein Stabilitäts-Trainingsverfahren ist.Method (100) according to claim 1 or 2 , wherein the robustification method is an adversarial attack training method, or an augmentation robustification method, or a stability training method. Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Robustifizierungsverfahren ausgebildet ist, dass die Berechnung der Ausgabedaten (14) des mindestens einen neuronalen Netzes (13) robust gegenüber Sensorrauschen oder von Umweltbedingungen beeinflussten Sensordaten (11) ist, wobei die Umweltbedingungen bevorzugt Schnee, und/oder Nebel und/oder Helligkeitsveränderungen und/oder Bewegungsunschärfen und/oder Regen sind.Method (100) according to one of the preceding claims, wherein the robustification method is designed such that the calculation of the output data (14) of the at least one neural network (13) is robust to sensor noise or sensor data (11) influenced by environmental conditions, the environmental conditions preferably being snow , and/or fog and/or changes in brightness and/or motion blur and/or rain. Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Kompressionsverfahren ein Pruning-Verfahren und/oder ein Quantisierungsverfahren ist.Method (100) according to one of the preceding claims, wherein the compression method is a pruning method and/or a quantization method. Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Kompressionsverfahren ausgebildet ist, den Speicherbedarf des neuronalen Netzes (13) zu reduzieren und/oder die Rechenzeit zur Inferenzzeit zu reduzieren.Method (100) according to one of the preceding claims, wherein the compression method is designed to reduce the memory requirements of the neural network (13) and/or to reduce the computing time for the inference time. Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei mehreren neuronalen Netzen (13) Sensordaten (11) zugeführt werden, wobei die mehreren neuronalen Netze (13) robustifizierte, komprimierte neuronale Netze (17) sind, wobei die neuronalen Netze (13) durch verschiedene Kombination von Robustifizierungsverfahren und Kompressionsverfahren erstellt wurden.Method (100) according to one of the preceding claims, wherein a plurality of neural networks (13) sensor data (11) are supplied, wherein the plurality of neural networks (13) are robustified, compressed neural networks (17), wherein the neural networks (13) by different combinations of robustification methods and compression methods have been created. Verfahren (100) nach Anspruch 7, wobei bei der Durchführung des Verfahrens mindestens eines der mehreren neuronalen Netze (13) in Abhängigkeit der Umweltbedingungen gewählt wird.Method (100) according to claim 7 , wherein at least one of the plurality of neural networks (13) is selected depending on the environmental conditions when carrying out the method. Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Loss-Funktion des Schüler-Netzes (23) einen zusätzlichen Regularisierungsterm enthält, wobei der zusätzliche Regularisierungsterm eine Regularisierung der Parameter des Schüler-Netzes (23) bezüglich der Parameter des Lehrer-Netzes (22) ermöglicht.Method (100) according to one of the preceding claims, in which the loss function of the student network (23) contains an additional regularization term, the additional regularization term being a regularization of the parameters of the student network (23) with respect to the parameters of the teacher network ( 22) enabled. Kraftfahrzeug (200) umfassend eine Datenverarbeitungsvorrichtung (10) ausgebildet zur Durchführung eines Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche zur Umfelderkennung für teilautonome oder autonome Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs mittels eines robustifizierten, komprimierten neuronalen Netzes.Motor vehicle (200) comprising a data processing device (10) designed to carry out a method according to one of the preceding claims for environment recognition for partially autonomous or autonomous driving functions of the motor vehicle by means of a robust, compressed neural network.
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