DE102021206944B4

DE102021206944B4 - Verfahren und System zum Bewerten eines Fahrverhaltens

Info

Publication number: DE102021206944B4
Application number: DE102021206944.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gläser; Stephan Sorgatz; Holger Poppe; Hannes Rewald; Julia Kwasny
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2041-07-02
Also published as: CN115556760A; DE102021206944A1; US20230001933A1

Abstract

Verfahren zum Bewerten eines Fahrverhaltens,wobei erfasste Fahrdaten (10) mindestens eines menschlichen Fahrers oder erfasste Fahrdaten (11) mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs erhalten werden, wobei ausgehend von den erhaltenen Fahrdaten (10,11) eine Effizienzkennzahl (20,21) bestimmt wird,wobei beim Bestimmen der Effizienzkennzahl (20,21) sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz berücksichtigt werden,wobei die bestimmte Effizienzkennzahl (20,21) als Bewertungsergebnis (30) bereitgestellt wird,wobei die Fahrdaten (10,11) zumindest teilweise während einer Simulationsfahrt des mindestens einen menschlichen Fahrers und/oder des automatisiert fahrenden Fahrzeugs erfasst werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Bewerten eines Fahrverhaltens.
Ein automatisiert fahrendes Fahrzeug wird von einer zentralen Einheit gesteuert, welche die Fahraufgaben anstelle eines Fahrers ganz oder teilweise übernimmt (Self Driving System, SDS). Das SDS soll das automatisiert fahrende Fahrzeug hierbei mindestens so effizient (aus der Ego-Perspektive) durch den Verkehr steuern, wie es ein erfahrener, menschlicher Fahrer tun würde, wenn dieser ein vergleichbares Fahrzeug manuell steuern würde.
Benötigt werden also ein Verfahren und ein System, welche einerseits in Form einer Effizienzkennzahl (engl. Key Performance Indicators, KPI) festlegen, wie gut ein menschlicher Fahrer ein Fahrzeug durch den Verkehr steuern würde. Andererseits werden ein Verfahren und ein System benötigt, welche ein Verhalten des vom SDS gesteuerten automatisiert fahrenden Fahrzeugs überprüfen und bewerten können.
Aus der US 9 650 051 B2 ist ein System zum Vergleich und Auswerten autonomer Fahrten bekannt. Das System umfasst eine Eingabeschnittstelle und einen Prozessor. Die Eingabeschnittstelle ist dazu konfiguriert, während einer fahrergesteuerten Fahrt erzeugte Fahrtinformationen zu empfangen und Informationen von einem autonomen Fahrsystem in Bezug auf Aktionen zu empfangen, die das autonome Fahrsystem ausgeführt hätte, wenn es während der Fahrt die Kontrolle gehabt hätte. Der Prozessor ist dazu konfiguriert, einen Trip-Faktor der fahrergesteuerten Fahrt mit einem simulierten Trip-Faktor zu vergleichen, der aufgetreten wäre, wenn das autonome Fahrsystem die Kontrolle gehabt hätte.
Aus der DE 10 2012 021 919 A1 sind eine Scoring-Vorrichtung zur Effizienzbewertung einer mit einem Fahrzeug befahrenen Strecke, ein Verfahren zur Effizienzbewertung und ein System bekannt. In einem Mobilfunkgerät sind Beschleunigungssensoren ausgebildet, um Positions- und Beschleunigungsdaten zu erfassen, die über eine Schnittstelle der Scoring-Vorrichtung zugeführt werden, um mit den Sensordaten ein parametrisiertes Fahrzeugmodell zu berechnen.
Das Fahrzeugmodell dient zur Berechnung von Effizienzwerten der befahrenen Strecke, die mit Referenzeffizienzwerten auf Übereinstimmung verglichen und in einer grafischen Darstellung der befahrenen Strecke eingeblendet werden.
Aus der DE 10 2015 213 108 A1 ist ein Verfahren zur Bewertung der Fahrweise eines Fahrzeugführers mit einem Kraftfahrzeug, insbesondere im öffentlichen Nahverkehr bzw. im innerstädtischen Verkehr, vorzugsweise zur Anwendung bei Fahrzeugflotten, bekannt, wobei die Fahrweise beschreibende Parameter ermittelt werden, wobei als Parameter der Kraftstoffverbrauch über den Zeitverlauf hinweg ermittelt wird, wobei als weiterer Parameter die Stellung des Gaspedals über den Zeitverlauf hinweg ermittelt wird, wobei aus den ermittelten Parametern fahrzeugführerspezifische Kennwerte für eine Fahrt des Fahrzeugführers abgeleitet bzw. berechnet werden, wobei die fahrzeugführerspezifischen Kennwerte mit vordefinierten Schwellwerten verglichen werden, und wobei aus dem Vergleich der fahrzeugführerspezifischen Kennwerte mit den Schwellwerten auf die Fahrweise des Fahrzeugführers für die Fahrt geschlossen wird. Des Weiteren ist ein entsprechendes System zur Bewertung der Fahrweise eines Fahrzeugführers mit einem Kraftfahrzeug beschrieben.
Aus der DE 10 2012 216 322 A1 ist ein Informationsdisplaysystem bekannt. Dieses enthält ein Informationsdisplay, das relevante Informationen über den Betrieb eines Fahrzeugs kommuniziert. Das Informationsdisplay übermittelt einen Stand, der eine Lebensdauer oder langfristiges Fahren oder eine Betriebseffizienz des Fahrzeugs repräsentiert. Der Stand kann mittels einer Anzahl von Indikatoren numerisch oder graphisch übermittelt werden. Jeder Indikator kann einem anderen Errungenschaftsniveau entsprechen, das für effizientes Fahren oder effizientes Fahrzeugnutzverhalten erreicht wurde.
Aus der DE 10 2019 105 213 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung von Fahrzeugflotten mit mindestens einem Fahrzeug bekannt, aufweisend folgende Schritte: Erfassen mindestens einer Bewegungsgröße des mindestens einen Fahrzeugs, Ermitteln eines Fahrprofils aus der mindestens einen Bewegungsgröße, wobei das Fahrprofil eine Fahrerzuordnung aufweist. Ferner sind ein Computerprogrammprodukt, eine Vorrichtung, ein EDV-System sowie ein System bekannt.
Aus der EP 3 716 196 A1 ist ein computer-implementiertes Verfahren zur Kennzeichnung eines Fahrverhaltens bekannt, umfassend die Schritte: Erhalten von Fahrdaten einer Fahrt, wobei die Fahrdaten zumindest einem Fahrzeug zugeordnet sind; Verdichten der Fahrdaten zu einer oder mehreren Kennzahlen einer Fahrt; Speichern der verdichteten Fahrdaten, Bestimmung zumindest eines Indikators für das Fahrverhalten eines Fahrers, basierend auf gespeicherten verdichteten Fahrdaten mehrerer Fahrten eines bestimmten Zeitraums; Ausgeben des zumindest einen Indikators. In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Bestimmung des Indikators aufgrund einer maschinell gelernten Zuordnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein System zum Bewerten eines Fahrverhaltens zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Bewerten eines Fahrverhaltens zur Verfügung gestellt, wobei erfasste Fahrdaten mindestens eines menschlichen Fahrers oder erfasste Fahrdaten mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs erhalten werden, wobei ausgehend von den erhaltenen Fahrdaten eine Effizienzkennzahl bestimmt wird, wobei beim Bestimmen der Effizienzkennzahl sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz berücksichtigt werden, wobei die bestimmte Effizienzkennzahl als Bewertungsergebnis bereitgestellt wird.
Ferner wird insbesondere ein System zum Bewerten eines Fahrverhaltens geschaffen, umfassend eine Erfassungseinrichtung und eine Auswertungseinrichtung, wobei die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet ist, Fahrdaten mindestens eines menschlichen Fahrers beim Fahren eines Fahrzeugs oder Fahrdaten mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs beim Fahren zu erfassen und/oder zu erhalten, wobei die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet ist, ausgehend von den erfassten und/oder erhaltenen Fahrdaten eine Effizienzkennzahl zu bestimmen, und beim Bestimmen der Effizienzkennzahl sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz zu berücksichtigen, und die bestimmte Effizienzkennzahl als Bewertungsergebnis bereitzustellen.
Das Verfahren und das System ermöglichen es, ein Fahrverhalten eines menschlichen Fahrers oder eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs anhand von erfassten Fahrdaten quantitativ zu bewerten. Insbesondere können Fahrdaten hierzu auf Fahrten bzw. in Situationen erfasst werden, in denen das automatisiert fahrende Fahrzeug die Kontrolle innehat, das heißt, in denen sich eine von dem automatisiert fahrenden Fahrzeug ausgeführte Aktion auf eine nachfolgende Situation auswirkt. Es können ferner Fahrdaten mindestens eines menschlichen Fahrers erfasst werden, der ein (bezüglich der Eigenschaften vergleichbares) Fahrzeug auf Fahrtrouten manuell steuert. Insbesondere können Fahrdaten von einer Vielzahl von menschlichen Fahrern erfasst und im Rahmen des Verfahrens verwendet werden. Ausgehend von den erhaltenen Fahrdaten des mindestens eines menschlichen Fahrers oder den erhaltenen Fahrdaten des mindestens einen automatisiert fahrenden Fahrzeugs wird eine Effizienzkennzahl bestimmt. Beim Bestimmen der Effizienzkennzahl wird sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz berücksichtigt. Die Energieeffizienz bezeichnet hierbei eine Effizienz beim Energieumsatz („Energieverbrauch“). Die Emissionseffizienz bezeichnet hierbei insbesondere eine Effizienz bei der Emission von Schadstoffen, insbesondere von Kohlendioxid und/oder Feinstaub (hervorgerufen z.B. durch Verbrennungsrückstände und/oder Abrieb). Die bestimmte Effizienzkennzahl wird als Bewertungsergebnis bereitgestellt, insbesondere ausgegeben, beispielsweise als analoges oder digitales Signal, beispielsweise als digitales Datenpaket.
Ein Vorteil des Verfahrens und des Systems ist, dass sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz beim Bewerten berücksichtigt werden.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens und des Systems ist, dass ein Fahrverhalten eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs in Bezug auf eine Reisezeit und eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz unter realen Einsatzbedingungen, das heißt, während das automatisiert fahrende Fahrzeug die volle Kontrolle über ein Situationsgeschehen besitzt, bewertet werden kann.
Die Fahrdaten umfassen insbesondere eine Reisezeit, eine gefahrene Strecke und Werte einer Längsbeschleunigung. Die Strecke bzw. Fahrtroute kann in Streckensegmente oder Fahrtroutensegmente mit zugehörigen Reisezeiten unterteilt sein. Die Fahrdaten werden insbesondere auf einer Vielzahl von Fahrtrouten erfasst.
Das Bewerten eines Fahrverhaltens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs bezeichnet in dieser Offenbarung insbesondere ein Bewerten eines Fahrverhaltens eines Steuer- und/oder Regelsystems des automatisiert fahrenden Fahrzeugs, welches auch als Self Driving System (SDS) bezeichnet werden kann und in der Regel eine zentrale Steuereinheit umfasst. Im Rahmen dieser Offenbarung wird der Einfachheit halber jedoch nur der Begriff automatisiert fahrendes Fahrzeug verwendet.
Ein Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug. Das Fahrzeug kann grundsätzlich jedoch ein anderes Land-, Schienen-, Wasser-, Luft- oder Raumfahrzeug sein, beispielsweise ein Lufttaxi oder eine Drohne.
Eine Operationsdomäne ist insbesondere eine Operational Design Domain (ODD). Die Operationsdomäne bezeichnet hierbei insbesondere eine Art eines Umfelds, durch das das Fahrzeug gesteuert werden muss. Die Operationsdomäne kann beispielsweise die folgenden Eigenschaften betreffen: eine Art von Straßen, eine durchschnittliche Geschwindigkeit, ein Vorhandensein oder Fehlen von Ampeln, eine Verkehrsdichte, eine Art und eine Anzahl von anderen Verkehrsteilnehmern (z.B. Taxis, Busse, Lastwagen etc.), eine Tageszeit, einen Wochentag, eine Jahreszeit, eine Witterung, eine Region, ein Land etc. Ferner können auch eine Art und eine Anzahl von Hindernissen und/oder von zu absolvierenden Situationen (z.B. Kreuzung, Linksabbiegen, Rechtsabbiegen, Spurwechsel, Überholen etc.) berücksichtigt werden. Eine Operationsdomäne bildet insbesondere eine Art Referenzgebiet oder Referenzumfeld, das insbesondere repräsentativ gewählt wird für immer wiederkehrende Gebiete, Umfelder und/oder Datendomänen des Fahrzeugs.
Teile des Systems, insbesondere die Erfassungseinrichtung und/oder die Auswertungseinrichtung, können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Teile einzeln oder zusammengefasst als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder feldprogrammierbares Gatterfeld (FPGA) ausgebildet sind.
Es ist vorgesehen, dass die Fahrdaten zumindest teilweise während einer Simulationsfahrt des mindestens einen menschlichen Fahrers und/oder des automatisiert fahrenden Fahrzeugs erfasst werden. Hierdurch kann ein Aufwand beim Erfassen der Fahrdaten sowohl für die Fahrdaten des mindestens einen menschlichen Fahrers als auch für die Fahrdaten des automatisiert fahrenden Fahrzeugs reduziert werden, da beispielsweise dieselben Strecken ohne großen Aufwand mehrmals simuliert durchfahren werden können. Darüber hinaus lassen sich auch Situationen simulieren, die in der Realität nur selten auftreten. Die Simulationsfahrten können insbesondere ausgehend von Parameterwerten durchgeführt werden, die im Rahmen von durchgeführten Realfahrten und/oder ausgehend von aufgezeichneten Fahrdaten bestimmten wurden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Simulation ausgehend von erfassten Fahrdaten und/oder aufgezeichneten Fahrdaten erzeugt wird, beispielsweise indem Parameter (Streckenverlauf, Verkehrsdichte etc.) von simulierten Situationen entlang einer simulierten Strecke ausgehend von diesen erfassten und/oder aufgezeichneten Fahrdaten bestimmt werden. Auch hier kann ein Pool von menschlichen Fahrern vorgesehen sein, um auf diese Weise Fahrdaten für ein gemitteltes menschliches Fahrverhalten zu erhalten. Die Fahrer können hierzu insbesondere derart ausgewählt werden, dass diese repräsentativ für eine spätere Nutzergruppe des automatisiert fahrenden Fahrzeugs sind. Die Simulationsfahrten werden insbesondere in für ein späteres Anwendungsgebiet des automatisiert fahrenden Fahrzeugs repräsentativen Operationsdomänen durchgeführt.
Je nachdem, wie die Eingangsdaten des automatisiert fahrenden Fahrzeugs zum Durchführen der Simulationsfahrten bereitgestellt werden müssen, ergeben sich die folgenden Möglichkeiten: Erwartet das automatisiert fahrende Fahrzeug (d.h. das SDS) als Eingangsinformationen Objektlisten aus einem Umfeldmodell, so genügt es, im Rahmen der Simulation eine zeitliche Veränderung von Einträgen des Umfeldmodells über die jeweils abzufahrende Fahrtroute den aufgezeichneten Umfeldmodellinformationen aus den Realfahrten nachzubilden. Erwartet das automatisiert fahrende Fahrzeug (d.h. das SDS) Sensordaten als Eingangssignale, weil beispielsweise eine Sensordatenfusion für ein internes Umfeldmodell vorgenommen wird, so müssen die Sensordaten aus den Realfahrten nachgebildet werden. Das automatisiert fahrende Fahrzeug (d.h. das SDS) fährt im Simulator die Fahrtrouten ab. Eine Anzahl der Fahrten ist idealerweise so gewählt, dass diese statistisch repräsentativ sind. Während dieser Fahrten wird die Länge jeder Route ermittelt und eine hierfür jeweils benötigte Reisezeit erfasst (gemessen) oder bestimmt. Ebenso werden in periodischen zeitlichen Abständen Werte einer Längsbeschleunigung bestimmt. Zur Plausibilisierung der so erfassten und/oder bestimmten Werte sollten diese mit den jeweiligen Werten aus den Realfahrten verglichen werden. Gegebenenfalls können die Simulationsparameter angepasst werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für Fahrdaten mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder für Fahrdaten mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs bestimmte Effizienzkennzahlen, insbesondere paarweise, miteinander verglichen werden, wobei ein Vergleichsergebnis als Bewertungsergebnis bereitgestellt wird. Hierdurch können bestimmte Effizienzkennzahlen miteinander verglichen werden, sodass beispielsweise ein Fahrverhalten eines automatisiert fahrendes Fahrzeugs (bzw. des SDS) mit einem Fahrverhalten eines menschlichen Fahrers und/oder mit einem Fahrverhalten eines anderen automatisiert fahrenden Fahrzeugs (bzw. des SDS) verglichen werden kann. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass als Referenz das Fahrverhalten mindestens eines menschlichen Fahrers verwendet wird, wobei insbesondere darauf abgezielt wird, dass ein automatisiert fahrendes Fahrzeug in Bezug auf die Effizienzkennzahl, insbesondere in Bezug auf eine Reisezeit und eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz, mindestens so gut wie der mindestens eine menschliche Fahrer, bevorzugt sogar besser, fährt.
Die dem Vergleich zugrunde liegenden Fahrdaten des mindestens einen menschlichen Fahrers und/oder des mindestens einen automatisiert fahrenden Fahrzeugs müssen hierbei nicht auf den gleichen Fahrtrouten erfasst werden, sondern können auch von unterschiedlichen Fahrtrouten stammen. Insbesondere müssen die Umfelder und Situationen, in denen die Fahrdaten erfasst werden (oder erfasst wurden), jedoch miteinander vergleichbar sein, das heißt, diese müssen in der gleichen Operationsdomäne (engl. Operational Design Domain) erfasst worden sein, um dem Vergleichsergebnis Aussagekraft zu verleihen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Effizienzkennzahl für verschiedene Operationsdomänen bestimmt und jeweils als operationsdomänenabhängiges Bewertungsergebnis bereitgestellt wird. Hierdurch kann ein Fahrverhalten in Abhängigkeit der Operationsdomäne bewertet werden. Ähnlich wie dies bei Angaben zum Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen üblich ist, erlaubt es die Unterscheidung nach Operationsdomänen, beispielsweise das Fahrverhalten in den folgenden Operationsdomänen zu bewerten: innerorts, außerorts und „kombiniert“ oder Landstraße, Autobahn, Stadt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Maß für die Reisezeit eine Summe von Reisezeiten aller berücksichtigten Fahrtrouten verwendet wird. Dies ermöglicht es insbesondere das Fahrverhalten über längere Strecken und unabhängig von einer konkret abgefahrenen Strecke zu bewerten. Insbesondere kann die Summe hierbei normiert werden, sodass auch Reisezeiten für Strecken unterschiedlicher Länge miteinander verglichen werden können. Beispielsweise kann die Reisezeit mittels des folgenden Ausdrucks berücksichtigt werden: $\frac{L}{T \cdot | R |} \sum_{r \in R} \frac{t_{r}}{l_{r}}$
hierbei sind:

L: eine Gesamtlänge aller referenzierten Fahrtrouten r,
T: eine Gesamtreisezeit zum Abfahren aller referenzierten Fahrtrouten r,
R: eine Menge aller referenzierten Fahrtrouten r,
|R|: eine Anzahl der referenzierten Fahrtrouten r,
r: eine Fahrtroute aus der Menge aller referenzierten Fahrtrouten R,
tr: eine benötigte Reisezeit zum Abfahren der Fahrtroute r,

lr: eine Länge der Fahrtroute r.

Der Vorfaktor dient der Normierung, sodass der Ausdruck nur Werte zwischen 0 und 1 annehmen kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Maß für die Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz eine Summe aller positiven Längsbeschleunigungen auf allen berücksichtigten Fahrtrouten verwendet wird. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz berücksichtigt werden, da häufiges und starkes Beschleunigen in Längsrichtung mehr Energie umsetzt und/oder mehr Emissionen (Schadstoffe) erzeugt als weniger häufiges und schwächeres Beschleunigen. Auch diese Summe kann normiert werden. Beispielsweise kann die Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz mittels des folgenden Ausdrucks berücksichtigt werden: $\frac{T}{L \cdot | R |} \sum_{r \in R} \sum_{t = 0}^{t_{r}} m a x (a_{r} (t),0) Δ t$
hierbei sind (neben den bereits eingeführten Größen):

ar(t): ein gemessener Beschleunigungswert zum Zeitpunkt t,
Δt: ein Zeitintervall, in welchem ein Messwert erfasst wird (Messperiode).

Der Vorfaktor dient der Normierung, sodass der Ausdruck nur Werte zwischen 0 und 1 annehmen kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Reisezeit und die Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz beim Bestimmen der Effizienzkennzahl gewichtet berücksichtigt werden. Hierdurch kann ein Gewicht der jeweiligen Anteile geändert werden. Dies kann beispielsweise ausgehend von individuellen Präferenzen erfolgen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, beim Bewerten unterschiedliche Gewichtungskategorien zu verwenden und ein Bewertungsergebnis jeweils für die gewählten Gewichtungskategorien bereitzustellen. So kann die Gewichtung beispielsweise für einen Fahrer (oder einen Passagier) mit einer Präferenz für eine sportliche Fahrweise anders sein als für einen Fahrer (oder einen Passagier) mit einer Präferenz für eine komfortablere Fahrweise.
Unter Verwendung der voranstehenden Ausdrücke für die Reisezeit und die Energieeffizienz ergibt sich dann für die Effizienzkennzahl I_eff insbesondere: $I_{e f f} = w \cdot \frac{L}{T \cdot | R |} \sum_{r \in R} \frac{t_{r}}{l_{r}} + (1 - w) \cdot \frac{T}{L \cdot | R |} \sum_{r \in R} \sum_{t = 0}^{t_{r}} m a x (a_{r} (t),0) Δ t$
hierbei ist w ein Gewichtungsfaktor aus dem Intervall [0, 1]. Durch die Normierung liegt ein resultierender Wert für I_eff zwischen 0 und 1, wobei ein Wert von 0 „gut“ bedeutet und ein Wert von 1 „schlecht“ (grundsätzlich kann auch eine umgekehrte Darstellung gewählt werden). Die Effizienzkennzahl I_eff stellt eine Metrik für eine Effizienz des Fahrverhaltens aus egoistischer Sicht des Fahrzeugs bereit, das heißt, ein Einfluss des Verhaltens des Fahrzeugs (egal ob manuell oder automatisiert gesteuert) auf das Umfeld und insbesondere auf andere Verkehrsteilnehmer wird nicht berücksichtigt und geht daher auch nicht in die Bewertung ein.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erfassten Fahrdaten zumindest teilweise ausgehend von während mindestens einer historischen Realfahrt mindestens eines menschlichen Fahrers aufgezeichneten Fahrdaten bereitgestellt werden. Hierdurch können historische Fahrdaten beim Bestimmen der Effizienzkennzahl berücksichtigt und nutzbar gemacht werden. Solche historischen Fahrdaten können beispielsweise auch aus (angereicherten) Straßenkarten abgeleitet werden. Dort sind meistens nicht nur statische Attribute wie eine Höchstgeschwindigkeit oder eine Fahrspuranzahl hinterlegt, sondern zusätzlich gegebenenfalls auch Geschwindigkeitsprofile wie z.B. Floating Car-Daten (typischerweise tag- und tageszeitabhängig bzw. aufgelöst nach Tag und Tageszeit). Anhand dieser Daten lässt sich beispielsweise eine tatsächliche Reisezeit für ein Straßensegment oder Fahrtroutensegment bestimmen. Aus der tatsächlichen Reisezeit und einer Länge eines zugehörigen Segments lässt sich eine durchschnittliche Geschwindigkeit bestimmen. Eine Änderung der Geschwindigkeit zum nächsten Segment kann zum Bestimmen einer durchschnittlichen Beschleunigung verwendet werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fahrdaten zumindest teilweise während einer Realfahrt mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs erfasst werden Hierdurch können Fahrdaten in real auftretenden Situationen erfasst und zum Bestimmen der Effizienzkennzahlen nutzbar gemacht werden. Auch können die Fahrdaten für nachfolgende Simulationen ausgewertet werden, um realitätsgetreue Parameter für die Simulation zu sammeln und/oder zu bestimmen. Während einer Realfahrt werden insbesondere Rahmenbedingungen qualitativ festgehalten: eine Verkehrsdichte, eine Art und eine Anzahl von Verkehrsteilnehmern sowie weitere potentielle Störeinflüsse. Parallel hierzu wird eine Länge jeder berücksichtigten Fahrtroute (oder Segmenten hiervon) bestimmt und eine hierfür benötigte Reisezeit erfasst (gemessen). Ebenso werden in regelmäßigen zeitlichen Abständen Werte einer Längsbeschleunigung erfasst. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass Realfahrten von einem Pool an Fahrern durchgeführt wird, um auf diese Weise Fahrdaten für ein gemitteltes menschliches Fahrverhalten zu erhalten. Die Fahrer sind oder werden hierzu insbesondere derart gewählt, dass diese repräsentativ für eine spätere Nutzergruppe des automatisiert fahrenden Fahrzeugs sind.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Bestimmen der Effizienzkennzahl zusätzlich ein Fahrkomfort berücksichtigt wird. Hierdurch kann der Fahrkomfort in der Effizienzkennzahl abgebildet werden und zur Bewertung des Fahrverhaltens des mindestens einen menschlichen Fahrers und/oder des automatisiert fahrenden Fahrzeugs herangezogen werden. Ein Komfort kann beispielsweise zusätzlich oder alternativ zu einer Längsbeschleunigung auch ausgehend von einer Querbeschleunigung bestimmt werden, denn in der Regel ist das Komfortempfinden umso größer, je geringer eine Querbeschleunigung ist. Die Reisezeit, die Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz und der Komfort werden insbesondere gewichtet berücksichtigt. Hierdurch lässt sich ein jeweiliger Einfluss auf die Effizienzkennzahlen individuell einstellen.
Weitere Merkmale zur Ausgestaltung des Systems ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile des Systems sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Verfahrens.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems zum Bewerten eines Fahrverhaltens;
2 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Bewerten eines Fahrverhaltens.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems 1 zum Bewerten eines Fahrverhaltens gezeigt. Das System 1 umfasst eine Erfassungseinrichtung 2 und eine Auswertungseinrichtung 4. Das in dieser Offenbarung beschriebene Verfahren wird nachfolgend anhand des Systems 1 näher erläutert.
Die Erfassungseinrichtung 2 und die Auswertungseinrichtung 4 können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Die Erfassungseinrichtung 2 kann in einem manuell steuerbaren Fahrzeug oder einem automatisiert fahrenden Fahrzeug angeordnet sein.
Die Erfassungseinrichtung 2 ist dazu eingerichtet, Fahrdaten 10 mindestens eines menschlichen Fahrers beim Fahren eines Fahrzeugs oder Fahrdaten 11 mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs beim Fahren zu erfassen und/oder zu erhalten. Die Fahrdaten 10, 11 umfassen insbesondere zumindest eine Länge von Fahrtrouten und eine jeweils zugehörige Reisezeit sowie Werte einer Längsbeschleunigung.
Die Auswertungseinrichtung 4 umfasst ein erstes Modul 4-1. Das erste Modul 4-1 ist dazu eingerichtet, ausgehend von den erfassten und/oder erhaltenen Fahrdaten 10,11 eine Effizienzkennzahl 20 zu bestimmen, und beim Bestimmen der Effizienzkennzahl 20 sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz zu berücksichtigen, und die bestimmte Effizienzkennzahl 20 als Bewertungsergebnis 30 bereitzustellen.
Es kann vorgesehen sein, dass für Fahrdaten 10 mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder für Fahrdaten 11 mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs bestimmte Effizienzkennzahlen 20, 21, insbesondere paarweise, miteinander verglichen werden, wobei ein Vergleichsergebnis 31 als Bewertungsergebnis 30 bereitgestellt wird. Hierzu kann die Auswertungseinrichtung 4 ein zweites Modul 4-2 und ein drittes Modul 4-3 aufweisen. Das zweite Modul 4-2 ist wie das erste Modul 4-1 dazu eingerichtet, ausgehend von den erfassten und/oder erhaltenen Fahrdaten 11 mindestens eines menschlichen Fahrers oder mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs eine Effizienzkennzahl 21 zu bestimmen, und beim Bestimmen der Effizienzkennzahl 21 sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz zu berücksichtigen. Das dritte Modul 4-3 vergleicht die bestimmten Effizienzkennzahlen 20, 21 miteinander. Ausgehend von einem Vergleichsergebnis bewertet das dritte Modul 4-3 beispielsweise das Fahrverhalten eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs und stellt das Vergleichsergebnis 31 als Bewertungsergebnis 30 bereit. Das Bereitstellen kann beispielsweise ein Ausgeben in Form eines analogen oder digitalen Signals, beispielsweise in Form eines digitalen Datenpakets, umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass die bestimmten Effizienzkennzahlen 20, 21 ebenfalls bereitgestellt, insbesondere ausgegeben, werden. Es können hierzu auch weitere Erfassungseinrichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen sein, mit denen die Fahrdaten 10, 11 erfasst werden können.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass als Maß für die Reisezeit eine Summe von Reisezeiten aller berücksichtigten Fahrtrouten verwendet wird. Es kann vorgesehen sein, dass als Maß für die Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz eine Summe aller positiven Längsbeschleunigungen auf allen berücksichtigten Fahrtrouten verwendet wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Reisezeit und die Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz beim Bestimmen der Effizienzkennzahlen gewichtet berücksichtigt werden. Beispielsweise wird die in der allgemeinen Beschreibung angegebene Gleichung zum Bestimmen der jeweiligen Effizienzkennzahlen 20, 21 verwendet.
Es kann vorgesehen sein, dass die Effizienzkennzahl 20,21 für verschiedene Operationsdomänen bestimmt und jeweils als operationsdomänenabhängiges Bewertungsergebnis 30 bereitgestellt wird. Auch ein operationsdomänenabhängiges Vergleichsergebnis 31 kann als Bewertungsergebnis 30 bereitgestellt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die erfassten Fahrdaten 10, 11 zumindest teilweise ausgehend von während mindestens einer historischen Realfahrt mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs aufgezeichneten Fahrdaten 12 bereitgestellt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Fahrdaten 10,11 zumindest teilweise während einer Realfahrt mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs erfasst werden.
Es ist vorgesehen, dass die Fahrdaten 10,11 zumindest teilweise während einer Simulationsfahrt des mindestens einen menschlichen Fahrers und/oder des automatisiert fahrenden Fahrzeugs erfasst werden.
Es ist vorgesehen, dass das System 1 zum Durchführen der Simulationsfahrten eine Simulationseinrichtung 5 aufweist. Die Simulationseinrichtung 5 kann insbesondere mit anhand von Realfahrten bestimmten Parametern parametriert werden. Die Simulationseinrichtung 5 simuliert insbesondere ein Umfeld des Fahrzeugs und stellt entsprechend simulierte Objektlisten aus dem Umfeld und/oder simulierte Sensordaten bereit. Der menschliche Fahrer und/oder das automatisiert fahrende Fahrzeug (d.h. das SDS) fahren dann in einem solchen simulierten Umfeld des Fahrzeugs, wobei hierdurch die Fahrdaten 10, 11 erzeugt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass beim Bestimmen der Effizienzkennzahl 20, 21 zusätzlich ein Fahrkomfort berücksichtigt wird. Dies kann beispielweise durch Berücksichtigen einer Längsbeschleunigung und/oder einer Querbeschleunigung als Maß für einen Fahrkomfort erfolgen. Beispielsweise kann hierfür ein mathematischer Ausdruck gewählt werden, der grundsätzlich dem in der allgemeinen Beschreibung mit Bezug auf die Längsbeschleunigung in Zusammenhang mit der Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz beschriebenen Ausdruck entspricht, wobei die Querbeschleunigung zusätzlich berücksichtigt wird oder, alternativ, die Längsbeschleunigung durch die Querbeschleunigung ersetzt wird.
In 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Bewerten eines Fahrverhaltens gezeigt.
In einer Maßnahme 100 werden erfasste Fahrdaten mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeug erhalten.
In einer Maßnahme 101 wird ausgehend von den erhaltenen Fahrdaten eine Effizienzkennzahl bestimmt, wobei beim Bestimmen der Effizienzkennzahl sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz berücksichtigt wird. Das Bestimmen kann in Ausführungsformen erfolgen, wie diese bereits mit Bezug auf die 1 beschrieben wurden.
In Maßnahme 102 wird die bestimmte Effizienzkennzahl als Bewertungsergebnis bereitgestellt, beispielsweise als analoges oder digitales Signal, beispielsweise als digitales Datenpaket.
Es kann in einer Maßnahme 103 vorgesehen sein, dass mindestens ein automatisiertes Fahrzeug (insbesondere ein zugehöriges SDS) ausgehend von dem bereitgestellten Bewertungsergebnis konfiguriert wird. Beispielsweise kann das Bewertungsergebnis mit einem Schwellenwert verglichen werden. In Abhängigkeit eines Vergleichsergebnisses kann die Konfiguration geändert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, in Abhängigkeit des (operationsdomänenabhängigen) Bewertungsergebnisses mindestens eine automatisierte Fahrfunktion freizuschalten und/oder zu deaktivieren und/oder hinsichtlich eines Funktionsumfangs zu konfigurieren.
Es kann vorgesehen sein, dass für Fahrdaten mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder für Fahrdaten mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs bestimmte Effizienzkennzahlen miteinander verglichen werden, wobei ein Vergleichsergebnis als Bewertungsergebnis bereitgestellt wird. Hierzu werden die Maßnahmen 100 bis 102 insbesondere für Fahrdaten mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs ausgeführt und die Maßnahmen 200 bis 202 für Fahrdaten mindestens eines menschlichen Fahrers, wobei die Maßnahmen 200 bis 202 den Maßnahmen 100 bis 102 entsprechen. In einer Maßnahme 300 werden die jeweils resultierenden Effizienzkennzahlen miteinander verglichen und ein Vergleichsergebnis wird als Bewertungsergebnis bereitgestellt. Dies ermöglicht es insbesondere, ein automatisiert fahrendes Fahrzeugs (insbesondere ein zugehöriges SDS) gegenüber einem menschlichen Fahrverhalten zu bewerten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, ein Fahrverhalten von automatisiert fahrenden Fahrzeugen (z.B. unterschiedlichen Typs und/oder unterschiedlichen Entwicklungstandes) auf diese Weise miteinander zu vergleichen. Die Maßnahme 103 kann auch nach Durchführen der Maßnahme 300 ausgeführt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens ein automatisiertes Fahrzeug (insbesondere ein zugehöriges SDS) ausgehend von dem als Bewertungsergebnis bereitgestellten Vergleichsergebnis konfiguriert wird.
Bezugszeichenliste

1: System
2: erste Erfassungseinrichtung
4: Auswertungseinrichtung
4-1: erstes Modul
4-2: zweites Modul
4-3: drittes Modul
10: Fahrdaten
11: Fahrdaten
12: aufgezeichnete Fahrdaten
20: Fahrereffizienzkennzahl
21: Fahrzeugeffizienzkennzahl
30: Bewertungsergebnis
31: Vergleichsergebnis
100-103: Maßnahmen des Verfahrens
200-203: Maßnahmen des Verfahrens
300: Maßnahme des Verfahrens

Claims

Verfahren zum Bewerten eines Fahrverhaltens, wobei erfasste Fahrdaten (10) mindestens eines menschlichen Fahrers oder erfasste Fahrdaten (11) mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs erhalten werden, wobei ausgehend von den erhaltenen Fahrdaten (10,11) eine Effizienzkennzahl (20,21) bestimmt wird, wobei beim Bestimmen der Effizienzkennzahl (20,21) sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz berücksichtigt werden, wobei die bestimmte Effizienzkennzahl (20,21) als Bewertungsergebnis (30) bereitgestellt wird, wobei die Fahrdaten (10,11) zumindest teilweise während einer Simulationsfahrt des mindestens einen menschlichen Fahrers und/oder des automatisiert fahrenden Fahrzeugs erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für Fahrdaten (10) mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder für Fahrdaten (11) mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs bestimmte Effizienzkennzahlen (20,21) miteinander verglichen werden, wobei ein Vergleichsergebnis (31) als Bewertungsergebnis (30) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Effizienzkennzahl (20,21) für verschiedene Operationsdomänen bestimmt und jeweils als operationsdomänenabhängiges Bewertungsergebnis (30) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Reisezeit eine Summe von Reisezeiten aller berücksichtigten Fahrtrouten verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz eine Summe aller positiven Längsbeschleunigungen auf allen berücksichtigten Fahrtrouten verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reisezeit und die Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz beim Bestimmen der Effizienzkennzahl (20,21) gewichtet berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Fahrdaten (10,11) zumindest teilweise ausgehend von während mindestens einer historischen Realfahrt mindestens eines menschlichen Fahrers aufgezeichneten Fahrdaten (12) bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrdaten (10,11) zumindest teilweise während einer Realfahrt mindestens eines menschlichen Fahrers und/oder eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs erfasst werden.
System (1) zum Bewerten eines Fahrverhaltens, umfassend: eine Erfassungseinrichtung (2), und eine Auswertungseinrichtung (4), wobei die Erfassungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, Fahrdaten (10) mindestens eines menschlichen Fahrers beim Fahren eines Fahrzeugs oder Fahrdaten (11) mindestens eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs beim Fahren zu erfassen und/oder zu erhalten, wobei die Auswertungseinrichtung (4) dazu eingerichtet ist, ausgehend von den erfassten und/oder erhaltenen Fahrdaten (10,11) eine Effizienzkennzahl (20,21) zu bestimmen und beim Bestimmen der Effizienzkennzahl (20,21) sowohl eine Reisezeit als auch eine Energieeffizienz und/oder Emissionseffizienz zu berücksichtigen, und die bestimmte Effizienzkennzahl (20,21) als Bewertungsergebnis (30) bereitzustellen, wobei das System (1) eine Simulationseinrichtung (5) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Simulationsfahrten durchführen zu können, sodass die Fahrdaten (10,11) zumindest teilweise während einer Simulationsfahrt des mindestens einen menschlichen Fahrers und/oder des automatisiert fahrenden Fahrzeugs erfasst werden können.