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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein System zur Verarbeitung von Daten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium nach den nebengeordneten Ansprüchen.
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Stand der Technik
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Für die Entwicklung von Fahrassistenzsystemen und Systemen für autonomes Fahren werden typischerweise während Testfahrten Messdaten erfasst und aufgezeichnet. Solche Testfahrt-Messdaten können beispielsweise Daten von im Fahrzeug befindlichen Sensoren, Daten von Fahrzeugschnittstellen und Daten aus Prozessoren in Steuergeräten im Fahrzeug, insbesondere einer zentralen Fahrzeugsteuerung oder einem Fahrzeug-Zentralsteuergerät oder anderen Prozessierungseinheiten, umfassen.
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Die erfassten und aufgezeichneten Messdaten werden typischerweise z. B. genutzt für Online-Visualisierungen im Fahrzeug, Offline-Visualisierungen im Labor, Schnittstellensimulationen, Schnittstellen-Emulationen sowie manchmal auch zur Initialisierung von Software und Hardware im Fahrzeug. Die erfassten und aufgezeichneten Daten werden vor allem für die Initialisierung im Labor verwendet. Ein typischer Ablauf ist wie folgt: für eine Simulation, zum Beispiel einen HIL-Run, wird eine Initialisierung des Simulations-/ HIL-Systems mit aufgezeichneten Daten vorgenommen, um die Startbedingungen herzustellen. Danach werden während der Simulation / HIL-Run Sensordaten eingespeist und oder eine Emulation der Sensoren vorgenommen.
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Um während Testfahrten solche benötigten Messdaten aufzuzeichnen, werden typischerweise spezielle Komponenten, Datenabgriffe und Schnittstellen in ein Testfahrzeug eingebaut, wodurch sich die Komplexität im Fahrzeug erhöht, beispielsweise durch zusätzlichen Verkabelungsaufwand. Zudem verändert der Einbau von Datenabgriffen, Schnittstellen, Komponenten und dergleichen mehr typischerweise das Verhalten des Fahrzeugs selbst, beispielsweise durch das Einführen von Verzögerungen, was dann zur Folge hat, dass die aufgezeichneten Messdaten, welche ja eigentlich so genau wie möglich das Fahrzeugverhalten wiedergeben sollen, verfälscht werden.
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Bei der Entwicklung von Fahrassistenzsystemen und Systemen für autonomes Fahren kommt es zudem sehr häufig zu Weiterentwicklungen an bereits bestehenden Systemen, beispielsweise zu Hardwareergänzungen oder Softwareupdates. Diese Weiterentwicklungen müssen dann getestet werden, um sicherzustellen, dass sie wie gewünscht funktionieren. Eine Möglichkeit, dies sicherzustellen, ist die Durchführung von Testfahrten.
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Da solche Testfahrten jedoch aufwändig und teuer sind, ist es meist vorteilhafter, solche Tests im Labor durchzuführen. Dazu gibt es ebenfalls unterschiedliche Möglichkeiten. Beispielsweise kann das Verhalten eines Fahrzeugsystems mit Hilfe von Softwaresimulationen simuliert werden, man spricht hier auch von sogenannten Software-in-the-Loop (SIL)-Systemen. Nachteilig bei solchen SIL-Systemen ist jedoch, dass sie das Systemverhalten nicht vollständig nachbilden und insbesondere ein Zeitverhalten im SIL-System häufig anders ist als ein Zeitverhalten im tatsächlichen System.
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Eine andere Möglichkeit ist das Überprüfen des Verhaltens des kompletten technischen Systems (also z. B. der tatsächlichen Hardware eines Fahrzeugsystems) im Labor. Hierbei spricht man auch von Hardware-in-the-Loop (HIL). Bei HIL-Systemen werden typischerweise über eine Schnittstellenemulation voraufgezeichnete Daten, welche mit Hilfe von realen Testfahrten gesammelt wurden, in gleicher Weise in die Schnittstellen des Systems eingespeist, wie diese während der Testfahrt vom System erfasst wurden. Mit HIL wird damit das Systemverhalten auf der Straße mit größtmöglicher Genauigkeit nachgebildet. Allerdings hat ein HIL-System den Nachteil, dass alle Schnittstellen nachgebildet (emuliert) werden müssen. Das führt zu aufwändigen zusätzlichen Systemen für die Emulation. Um zudem auch das zeitliche Verhalten nachzubilden, sollten solche Schnittstellenemulationssysteme untereinander zudem synchronisiert werden.
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Allgemeine Beschreibung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben oder zumindest zu vermindern.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein System zur Verarbeitung von Daten in einem Fahrzeug-Zentralsteuergerät, wobei das System das Fahrzeug-Zentralsteuergerät und eine zentrale Messdatenschnittstelle umfasst, wobei die zentrale Messdatenschnittstelle geeignet ist, voraufgezeichnete Daten gebündelt in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät einzuspeisen.
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Bei den voraufgezeichneten Daten handelt es sich dabei typischerweise um voraufgezeichnete Testfahrt-Messdaten, wie sie bei Testfahrten von in der Entwicklung befindlichen Fahrzeugen ermittelt werden, beispielsweise bei der Entwicklung von Fahrassistenzsystemen und/oder Systemen für autonomes Fahren. Die voraufgezeichneten Daten sind und/oder beruhen dabei typischerweise auf Daten, welche von Fahrzeugsensoren, wie Radarsensoren, Lidarsensoren, Kameras, Mikrofonen, Ultraschallsensoren, Drehzahlsensoren oder sonstigen Sensoren im Fahrzeug oder auch von Kommunikationssystemen des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
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Unter einem „Einspeisen“ ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die voraufgezeichneten Daten dem Fahrzeug-Zentralsteuergerät zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
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Unter einem „gebündelten Einspeisen“ ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die voraufgezeichneten Daten derart gebündelt (oder mit anderen Worten: zusammengefasst) werden, dass sie gemeinsam, typischerweise an einem einzigen Ort im Fahrzeug, bereitgestellt werden, und zwar bevorzugt derart, dass sich das Fahrzeug-Zentralsteuergerät zumindest im Wesentlichen so verhält, als würden die voraufgezeichneten Daten wie in einem HIL-System über die regulären Eingangsschnittstellen des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät eingespeist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch ein derartiges gebündeltes Einspeisen der voraufgezeichneten Daten in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät der Aufwand von Tests im Labor deutlich reduziert werden kann, weil nicht eine Einspeisung in jede der regulären Schnittstellen des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts notwendig ist (so wie dies typischerweise bei HIL-Systemen gemacht wird), sondern weil vielmehr über eine einzige zentrale Messdatenschnittstelle die voraufgezeichneten Daten eingespielt werden. Hierdurch kann z. B. der Verkabelungsaufwand oder der Aufwand, der für eine Zeitsynchronisation betrieben werden muss, verringert werden.
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Bei typischen Ausführungsformen ist die zentrale Messdatenschnittstelle geeignet, eine Datenaufbereitung und/oder eine Zeitsynchronisation der voraufgezeichneten Daten vorzunehmen. Hierzu umfasst die zentrale Messdatenschnittstelle typischerweise eine Datenaufbereitungs-Komponente und/oder eine Zeitsynchronisations-Komponente. Die Zeitsynchronisations-Komponente ist dabei typischerweise geeignet, alle voraufgezeichneten Daten auf eine gemeinsame Zeitbasis zu synchronisieren. Prinzipiell kann eine solche Datenaufbereitung und/oder eine solche Zeitsynchronisation jedoch auch von anderen Systemkomponenten als der zentralen Messdatenschnittstelle selbst übernommen werden. Bei typischen Ausführungsformen ist/sind die Datenaufbereitungs-Komponente und/oder die Zeitsynchronisations-Komponente in dem System zumindest teilweise mittels Computerprogrammcode implementiert.
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Bei typischen Ausführungsformen handelt es sich bei dem System um ein System zur Simulation des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts.
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Bei typischen Ausführungsformen ist die zentrale Messdatenschnittstelle geeignet, Messdaten gebündelt aus dem Fahrzeug-Zentralsteuergerät auszuspeisen.
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Bei den Messdaten handelt es sich dabei typischerweise um Testfahrt-Messdaten, wie sie bei Testfahrten von in der Entwicklung befindlichen Fahrzeugen ermittelt werden, beispielsweise bei der Entwicklung von Fahrassistenzsystemen und/oder Systemen für autonomes Fahren. Die Messdaten sind und/oder beruhen dabei typischerweise auf Daten, welche von Fahrzeugsensoren, wie Radarsensoren, Lidarsensoren, Kameras, Mikrofonen, Ultraschallsensoren, Drehzahlsensoren, Prozessordaten oder sonstigen Sensoren im Fahrzeug oder auch von Kommunikationssystemen des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Die Prozessordaten werden typischerweise bei Simulationen und/oder zur Initialisierung von HIL-Systemen oder Simulations-Systemen verwendet. Unter einer „Bereitstellung“ ist dabei prinzipiell sowohl eine Bereitstellung der Messdaten in dem System selbst als auch eine Bereitstellung der Messdaten durch das System für externe Komponenten, wie zum Beispiel eine Messdatenschnittstelle und/oder eine Messdaten-Erfassungseinrichtung und/oder eine Visualisierungseinrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung, zu verstehen. Unter einem „gebündelten Ausspeisen“ ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die Messdaten derart gebündelt (oder mit anderen Worten: zusammengefasst) werden, dass sie gemeinsam, typischerweise an einem einzigen Ort im Fahrzeug, bereitgestellt werden. Eine Vielzahl von separaten Messdatenabgriffen, beispielsweise an den Ausgängen der Fahrzeugsensoren oder Fahrzeugschnittstellen, muss somit nicht bereitgestellt werden.
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Bei typischen Ausführungsformen umfassen die Messdaten Ausgangsdaten eines Infrastruktur-Prozessors des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts und/oder die Messdaten umfassen Ausgangsdaten eines Performance-Prozessors des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts. Ein solcher Aufbau der Messdaten hat den Vorteil, dass mit Hilfe des Systems gleichzeitig die voraufgezeichneten Daten in das System eingespeist werden können, und zwar insbesondere so, als würden sie an den regulären Eingangsschnittstellen des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts, also beispielsweise Video-Schnittstellen, Kamera-Schnittstellen, Bus-Schnittstellen, Ethernet-Schnittstellen, Radar-Schnittstellen, Lidar-Schnittstellen und/oder anderen Arten von Schnittstellen, bereitgestellt, und andererseits die Ausgangsdaten der Prozessoren ausgespeist werden können. Auf diese Weise wird es ermöglicht, auf vorteilhafte Weise die Reaktion des Systems auf die eingespeisten voraufgezeichneten Daten zu analysieren. Bei typischen Ausführungsformen übernimmt der Infrastruktur-Prozessor eine oder mehrere der folgenden Funktionen: Hochstarten und Herunterfahren des Systems, Systemüberwachung (zum Beispiel Temperatur, Spannungen, Zeitverhalten und so weiter), Fahrzeugkommunikation und/oder Sicherheitsfunktionen, die der Performance-Prozessor nicht übernehmen kann. Bei typischen Ausführungsformen übernimmt der Performance-Prozessor eine oder mehrere der folgenden Funktionen: Berechnung eines Umfeld-Modells auf Basis von Umfeldsensoren und/oder Berechnen von Fahrfunktionen (zum Beispiel Fahrzeuglängsregelung und/oder Fahrzeugquerregelung auf Basis des Umfeld-Modells).
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Bei typischen Ausführungsformen umfassen die voraufgezeichneten Daten Bilddaten und/oder Kameradaten und/oder Lidardaten und/oder Radardaten und/oder Video-Link-Daten und/oder Ethernet-Daten und/oder Tondaten und/oder Ultraschalldaten und/oder Busschnittstellendaten und/oder CAN-Daten und/oder FlexRay-Daten und/oder CSI-2-Daten und/oder Prozessordaten. Bei typischen Ausführungsformen sind die Prozessordaten geeignet, bei einer Initialisierung des Systems mitzuwirken und/oder eine solche Initialisierung zu bewerkstelligen.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät zumindest eine Bus-Schnittstelle und/oder zumindest eine Ethernet-Schnittstelle und/oder zumindest eine Kamera-Schnittstelle und/oder einen Ethernet-Switch, wobei diese Schnittstellen und/oder dieser Ethernet-Switch bevorzugt geeignet sind/ist, zumindest Teile der voraufgezeichneten Daten zu empfangen und/oder zumindest Teile der Messdaten und/oder zumindest Teile der voraufgezeichneten Daten auszugeben. Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Kamera-Schnittstelle eine Video-Link-Schnittstelle. Bei typischen Ausführungsformen ist die Kamera-Schnittstelle eine Video-Link-Schnittstelle.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät zumindest einen Interposer, wobei der Interposer bevorzugt geeignet ist, zumindest Teile der voraufgezeichneten Daten, insbesondere Bilddaten, typischerweise CSI-2-Daten, zu empfangen und diese Teile der voraufgezeichneten Daten an den Performance-Prozessor auszugeben. Die Bilddaten können insbesondere Kameradaten und/oder Video-Link-Daten umfassen.
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Unter einem Interposer ist dabei insbesondere ein elektronisches Bauteil zu verstehen, welches eine elektrische Verbindung zwischen zwei oder mehr Punkten einer Platine herstellt. Eine mögliche Ausführungsform für einen solchen Interposer ist ein PCB-Substrat, wobei „PCB“ für „printed circuit board“ (zu deutsch: Leiterplatte, Platine oder gedruckte Schaltung) steht. Die Verwendung eines solchen Interposers oder einer Mehrzahl von Interposern hat den Vorteil, dass er/sie genutzt werden kann/können, um unidirektionale Schnittstellen, beispielsweise Kamera-Schnittstellen und/oder Video-Link-Schnittstellen, in einem Fahrzeug-Zentralsteuergerät zu ersetzen, so dass voraufgezeichnete Daten, welche in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät eingespeist werden, mit Hilfe des bidirektional nutzbaren Interposers umgeleitet werden können, beispielsweise zu einem Performance-Prozessor, was mit einer unidirektionalen Schnittstelle nicht möglich wäre.
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Bei typischen Ausführungsformen ist das Fahrzeug-Zentralsteuergerät derart ausgebildet, dass es von einer Messdaten-Erfass-Konfiguration in eine Prozessor-in-the-Loop-Konfiguration (auch bezeichnet als PIL-Konfiguration) überführt werden kann, wobei dieses Überführen bevorzugt zumindest teilweise dadurch bewerkstelligt wird, dass ein unidirektionaler Schnittstellenbaustein, insbesondere eine Video-Schnittstelle, durch einen Interposer ersetzt wird. Bei typischen Ausführungsbeispielen umfasst die Video-Schnittstelle eine Video-Link-Schnittstelle und/oder eine Kamera-Schnittstelle. Bei typischen Ausführungsbeispielen ist die Video-Schnittstelle eine Video-Link-Schnittstelle und/oder eine Kamera-Schnittstelle. Bei typischen Ausführungsformen werden alle unidirektionalen Schnittstellenbausteine des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts durch Interposer ersetzt. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät bis auf unidirektionale Schnittstellenbausteine an den Prozessoren keine unidirektionalen Schnittstellenbausteine. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät eine Kombination aus bidirektionalen Schnittstellen und Interposern. Unter unidirektionalen Schnittstellen sind dabei insbesondere Schnittstellen zu verstehen, welche ausschliesslich Datenflüsse in eine bestimmte Richtung erlauben. Dagegen sind unter bidirektionalen Schnittstellen dabei insbesondere Schnittstellen zu verstehen, welche Datenflüsse in zwei Richtungen erlauben.
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Eine derartige Konfiguration des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts hat den Vorteil, dass lediglich durch unterschiedliche Bestückvarianten, nämlich entweder eine Bestückung mit unidirektionalen Schnittstellen, beispielsweise Video-Schnittstellen (auch als Kamera-Schnittstellen bezeichnet), oder eine Bestückung mit Interposern, entweder eine Messdaten-Erfass-Konfiguration oder eine Prozessor-in-the-Loop-Konfiguration des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts geschaffen werden kann. Auf diese Weise ist eine aufwändige Umorganisierung des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts nicht notwendig, weil lediglich durch unterschiedliches Bestücken an bestimmten Stellen im Fahrzeug-Zentralsteuergerät entweder eine Konfiguration für Testfahrten mit Messdatenerfassung oder aber eine Konfiguration für Labortests mit gebündelter Einspeisung von voraufgezeichneten Daten realisiert werden kann.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät einen Steckverbinder, wobei das Fahrzeug-Zentralsteuergerät typischerweise derart konfiguriert ist, dass alle Messdaten und/oder alle voraufgezeichneten Daten in dem Steckverbinder zusammenlaufen, wobei die zentrale Messdatenschnittstelle bevorzugt geeignet ist, an den Steckverbinder angeschlossen zu werden.
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Bei vorteilhaften Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät eine Kamera-Schnittstellen-Aufnahme, wobei die Kamera-Schnittstellen-Aufnahme geeignet ist, entweder eine Kamera-Schnittstelle oder aber einen Interposer aufzunehmen. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät eine erste Kamera-Schnittstellen-Datenleitung, wobei die erste Kamera-Schnittstellen-Datenleitung bevorzugt die Kamera-Schnittstellen-Aufnahme mit dem Performance-Prozessor verbindet. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät eine zweite Kamera-Schnittstellen-Datenleitung, wobei die zweite Kamera-Schnittstellen-Datenleitung bevorzugt die Kamera-Schnittstellen-Aufnahme direkt oder indirekt mit der zentralen Messdatenschnittstelle verbindet, typischerweise über den Steckverbinder.
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Bei vorteilhaften Ausführungsformen umfasst das System eine Zeitsynchronisations-Einrichtung zum Synchronisieren der Messdaten und/oder der voraufgezeichneten Daten. Bei typischen Ausführungsformen umfasst die zentrale Messdatenschnittstelle die Zeitsynchronisations-Einrichtung.
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Bei typischen Ausführungsformen ist das System geeignet, die Messdaten gebündelt und/oder zusammengefasst an eine Messdaten-Erfassungseinrichtung zu übermitteln. Bei typischen Ausführungsformen ist das System geeignet, die voraufgezeichneten Daten gebündelt und/oder zusammengefasst aus der Messdaten-Erfassungseinrichtung zu beziehen. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das System die Messdaten-Erfassungseinrichtung. Bei typischen Ausführungsformen ist die Messdaten-Erfassungseinrichtung geeignet, an die zentrale Messdatenschnittstelle und/oder an das Fahrzeug-Zentralsteuergerät angeschlossen zu werden. Typischerweise ist die Messdaten-Erfassungseinrichtung geeignet, eine Aufarbeitung und/oder Speicherung und/oder Weiterleitung der Messdaten und/oder der voraufgezeichneten Daten durchzuführen. Eine Messdaten-Erfassungseinrichtung ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Beispielsweise ist es auch möglich, dass die Messdaten und/oder die voraufgezeichneten Daten lediglich in der zentralen Messdatenschnittstelle gespeichert sind und/oder an eine Datenbank versendet werden und/oder von einer Cloud bezogen werden.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst/umfassen die zentrale Messdatenschnittstelle und/oder die Messdaten-Erfassungseinrichtung einen Datenspeicher. Dies hat den Vorteil, dass die bereitgestellten Messdaten und/oder die voraufgezeichneten Daten auf einfache Weise gespeichert werden können, was eine spätere Auswertung und/oder eine Übertragung ermöglicht.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät eine Mehrzahl an Performance-Prozessoren und/oder eine Mehrzahl an Infrastruktur-Prozessoren.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst/umfassen das System und/oder das Fahrzeug-Zentralsteuergerät zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise eine oder mehrere Schnittstellenanpassungs-Komponente(n) und/oder eine oder mehrere Komponente(n) für Datenrouting und/oder Verteilung (z. B. Schnittstellen Gateway/ Switch) und/oder eine oder mehrere Komponente(n) für Signalvorverarbeitung und/oder eine oder mehrere Komponente(n) für Synchronisation von Schnittstellen, Sensoren und Prozessoren.
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Bei typischen Ausführungsformen sind die vorgenannten Vorrichtungen, Einrichtungen, Komponenten und/oder sonstige technische Mittel zumindest teilweise mittels Computerprogrammcode implementiert.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahrzeug, umfassend ein System zur Verarbeitung von Daten nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Verarbeitung von Daten in einem Fahrzeug-Zentralsteuergerät, dadurch gekennzeichnet, dass voraufgezeichnete Daten gebündelt und/oder zusammengefasst in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät eingespeist werden, wobei das Verfahren bevorzugt zumindest teilweise mittels eines Systems zur Verarbeitung von Daten nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen ausgeführt wird.
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Bei typischen Ausführungsformen wird das Verfahren zumindest teilweise mittels eines Systems zur Verarbeitung von Daten nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt beziehungsweise implementiert. Hierzu führt das Verfahren typischerweise Schritte aus, zu deren Ausführung die oben beschriebenen typischen Komponenten des Systems zur Verarbeitung von Daten typischerweise geeignet sind.
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Bei typischen Ausführungsformen ist das Verfahren ein Verfahren zur Simulation eines Fahrzeug-Zentralsteuergeräts.
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Bei vorteilhaften Ausführungsformen werden zumindest Teile der voraufgezeichneten Daten einem Interposer zugeführt und von dem Interposer an einen Performance-Prozessor ausgegeben. Diese Teile der voraufgezeichneten Daten umfassen bevorzugt Kameradaten und/oder Videodaten und/oder Video-Link-Daten. Bei typischen Ausführungsformen umfassen diese Teile der voraufgezeichneten Daten CSI-2-Daten.
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Bei typischen Ausführungsformen werden die voraufgezeichneten Daten und/oder die Messdaten synchronisiert. Bei vorteilhaften Ausführungsformen werden die voraufgezeichneten Daten, welche in das System eingespeist werden, auf Basis einer synchronisierten Zeit in derselben zeitlichen Abfolge in das System eingespeist, wie sie ursprünglich auf der Straße aufgezeichnet wurden. Im Rahmen des Verfahrens neu aufgezeichnete Messdaten werden vorteilhafterweise nicht synchronisiert, sondern erhalten einen Zeitstempel auf Basis der synchronisierten Zeit. Damit kann ein klarer zeitlicher Bezug zwischen eingespeisten voraufgezeichneten Daten und während des Verfahrens neu aufgezeichneten Messdaten hergestellt werden. Eine solche Synchronisation hat den Vorteil, dass eine besonders realistische Prüfung des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts im Labor ermöglicht wird. Hier kann sich ein Synergieeffekt mit der gebündelten Einspeisung der voraufgezeichneten Daten und der gebündelten Ausspeisung der Messdaten über die zentrale Messdatenschnittstelle des Systems ergeben, weil die Bündelung eine besonders einfache Synchronisation auf eine gemeinsame Zeitbasis ermöglicht. Zudem kann es so ermöglicht werden, dass die gemeinsame Zeitbasis nicht an unterschiedliche Systemkomponenten verteilt werden muss.
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Bei typischen Ausführungsformen werden im Verfahren die unterschiedlichen typischen Funktionen eines Systems zur Verarbeitung von Daten nach einer der eingangs beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt.
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Ein Computerprogramm umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, eines der vorgenannten Verfahren auszuführen. Das Computerprogramm kann dabei auch als Computerprogrammprodukt bezeichnet werden.
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Ein computerlesbares Medium umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung Computerprogrammcode zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren. Unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ sind dabei insbesondere aber nicht ausschließlich Festplatten und/oder Server und/oder Memorysticks und/oder Flash-Speicher und/oder DVDs und/oder Bluerays und/oder CDs zu verstehen. Zusätzlich ist unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ auch ein Datenstrom zu verstehen, wie er beispielsweise entsteht, wenn ein Computerprogramm und/oder ein Computerprogrammprodukt aus dem Internet heruntergeladen wird.
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Bei typischen Ausführungsformen werden die vorgenannten Verfahren zumindest teilweise mittels programmierbarer Logik, beispielsweise mittels CLPDs und/oder FPGAs, implementiert. Bei typischen Ausführungsformen wird/werden die Aufzeichnung der Messdaten und/oder die Einspeisung der voraufgezeichneten Daten in der zentralen Messdatenschnittstelle im Wesentlichen ausschließlich mittels programmierbarer Logik implementiert.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen kurz erläutert, wobei zeigen:
- 1: Schematische Darstellung eines Systems zur Verarbeitung von Daten in einer ersten Ausführungsform,
- 2: Schematische Darstellung eines Systems zur Verarbeitung von Daten in einer zweiten Ausführungsform,
- 3: Schematische Darstellung eines unidirektionalen Kamera-Schnittstellenbausteins,
- 4: Schematische Darstellung eines Interposers.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Verarbeitung von Daten in einer ersten Ausführungsform. Insbesondere ist in 1 ein solches System gezeigt, welches ein Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 und eine zentrale Messdatenschnittstelle 8 umfasst. Das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 umfasst zwei Kamera-Schnittstellenbausteine 5.1, 5.2. Das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 umfasst ferner vier Ethernet-Schnittstellen 5.3, 5.4, 5.5, 5.6. Die Ethernet-Schnittstellen 5.3, 5.4, 5.5, 5.6 sind an einen Ethernet-Switch 5.7 angeschlossen. Das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 umfasst ferner eine weitere Schnittstellenkomponente 5.8.
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Zudem umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 einen Performance-Prozessor 6 und einen Infrastruktur-Prozessor 7. Zudem umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 einen Steckverbinder 11. Über Schnittstellenverbindungen 13.1... 13.6 sind die Kamera-Schnittstellenbausteine 5.1, 5.2, der Performance-Prozessor 6, der Performance-Prozessor 7, der Ethernet-Switch 5.7 sowie die Schnittstellenkomponente 5.8 mit dem Steckverbinder 11 verbunden. Der Steckverbinder 11 ist seinerseits mit der zentralen Messdatenschnittstelle 8 verbunden. Mit dem Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 sind ferner zwei Kameras 1.1, 1.2, zwei Lidarsensoren 2.1, 2.2, zwei Radarsensoren 3.1, 3.2 sowie eine Bus-Schnittstelle 4 verbunden. Die Bus-Schnittstelle 4 speist dabei in die Schnittstellenkomponente 5.8 ein, die Radarsensoren 3.1, 3.2 speisen jeweils in eine der Ethernet-Schnittstellen 5.5, 5.6 ein, die Lidarsensoren 2.1, 2.2 speisen jeweils in eine der Ethernet-Schnittstellen 5.3, 5.4 ein und die Kameras 1.1, 1.2 speisen jeweils in einer der Kamera-Schnittstellenbausteine 5.1, 5.2 ein. Die Kamera-Schnittstellenbausteine 5.1, 5.2 speisen zusätzlich zu der Einspeisung in den Steckverbinder 11 parallel in den Performance-Prozessor 6 ein. Auch der Ethernet-Switch 5.7 speist in den Performance-Prozessor 6 ein. Die Bus-Schnittstelle 4 speist einerseits in den Steckverbinder 11 und andererseits in die Schnittstellenkomponente 5.8 ein. Die Schnittstellenkomponente 5.8 speist in den Infrastruktur-Prozessor 7 ein. Der Infrastruktur-Prozessor 7 und der Performance-Prozessor 6 sind derart miteinander verbunden, dass sie untereinander Daten austauschen können. Der besseren Übersicht halber sind nicht alle Verbindungen in dem Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 mit separaten Bezugszeichen verbunden. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist an die zentrale Messdatenschnittstelle 8 eine Messdaten-Erfassungseinrichtung 9 angeschlossen, welche einen Datenspeicher 10 umfasst.
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In der in 1 gezeigten Konfiguration des Systems findet gerade eine Aufzeichnung von Messdaten der Kameras 1.1, 1.2, der Lidarsensoren 2.1, 2.2, der Radarsensoren 3.1, 3.2, der Bus-Schnittstelle 4 sowie von ausgangsseitigen Messdaten des Performance-Prozessors 6 und des Infrastruktur-Prozessors 7 statt. Die entsprechenden Messdatenflüsse 16 sind in 1 gepunktet dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Messdaten 16 gebündelt der zentralen Messdatenschnittstelle 8 zugeführt werden. Von der zentralen Messdatenschnittstelle 8 können diese Messdaten 16 dann an die Messdaten-Erfassungseinrichtung 9 übergeben werden, welche sie in ihrem Datenspeicher 10 abspeichert.
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Die in 1 gezeigte Konfiguration ist also typischerweise eine Konfiguration, in welcher während Testfahrten von zum Beispiel teilautonom fahrenden Fahrzeugen unterschiedliche Arten von Messdaten aufgezeichnet werden. Die zentrale Messdatenschnittstelle 8 ist jedoch auch geeignet, voraufgezeichnete Daten gebündelt in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 einzuspeisen. Dies macht besonders in Situationen Sinn, in welchen beispielsweise nach einem Softwareupdate das Verhalten des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts 12 getestet werden soll, ohne eine neue Testfahrt durchzuführen.
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Ein solcher Anwendungsfall, bei welchem über die zentrale Messdatenschnittstelle 8 auch voraufgezeichnete Daten 17 (gestrichelt dargestellt) in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 eingespeist werden, ist in 2 gezeigt.
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Insbesondere zeigt 2 eine schematische Darstellung eines Systems zur Verarbeitung von Daten in einer zweiten Ausführungsform. Das in 2 gezeigte System umfasst wiederum eine zentrale Messdatenschnittstelle 8 und ein Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12. Das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 ist dem in 1 gezeigten Fahrzeug-Zentralsteuergerät sehr ähnlich. Insbesondere umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 in 2 ebenfalls die vier Ethernet-Schnittstellen 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, den Ethernet-Switch 5.7, die Schnittstellenkomponente 5.8, den Performance-Prozessor 6, den Infrastruktur-Prozessor 7, den Steckverbinder 11, sowie die Schnittstellen-Verbindungen 13.1...13.6. In der in 2 dargestellten Konfiguration sind sowohl Messdatenflüsse 16 (gepunktet) als auch Datenflüsse umfassend voraufgezeichnete Daten 17 (gestrichelt) dargestellt. Die Messdatenflüsse 16 werden von dem Performance-Prozessor 6 und dem Infrastruktur-Prozessor 7 über den Steckverbinder 11 gebündelt der zentralen Messdatenschnittstelle 8 zugeleitet. Gleichzeitig werden dem Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 Datenflüsse umfassend voraufgezeichnete Daten 17 zugeführt. In 2 ist zudem eine Datenbank 14 mit einem Datenspeicher 15 gezeigt. Diese Datenbank 14 umfasst in ihrem Datenspeicher 15 voraufgezeichnete Daten, insbesondere beispielsweise Kamera-Daten, Lidar-Daten, Radar-Daten oder weitere Fahrzeugdaten, welche dem Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 über die zentrale Messdatenschnittstelle 8 gebündelt zugeführt werden. Innerhalb des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts 12 werden diese voraufgezeichneten Daten 17 dann dem Performance-Prozessor 6 und dem Infrastruktur-Prozessor 7 zugeführt. Die Zuführung der voraufgezeichneten Daten 17 an den Infrastruktur-Prozessor 7 geht über die Schnittstellenkomponente 5.8 vonstatten. Die Zuführung der voraufgezeichneten Daten 17 an den Performance-Prozessor 6 geschieht über den Ethernet-Switch 5.7 sowie über zwei Interposer 5.1.1, 5.2.1. Diese Interposer 5.1.1, 5.2.1 haben in 2 die Kamera-Schnittstellenbausteine 5.1, 5.2 (welche in 1 vorhanden sind) ersetzt. Dies ist deswegen vorteilhaft, weil auf diese Weise ohne weitgehende Modifikationen des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts 12 eine Möglichkeit geschaffen wird, voraufgezeichnete Daten 17 durch die Interposer 5.1.1, 5.2.1 durchzuleiten. Ein solches Durchleiten ist durch typische Kamera-Schnittstellenbausteine nicht unbedingt möglich, weil solche Kamera-Schnittstellenbausteine häufig unidirektionale Ausgänge umfassen, also Ausgänge, in welche nicht eingespeist werden kann. Interposer erlauben Datenflüsse in zwei Richtungen. Bei typischen Ausführungsformen ist zumindest ein Interposer derart ausgebildet, dass er Rechenoperationen durchführen kann. Dazu umfasst der Interposer typischerweise einen Prozessor und/oder ein Speicherelement und/oder eine Recheneinheit.
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Die in 2 gezeigte Konfiguration des Systems wird typischerweise im Labor eingesetzt, zum Beispiel wenn ein Softwareupdate für ein Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 getestet werden soll, ohne eine Testfahrt durchführen zu müssen. Daher sind auch in 2 keine Kameras, Radarsensoren, Lidarsensoren oder Bus-Schnittstellen des Fahrzeugs gezeigt. Vielmehr werden in 2 all diese Sensoren mit Hilfe des gebündelten Einspeisens der voraufgezeichneten Daten 17 (z. B. voraufgezeichnete Sensordaten) durch die zentrale Messdatenschnittstelle 8 in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 emuliert. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass nicht an alle Schnittstelleneinrichtungen 5.1.1, 5.2.1, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.8 separat Daten eingespeist werden müssen, sondern dass die Einspeisung der voraufgezeichneten Daten gebündelt über die zentrale Messdatenschnittstelle 8 vonstatten geht. Hierdurch verringert sich ein Verkabelungsaufwand signifikant. Zudem ist es möglich, dass die zentrale Messdatenschnittstelle 8 die voraufgezeichneten Daten 17 beim Einspeisen in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert, sodass eine besonders präzise Simulation des Fahrzeug-Zentralsteuergeräts 12 möglich ist. Würden die voraufgezeichneten Daten 17 nicht über die zentrale Messdatenschnittstelle 8 gebündelt in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 eingespeist, so wäre eine Synchronisierung dieser voraufgezeichneten Daten deutlich aufwändiger.
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Die in 2 dargestellte Datenbank 14 mit dem Datenspeicher 15 ist nicht nur geeignet, voraufgezeichnete Daten über die zentrale Messdatenschnittstelle 8 in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 einzuspeisen, sondern auch geeignet, Messdaten 16, welche an die zentrale Messdatenschnittstelle 8 ausgegeben werden, zu speichern.
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In 3 und 4 ist nochmals im Detail der Unterschied zwischen einer unidirektionalen Kamera-Schnittstellenbausteine 5.1 und einem Interposer 5.1.1 gezeigt. 3 zeigt dabei eine schematische Darstellung eines unidirektionalen Kamera-Schnittstellenbausteins 5.1. Der Kamera-Schnittstellenbaustein 5.1 umfasst einen Kamera-Eingang 18 und zwei parallele Ausgangsports 19.1, 19.2. Die Ausgangsports 19.1, 19.2 sind unidirektional, das heißt sie können nicht als Eingangsports verwendet werden.
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4 zeigt einen Interposer 5.1.1 als Bestückungsalternative für die Kameraschnittstelle 5.1 im Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12. Wie sich 4 entnehmen lässt, umfasst der Interposer 5.1.1 keinen Eingang, sondern lediglich zwei Interposerports 19.1.1, 19.2.1, welche innerhalb des Interposers 5.1.1 miteinander verbunden sind. In die Interposerports 19.1.1, 19.2.1 können Daten eingespeist werden. Zudem können aus den Interposerports 19.1.1, 19.2.1 auch Daten ausgespeist werden. Hierzu ist der Interposer 5.1.1 derart ausgebildet, dass er als bidirektionale Verbindung zwischen den beiden Interposerports 19.1.1, 19.2.1 wirkt (in 4 durch eine Verbindungslinie zwischen den Interposerports 19.1.1, 19.2.1 dargestellt). Je nachdem, ob für das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 die Bestück-Alternative mit Kamera-Ausgängen 5.1, 5.2 oder aber die Bestück-Alternative mit Interposern 5.1.1, 5.2.1 gewählt wird, kann also so auf einfache Weise entweder die Testfahrt-Konfiguration in 1 oder aber die Labor-Konfiguration in 2 erzeugt werden. Die Testfahrt-Konfiguration kann dabei auch als Messdaten-Erfass-Konfiguration bezeichnet werden. Die Labor-Konfiguration kann dabei auch als Prozessor-in-the-Loop-Konfiguration bezeichnet werden.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 anstelle des Ethernet-Switches 7 einen zusätzlichen Interposer. Dies ist jedoch in 2 nicht gezeigt.
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Es lässt sich also sagen, dass die Verwendung von Interposern als Ersatz für bestimmte Schnittstellenbausteine den Vorteil hat, dass über die zentrale Messdatenschnittstelle 8 auch voraufgezeichnete Daten in das Fahrzeug-Zentralsteuergerät 12 eingespeist werden können, die bei einer Aufzeichnung von Messdaten typischerweise über Schnittstellenbausteine mit unidirektionalen Schnittstellen beziehungsweise unidirektionalen Eigenschaften kommen.
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Bei typischen Ausführungsformen werden, beispielsweise von oder zumindest unter Mitwirkung der zentralen Messdatenschnittstelle 8, sowohl die Messdaten 16 als auch die voraufgezeichneten Daten 17 auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Schutzumfang wird durch die Patentansprüche definiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1.1, 1.2
- Kameras
- 2.1, 2.2
- Lidarsensoren
- 3.1, 3.2
- Radarsensoren
- 4
- Bus-Schnittstelle
- 5.1, 5.2
- Kamera-Schnittstellenbausteine
- 5.1.1, 5.2.1
- Interposer
- 5.3... 5.6
- Ethernet-Schnittstellen
- 5.7
- Ethernet-Switch
- 5.8
- Schnittstellenkomponente
- 6
- Performance-Prozessor
- 7
- Infrastruktur-Prozessor
- 8
- zentrale Messdatenschnittstelle
- 9
- Messdaten-Erfassungseinrichtung
- 10, 15
- Datenspeicher
- 11
- Steckverbinder
- 12
- Fahrzeug-Zentralsteuergerät
- 13.1... 13.6
- Schnittstellenverbindungen
- 14
- Datenbank
- 16
- Messdatenflüsse
- 17
- Datenflüsse umfassend voraufgezeichnete Daten
- 18
- Kamera-Eingang (insbesondere Video-Link-Eingang)
- 19.1, 19.2
- Ausgangsports (einer Kameraschnittstelle)
- 19.1.1, 19.2.1
- Interposerports
