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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Validieren oder Vergleichen einer Sensorvorrichtung zur Umfelderfassung für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Fahrerassistenzsystem und zumindest einer Sensorvorrichtung zur Umfelderfassung für das Fahrerassistenzsystem.
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Ein Kraftfahrzeug kann mit einem Fahrerassistenzsystem ausgestattet sein, das zum automatischen oder autonomen Führen oder Steuern des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Ein Automatisierungsgrad ist gemäß der Normen der SAE (Society of Automotive Engineers), insbesondere der Norm SAE J3016, in verschiedene Stufen oder Level (bisher Level 1 bis 5) unterteilt. Je höher der Automatisierungsgrad, also je selbstständiger das Kraftfahrzeug mittels des Fahrerassistenzsystems geführt oder gelenkt werden soll, desto mehr Sensoren oder Sensorvorrichtungen müssen zur Umfeld- oder Umgebungserfassung eingesetzt oder miteinander verknüpft werden.
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Die Sensorvorrichtungen überwachen oder erfassen das Umfeld, um Umfeldmerkmale für das Kraftfahrzeug zu detektieren. Umfeldmerkmale können beispielsweise Hindernisse, Objekte oder Personen oder Fahrbahnmarkierungen sein. Die jeweilige Sensorvorrichtung kann Umfeldsensordaten, die die erfassten Umfeldmerkmale abbilden, zur Verarbeitung an eine Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems übermitteln. Durch Auswerten der Umfeldsensordaten, kann die Steuereinrichtung Fahrmanöver für das Kraftfahrzeug ermitteln und diese vorzugsweise einleiten. Das Fahrerassistenzsystem führt eine entsprechende Fahrerassistenzfunktion aus.
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Für die Umfelderfassung können verschiedene Typen von Sensoren eingesetzt werden. Typische Beispiele dafür sind insbesondere Radarsensoren, Lidarsensoren, Ultraschallsensoren oder Kameras. Die verschiedenen Typen können für unterschiedliche Anwendungsfälle geeignet sein.
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Die steigende Anzahl von Sensorvorrichtungen mit steigendem Automatisierungsgrad kann zum Beispiel auf die Anforderung bezüglich einer Redundanz der Sensorvorrichtungen zurückgeführt werden. Andererseits kann mit steigendem Automatisierungsgrad die Anforderung einhergehen, mehrere oder größere Bereiche in Umfeld erfassen zu können.
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Gleichzeitig soll mit steigendem Automatisierungsgrad die Verarbeitungsdauer und die Erfassungskapazität unverändert bleiben und möglichst kurz gehalten sein. Für die Entwicklung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere vor einer Serienproduktion, ist es daher wichtig, die passende(n) Sensorvorrichtung(en) für den jeweiligen Anwendungsfall einer gewünschten Fahrerassistenzfunktion zu finden. Zudem sollen für die ausgewählten Sensorvorrichtungen auch die passenden Sensoreinstellungen gewählt sein.
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Dazu kann die jeweilige Sensorvorrichtung validiert werden, um die Eignung der Sensorvorrichtung zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems festzustellen. Ein Ansatz zur Validierung besteht darin, bestimmte Anwendungsfälle für die Sensorvorrichtung zu simulieren und ihre jeweilige Leistung zu vergleichen. Das kann dadurch erreicht werden, indem zum Beispiel Videos von dem entsprechenden Anwendungsfall, die eine künstliche Umgebung mit dem entsprechenden Anwendungsfall darstellen, abgespielt werden. Dieser Ansatz hat mehrere Nachteile.
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Zunächst können damit nicht alle Typen von Sensorvorrichtungen, sondern insbesondere nur Bildverarbeitung oder Bildwahrnehmung, überprüft werden. Radar-, Lidar- und Ultraschallsensoren können damit nicht ausreichend stimuliert werden. Dazu sind in der Regel komplexe Umfeldmodelle erforderlich, durch die ein bestimmtes Objektverhalten, wie zum Beispiel Radarreflexionen von Objekten, nachgebildet werden können. Zudem werden unterschiedliche Anbringpositionen der Sensorvorrichtungen am Kraftfahrzeug, die unterschiedliche Bauform der Sensorvorrichtungen, die Fahrzeugfarbe und andere Fahrzeugbauteile nicht berücksichtigt.
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Der einzige Vorteil in dem simulativen Ansatz besteht darin, dass die Simulation wiederholt abgespielt und eine Closed-Loop-Simulation (geschlossene Kreislaufsimulation) durchgeführt werden kann.
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Ein weiterer Ansatz zur Validierung besteht darin, eine Bedienperson, also einen Fahrer, eine Vielzahl von Testfahrten durchführen zu lassen und währenddessen mittels der Sensorvorrichtungen die Umfelderfassung durchzuführen. Der Vergleich und die Validierung der jeweiligen Sensorvorrichtung basiert auf statistischen Berechnungen. Dieser Ansatz ist jedoch sehr kostenintensiv und zeitaufwendig.
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Ein anderer Ansatz zur Validierung besteht darin, unter Verwendung der verbauten Sensorvorrichtungen Testfahrten durchzuführen. Dabei werden die Sensorvorrichtungen zur Umfelderfassung und somit zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems eingesetzt. Die Umfeldsensordaten und sonstige Informationen zu den Sensoren werden während der Testfahrt in einem Datenspeicher abgespeichert. Hierbei besteht der Nachteil, dass die jeweilige Sensorvorrichtung bereits zum Steuern des Fahrzeugs eingesetzt wird. Die gespeicherten Daten bilden den Ursprung und somit auch das Ergebnis von Fahrmanövern, die aufgrund vorheriger Umfeldsensordaten durchgeführt wurden. Somit kann die Eignung der jeweiligen Sensorvorrichtung durch Auswerten der gespeicherten Daten nicht ausreichend getestet werden.
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Aus der
US 2020/0027292 A1 ist dazu zum Beispiel ein Testverfahren für ein autonomes Fahrzeug bekannt, bei dem sich das Fahrzeug autonom entlang einer Teststrecke bewegt. Dabei werden Positionsdaten von Objekten auf der Teststrecke mit Fahrzeugdaten beschreibend Parameter des autonomen Fahrzeugs verglichen, um eine Leistungsmetrik des Fahrzeugs auf der Teststrecke zu bewerten.
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Aus der
US 2020/0065996 A1 ist ein Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems für ein Fahrzeug bekannt. Das Fahrzeug wird durch ein Fabrikgelände gelenkt und Bilddaten des Kamerasystems werden mit bekannten Eigenschaften und Positionen von Objekten verglichen.
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Insgesamt haben die zuvor beschriebenen Ansätze den Nachteil, dass Sensorvorrichten in der Regel nicht zeitnah oder kurzfristig verglichen oder überprüft werden können. Probleme mit den ausgewählten Sensoren werden dann häufig erst spät in der Entwicklung erkannt. Gewählte Sensorsets mit einer Vielzahl an Sensorvorrichtungen können dadurch überdimensioniert oder unterdimensioniert sein, da der Vergleich verschiedener Sensorvorrichtungen in dem Sensorset erst nach der Entwicklung durchgeführt werden kann.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensorvorrichtung zur Umfelderfassung für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs in wiederholbarer Weise mit reduziertem Aufwand zu validieren.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Eignung einer Sensorvorrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs reproduzierbar und aufwandsarm geprüft werden kann, wenn das Fahrzeug in einem begrenzten Testumfeld mittels eines kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystems ferngesteuert oder betrieben wird.
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Dazu schlägt die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Validieren der Sensorvorrichtung zur Umfelderfassung für das Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs vor. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Zunächst wird das Kraftfahrzeug mit der zumindest einen Sensorvorrichtung für ein Fahrerassistenzsysteme des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Anschließend wird ein vorgegebenes Testumfeld mit vorgegebenen Umfeldmerkmalen und einer vorgegebenen Teststrecke bereitgestellt. Zudem wird ein kraftfahrzeugexternes Fahrzeugführungssystem zum Fernsteuern, also zum automatisierten Steuern oder Lenken des Kraftfahrzeugs entlang der Teststrecke, bereitgestellt. Für die Validierung kann das Kraftfahrzeug die Teststrecke somit automatisch, also ohne Zutun einer Bedienperson oder einer kraftfahrzeuginternen Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems, abgefahren oder nachgefahren werden.
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Anschließend wird zu Validierung in dem Verfahren eine Validierungsroutine ausgeführt oder durchgeführt. In der Validierungsroutine werden zunächst, insbesondere beim oder während des Fernsteuerns entlang der Teststrecke, Umfeldsensordaten mittels der jeweiligen Sensorvorrichtung in einer ersten Sensoreinstellung erfasst. Es wird somit eine Testfahrt mit dem Kraftfahrzeug durchgeführt. Die Umfeldsensordaten beschreiben eine Ist-Abbildung zumindest eines Umfeldmerkmals des Testumfelds. Das heißt, das Umfeldmerkmal kann durch die Umfeldsensordaten dargestellt oder abgebildet werden. Insbesondere kann mittels der jeweiligen Sensorvorrichtung zumindest ein jeweiliger Abschnitt oder Bereich in dem Testumfeld erfasst oder aufgenommen werden.
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Danach wird in der Validierungsroutine geprüft, ob die jeweiligen Umfeldsensordaten gemäß einem vorgegebenen Übereinstimmungskriterium mit vorgegebenen Referenzumfelddaten übereinstimmen. Die Referenzumfelddaten beschreiben eine Soll-Abbildung des zumindest einen Umfeldmerkmals des Testumfelds. Das heißt, das Umfeldmerkmal kann auch durch die Referenzumfelddaten dargestellt oder abgebildet werden. Die Darstellung des Umfeldmerkmals durch die Referenzumfelddaten ist dabei eine Zieldarstellung für deren Darstellung durch die Umfeldsensordaten.
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Die Referenzumfelddaten sind insbesondere Testdaten oder Zieldaten. Diese können zum Beispiel aus Erfahrungswerten vorgegeben sein, oder durch Testversuche ermittelt werden. Die Referenzumfelddaten können somit Daten sein, von denen bekannt ist, dass sie das Testumfeld, insbesondere dessen Umfeldmerkmale, so beschreiben, dass das Fahrerassistenzsystem diese zum Durchführen eines gewünschten Fahrmanövers zuverlässig verarbeiten kann.
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Nur dann, wenn das Prüfungsergebnis positiv ist, wird die Validierungsroutine damit fortgesetzt, dass die jeweilige Sensorvorrichtung mit der ersten Sensoreinstellung zur Umfelderfassung für das Fahrerassistenzsystem validiert wird. Das heißt, die Sensorvorrichtung wird mit der gewählten Sensoreinstellung als geeignet eingestuft, um das Fahrerassistenzsystem zu betreiben. Mit betreiben ist insbesondere gemeint, dass das Fahrerassistenzsystem die Umfeldsensordaten zuverlässig oder besonders einfach verarbeiten kann.
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Das Prüfungsergebnis wird als positiv eingestuft, wenn die Umfeldsensordaten gemäß dem vorgegebenen Übereinstimmungskriterium mit den vorgegebenen Referenzumfelddaten übereinstimmen. Das Prüfungsergebnis wird als negativ eingestuft, wenn die Umfeldsensordaten gemäß dem vorgegebenen Übereinstimmungskriterium von den vorgegebenen Referenzumfelddaten abweichen, also nicht übereinstimmen.
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Insgesamt kann durch das beschriebene Validierungsverfahren die Eignung der Sensorvorrichtung zur Umfeldüberwachung geprüft werden, bevor die Sensorvorrichtung im Fahrzeug zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems eingesetzt wird. Die Validierung kann vorzugsweise im oder am Anfang des Entwicklungsprozess, also vor einer Serienproduktion oder Massenherstellung erfolgen. Es kann besonders einfach die geeignetste(n) Steuervorrichtung(en) für das jeweilige Fahrerassistenzsystem ausgewählt werden. Die Funktionalität der Sensorvorrichtung kann für den jeweiligen Anwendungsfall in reproduzierbarer Weise getestet werden. Durch die Fernsteuerung wird keine Bedienperson benötigt, um die Testfahrten durchzuführen. Zugleich ist das Testumfeld mit den Umfeldmerkmalen, insbesondere deren Eigenschaften und Positionen durch deren Abbildung in den Referenzumfelddaten genau bekannt. So kann besonders einfach überprüft, werden inwiefern die Umfeldsensordaten davon abweichen.
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Die jeweilige Sensorvorrichtung genau einem oder mehreren Fahrerassistenzsystemen des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein. Das Kraftfahrzeug kann also eines oder mehrere Fahrerassistenzsysteme umfassen. Das Fahrerassistenzsystem kann einer Steuereinrichtung zur Verarbeitung und/oder Auswertung der Umfeldsensordaten umfassen. Dadurch können Steuerdaten zum Steuern oder Lenken oder Betreiben des Kraftfahrzeugs bestimmt oder berechnet werden. Das Fahrerassistenzsystem kann neben der Sensorvorrichtung zum Beispiel noch eine Antriebsvorrichtung umfassen. Die Antriebsvorrichtung kann zum Beispiel einen Antriebsstrang, eine Bremseinrichtung und/oder eine Lenkeinrichtung aufweisen. Zum Steuern des Kraftfahrzeugs kann die entsprechende Antriebsvorrichtung, insbesondere deren Steuergeräte, mit den Steuerdaten angesteuert werden.
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Das Fahrerassistenzsystem ist insbesondere als fahrzeuginternes elektronisches Fahrzeugführungssystem ausgebildet. Das Fahrerassistenzsystem ist somit dazu eingerichtet, das Fahrzeug vollautomatisch oder vollautonom einerseits oder zumindest teilautomatisch oder teilautonom andererseits abhängig von den Umfeldsensordaten zu führen oder zu lenken. Solche fahrzeuginternen elektronischen Fahrzeugführungssysteme sind an sich bekannt. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise eine Advanced Driver Assistance-Funktion (erweiterte Fahrerassistenzfunktion - ADAS-Funktion) und/oder eine High Autonomous Driving Function (hochautomatisierte Fahrfunktion - HAD-Funktion) ausführen. Ein Automatisierungsgrad oder der Autonomiegrad des Kraftfahrzeugs kann von den eingangs beschriebenen Stufen oder Leveln abhängig sein.
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Mit fahrzeugintern ist vorliegend gemeint, dass das Fahrerassistenzsystem von dem System „Kraftfahrzeug“ umfasst ist. Das Fahrerassistenzsystem ist somit insbesondere in eine Bordelektronik des Kraftfahrzeugs eingebunden. Es weist vorzugsweise keine eigenständige Energieversorgung auf. Das Fahrerassistenzsystem kann ohne andere Bauteile oder Komponenten des Kraftfahrzeugs, außerhalb des Kraftfahrzeugs, nicht eigenständig verwendet werden.
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Die Fahrerassistenzfunktion des jeweiligen Fahrerassistenzsystems ist beim Durchführen der Testfahrt(en) deaktiviert. Das Fahrerassistenzsystem wird insbesondere erst nach der Validierung aller Sensorvorrichtungen für die zugeordnete Fahrerassistenzfunktion aktiviert.
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Für die Testfahrt übernimmt das fahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem die Führung des Kraftfahrzeugs. Mit fahrzeugextern ist vorliegend gemeint, dass das fahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem ein eigenständiges System zu oder neben dem Kraftfahrzeug ausbildet. Dessen Funktionsfähigkeit ist somit nicht auf die Funktionsfähigkeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere dessen Bauteile, angewiesen.
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Das Testumfeld kann ein vorgegebenes, vorzugsweise begrenztes, Gebiet oder eine begrenzte Umgebung mit konstanten und/oder einstellbaren Umfeldmerkmalen sein. Bei dem Testumfeld kann es sich zum Beispiel um ein Parkhaus, ein Fabrikgebäude, ein Fabrikgelände oder zum Beispiel ein Flughafengelände handeln.
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Die Teststrecke kann eine vorgegebene Wegstrecke oder Route innerhalb des Testumfelds sein. Durch die Teststrecke kann eine Fahrbahn für das Kraftfahrzeug nachgebildet sein.
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Vorzugsweise kann die Teststrecke von dem Kraftfahrzeug für die Validierung mehrmals durchfahren werden. Es können also mehrere Testfahrten in Schleifen gefahren werden. So kann eine Closed Loop Analyse der jeweiligen Sensorvorrichtung durchgeführt werden. Mehrere, also zwei oder mehr aufeinanderfolgende Durchfahren können einen Testzyklus bilden. Das Kraftfahrzeug kann bei zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Durchfahrten der Teststrecke in einem Testzyklus derselben Bahnkurve oder Fahrtrajektorie folgen. Das heißt, die Teststrecke wird hochgenau, das heißt bis auf wenige Zentimeter genau, nachgefahren.
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In einem Testzyklus können zum Beispiel dieselbe Fahreinstellung des Kraftfahrzeugs gewählt sein. Eine Fahreinstellung kann zum Beispiel eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, ein Fahrmodus oder eine andere vorgegebene Fahreinstellung für das Kraftfahrzeug sein. Die Umfeldmerkmale können für jede Durchfahrt eines Testzyklus verändert oder neu eingestellt werden. So können unterschiedliche Szenarien oder Anwendungsfälle überprüft werden. Alternativ können die Umfeldmerkmale für mehrere oder alle Durchfahrten in einem Testzyklus konstant gehalten werden oder unverändert bleiben.
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Die Umfeldsensordaten und/oder die Referenzumfelddaten können als digitale Bilddatei vorliegen. Eine Abbildungseigenschaft der Umfeldsensordaten kann von der Sensoreinstellung der Sensorvorrichtung abhängen. Die Abbildungseigenschaft kann beispielsweise eine Dateigröße, ein Dateiformat, eine Schärfe, ein Kontrast, eine Pixelanzahl oder eine sonstige vorgegebene Abbildungseigenschaft sein. Die jeweilige Sensoreinstellung kann eine Abbildungsqualität der Umfeldsensordaten vorgeben.
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Die Referenzumfelddaten umfassen Soll- oder Ziel- Abbildungseigenschaften für die Umfeldsensordaten. Die Referenzumfelddaten geben somit die gewünschte Abbildungsqualität für die Umfeldsensordaten vor.
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Das Übereinstimmungskriterium kann vorliegend einen Schwellenwert für eine maximale Abweichung der Umfeldsensordaten von den Referenzumfelddaten angeben. Das Übereinstimmungskriterium gibt somit an wie ähnlich die Abbildungseigenschaften zu den Soll-Abbildungseigenschaften sein sollen.
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Der Schwellenwert kann zum Beispiel so gewählt sein, dass sichergestellt ist, dass die Umfeldmerkmale bei der Verarbeitung der Umfeldsensordaten mittels des Fahrerassistenzsystems besonders zuverlässig erkannt werden. Der Schwellenwert kann zum Beispiel abhängig von einer Detektionswahrscheinlichkeit für das jeweilige Umfeldmerkmal bestimmt werden. Alternativ kann der Schwellenwert zum Beispiel ein Erfahrungswert sein oder empirisch durch Testversuche ermittelt werden.
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Zum Durchführen der Validierungsroutine kann eine Rechenvorrichtung eingesetzt werden. Die Rechenvorrichtung kann zum Beispiel von einem Server oder Computer oder Computerverbund umfasst sein. Zum Durchführen der Validierungsroutine kann die Rechenvorrichtung eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrokontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Alternativ kann die Datenverarbeitungsvorrichtung ein neuronales Netzwerk und/oder eine künstliche Intelligenz zum Durchführen der Validierungsroutine aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, beim Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Validierungsroutine durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Der Datenspeicher kann als computerlesbares Speichermedium umfassend den Programmcode ausgeführt sein. Das Speichermedium kann zum Beispiel zumindest teilweise ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) bereitgestellt sein. Das Speichermedium kann in der Prozessorschaltung in deren Datenspeicher realisiert sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server im Internet betrieben sein. Der Programmcode können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) und/oder als Programmskript (z.B. Python) bereitgestellt sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Gemäß einer Ausführungsform wird, falls das Prüfungsergebnis negativ ist, bevorzugt nur dann, wenn, das Prüfungsergebnis negativ, die Validierungsroutine zumindest mit einer zweiten Sensoreinstellung der Sensorvorrichtung wiederholt. Vorzugsweise ist die zweite Sensoreinstellung von der ersten Sensoreinstellung verschieden. Mit der zumindest zweiten Sensoreinstellung ist ein Abweichungswert beschreibend eine Abweichung der Umfeldsensordaten von den Referenzumfelddaten im Vergleich zur ersten oder jeweils vorangegangenen Sensoreinstellung reduziert. Die zweite Sensoreinstellung kann somit eine verbesserte Sensoreinstellung sein, die zu einer höheren Abbildungsqualität der Umfeldsensordaten führt.
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Es geht also darum, die Sensorvorrichtung für verschiedenen, also zwei oder mehr Sensoreinstellungen auf eine Optimaleinstellung zu kalibrieren oder zu tunen (abstimmen). Die Optimaleinstellung resultiert in einer Positivprüfung der Validierungsroutine. In einem Testzyklus können dazu verschiedene Sensoreinstellungen überprüft und entweder verworfen (Negativprüfung) oder bestätigt (Positivprüfung) werden. Indem in jedem Durchlauf der Validierungsroutine eine Sensoreinstellung mit einem geringeren Abweichungswert gewählt wird, kann die Positivprüfung herbeigeführt oder wahrscheinlicher werden. Je geringer die Abweichung desto besser ist auch die Abbildungsqualität der Umfeldsensordaten.
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Mit dem Abweichungswert ist vorliegend insbesondere ein Delta oder eine Differenz, also insbesondere ein Unterscheidungswert, zwischen den Umfeldsensordaten und den Referenzumfelddaten, insbesondere derer Abbildungseigenschaften gemeint.
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Vorzugsweise kann die Validierungsroutine zum Beispiel auch dann zumindest mit der zweiten Sensoreinstellung wiederholt werden, wenn das Prüfungsergebnis positiv ist. So können die Sensoreinstellungen iterativ verbessert werden, um auch bei einer Positivprüfung eine noch bessere Abbildungsqualität zu erreichen.
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Alternativ dazu kann die Validierungsroutine beim Vorliegen eines positiven Prüfungsergebnisses zumindest mit einer dritten Sensoreinstellung wiederholt werden, mit der der Abweichungswert erhöht ist. Die dritte Sensoreinstellung kann somit eine schlechtere Sensoreinstellung sein, die zu einer reduzierten Abbildungsqualität der Umfeldsensordaten führt.
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Eine Verschlechterung der Abbildungsqualität kann eine Datenmenge oder Datengröße der Umfeldsensordaten reduzieren. Damit kann sich auch ein Verarbeitungsaufwand der Umfeldsensordaten mittels der Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems reduzieren. Umgekehrt kann eine Verbesserung der Abbildungsqualität eine Datenmenge oder Datengröße der Umfeldsensordaten erhöhen. Damit kann sich auch ein Verarbeitungsaufwand der Umfeldsensordaten mittels der Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems erhöhen. Sofern mit der dritten Sensoreinstellung eine Positivprüfung erzielt wird, kann somit eine zuverlässige Verarbeitung der Umfeldsensordaten bei geringerer Auslastung der Steuereinrichtung realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in dem Verfahren ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei Sensorvorrichtungen bereitgestellt. Die zumindest zwei, also zwei oder mehr Sensorvorrichtungen können eine Sensorgruppe oder ein Sensorset bilden. Die zumindest zwei Sensorvorrichtungen stellen für das Fahrerassistenzsystem funktionsgleiche Umfeldsensordaten bereit. In der Validierungsroutine wird nun beim Vorliegen eines jeweils positiven Prüfungsergebnisses, insbesondere nur dann, wenn ein positives Prüfungsergebnis vorliegt, für die Umfeldsensordaten jeder der Sensorvorrichtungen ein Abweichungswert bestimmt, der die zuvor beschriebene Abweichung der jeweiligen Umfeldsensordaten von den Referenzumfelddaten angibt. In Abhängigkeit von den Abweichungswerten wird eine der Sensorvorrichtungen gemäß einem vorgegebenen Auswahlkriterium zum Validieren ausgewählt. Das heißt, es wird insbesondere nur eine der Sensorvorrichtungen für die Eignung in dem Kraftfahrzeug zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems validiert.
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Mit anderen Worten können in dem Validierungsverfahren mehrere verschiedene Sensorvorrichtungen untereinander für die Eignung zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems verglichen werden. Es kann die passende Sensorvorrichtung für den jeweiligen Anwendungsfall ausgewählt werden.
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Mit funktionsgleichen Umfeldsensordaten ist vorliegend gemeint, dass die zumindest zwei Sensorvorrichtungen einen gleichen oder zumindest überschneidenden Umfeldbereich des Testumfelds erfassen oder überwachen können. Die Sensorvorrichtungen können zum Beispiel redundant zueinander ausgebildet sein. Die Sensorvorrichtungen können von einem gleichen oder unterschiedlichen Typ oder Hersteller sein. Bei hersteller- oder typengleichen Sensorvorrichtungen können die Sensorvorrichtungen übereinstimmende oder verschiedene Sensoreinstellungen aufweisen.
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Gemäß dem Auswahlkriterium kann zum Beispiel diejenige Sensorvorrichtung mit dem geringsten Abweichungswert, also die mit der größten Übereinstimmung zwischen Umfeldsensordaten und Referenzumfelddaten, ausgewählt werden. Sind mehr als zwei Sensorvorrichtungen in der Sensorgruppe vorhanden, können zum Beispiel zwei redundante Sensorvorrichtungen ausgewählt und validiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in der Validierungsroutine ein Verarbeitungsaufwandswert zur Datenverarbeitung der Umfeldsensordaten mittels einer Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems bestimmt. Der Verarbeitungsaufwandswert kann zum Beispiel den zuvor beschriebenen Verarbeitungsaufwand beschreiben oder angeben. Die jeweilige Sensorvorrichtung wird in der Validierungsroutine insbesondere nur dann validiert und/oder ausgewählt, wenn der Verarbeitungsaufwandswert in einem vorgegebenen Grenzwertebereich liegt. Der Grenzwertebereich kann einen Wertebereich angeben, der einen maximalen und minimalen Verarbeitungsaufwand eingrenzt. Ist der Verarbeitungsaufwand zu groß (Verarbeitungsaufwandswert liegt außerhalb des Grenzwertebereichs) kann die jeweilige Sensoreinstellung und/oder die gesamte Sensorvorrichtung für die Umfelderfassung verworfen werden (Negativprüfung).
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Das heißt, es kann neben der Abbildungsqualität beispielsweise auch berücksichtigt werden, wie aufwendig die Datenverarbeitung ist. Der Verarbeitungsaufwand kann zum Beispiel als Verarbeitungsdauer, Rechenkapazität und/oder Rechenleistung der Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems oder als Datenmenge oder Datengröße der Umfeldsensordaten quantifiziert oder angegeben sein.
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Dadurch, dass verarbeitungsgünstigere Umfeldsensordaten gewählt werden, kann zum Beispiel eine leistungsschwächere Steuereinrichtung verwendet werden. Es können Kosten für das Fahrerassistenzsystem eingespart werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mittels des kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystems zur Fernsteuerung des Kraftfahrzeugs ein Fernsteuerungssignal an ein jeweiliges Steuergerät einer Antriebsvorrichtung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt, also gesendet oder übermittelt. Das Steuergerät der Antriebsvorrichtung kann mit dem Fernsteuerungssignal angesteuert werden. Es erfolgt somit eine elektronische Steuerung des Kraftfahrzeugs zum Fahren entlang der Teststrecke. Die Antriebsvorrichtung kann zum Beispiel eine Lenkanlage, Bremsanlage und/oder ein Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs sein. Es kann sich somit um eine fahrzeuginterne Antriebsvorrichtung handeln.
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Das kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystem kann zum Beispiel ein Parksystem sein, das zum Beispiel als sogenanntes Automated Valet Parking (automatisches Parken) bekannt ist. Das kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystem kann von dem Testumfeld umfasst sein. Das kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystem kann eine Überwachungsinfrastruktur umfassen, um das Testumfeld und das Kraftfahrzeug zu überwachen. Die Überwachungsinfrastruktur kann zum Beispiel Kameras oder andere bekannte Umfelderfassungssensoren umfassen. Durch die Überwachung kennt das kraftfahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem die Position des Kraftfahrzeugs und der Umfeldmerkmale in dem Testumfeld und kann das Kraftfahrzeug entlang der Teststrecke führen. Der Verlauf der Teststrecke ist durch das Fernsteuerungssignal des kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystems vorgegeben.
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Alternativ dazu ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das kraftfahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem als ein Förderbandsystem oder ein Gleissystem ausgebildet ist, welches in dem Testumfeld entlang der Teststrecke verläuft. Die Teststrecke ist somit durch den Verlauf des Förderbandsystems oder Gleissystems vorgegeben.
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Das Förderbandsystem kann zum Beispiel ein oder mehrere verbundene Förderbänder oder Fließbänder aufweisen. Das Gleissystem kann eines oder mehrere Gleise aufweisen, wie sie als Fahrbahn für Schienenfahrzeuge an sich bekannt sind. Zum Befahren des Gleissystems kann die übliche Bereifung des Kraftfahrzeugs zum Beispiel durch Gleisräder ersetzt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird als das jeweilige Umfeldmerkmal ein Objekt, oder eine Markierung, oder eine Wetterbedingung vorgegeben oder bereitgestellt. Es können somit verschiedene Testszenarien für verschiedene Durchläufe oder Testfahrten nachgebildet oder simuliert werden, um die Eignung der jeweiligen Sensorvorrichtung festzustellen. Das jeweilige Umfeldmerkmal kann dabei je Durchlauf statisch oder stationär eingestellt werden oder dynamisch, also zum Beispiel mobil oder veränderbar, eingestellt werden. In der Testumgebung können zum Beispiel für jeden Testzyklus oder für jeden Testdurchlauf die Umfeldmerkmale konstant gehalten oder dynamisch verändert oder angepasst werden.
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Ein Objekt kann vorliegend zum Beispiel eine Person oder ein Hindernis, wie zum Beispiel ein Kraftfahrzeug, eine Wand, eine Säule, ein Absperrband, ein Bordstein, ein Baum, ein Verkehrsschild oder ein anderes vorgegebenes Hindernis sein. Eine Markierung kann vorliegend zum Beispiel ein Fahrbahnmarker, wie zum Beispiel eine Wandmarkierung oder eine Fahrbahnmarkierung sein.
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Eine Wetterbedingung kann vorliegend zum Beispiel Regen, Schnee, ein Sonnenstand, also ein Sonneneinstrahlwinkel relativ zu dem Kraftfahrzeug, sein. Die jeweilige Wetterbedingung kann auch eine Fahrbahnbedingung vorgeben. Eine Fahrbahnbedingung kann zum Beispiel Nässe, Glätte, Rutschigkeit oder eine Haftung auf einem Fahruntergrund, also einer Fahrbahn sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird als die jeweilige Sensorvorrichtung ein Umfeldkamerasystem oder ein Radarsystem oder ein Lidarsystem oder ein Ultraschallsystem bereitgestellt. Die jeweilige Sensorvorrichtung kann je nach Typ einen oder mehrere Sensoren umfassen. Ein Sensor kann zum Beispiel eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor oder ein Ultraschallsensor sein. Die Sensorvorrichtung kann zusätzlich zum Beispiel eine Recheneinrichtung wie zum Beispiel einen Mikrokontroller oder Mikroprozessor umfassen. Damit kann zum Beispiel eine Vorverarbeitung, wie zum Beispiel ein Komprimieren der Umfeldsensordaten, oder eine Vorauswertung der Umfeldsensordaten für das Fahrerassistenzsystem durchgeführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die jeweilige Sensoreinstellung eine Auflösung, eine Sättigung, eine Schärfe, eine Schärfeauflösung, eine Bildrate, ein Sichtfeld, eine Ausrichtung, einen Fokus, eine Wiederholungsrate, ein Frequenzband, eine Frequenzabstimmung und/oder eine Anzahl von Sende-Empfangsmodulen. Die jeweilige Sensoreinstellung ist dabei dem jeweiligen Typ der Sensorvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde, zugeordnet. Natürlich können je nach Typ der Sensorvorrichtung auch andere vorbekannte Sensoreinstellungen umfasst sein. Vorliegend kann die jeweilige Sensoreinstellung eine Gruppe oder Vielzahl von Einstellungen oder Einstellungswerten umfassen.
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Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, welches zumindest eine Sensorvorrichtung umfasst. Das Kraftfahrzeug umfasst eine Fahrzeugführungsschnittstelle. Die Fahrzeugführungsschnittstelle ist zum Koppeln mit einem kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystem, wie es zuvor beschrieben wurde, ausgebildet. In einem gekoppelten Zustand ist das Kraftfahrzeug dazu eingerichtet, entlang einer vorgegebenen Teststrecke in einem vorgegebenen Testumfeld mit vorbekannten Umfeldmerkmalen mittels dem kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystem ferngesteuert zu werden. Die Fahrzeugführungsschnittstelle kann zum Beispiel durch die Räder des Kraftfahrzeugs vorgegeben sein. Alternativ kann die Fahrzeugführungsschnittstelle eine Fernsteuerungsschnittstelle zum Empfangen eines Fernsteuerungssignals, wie es zuvor beschrieben wurde, sein.
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Die jeweilige Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs ist dazu eingerichtet, beim Fernsteuern des Kraftfahrzeugs entlang der Teststrecke mit einer ersten Sensoreinstellung Umfeldsensordaten in den Testumfeld zu ermitteln, also zu messen oder zu detektieren. Die Umfeldsensordaten beschreiben dabei eine Ist-Abbildung zumindest eines Umfeldmerkmals des Testumfelds.
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Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug auch eine Kommunikationsschnittstelle zum Übertragen der Umfeldsensordaten an eine Rechenvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde, auf. Die Rechenvorrichtung ist zum Verarbeiten der Umfeldsensordaten einer der Validierungsroutine, wie sie zuvor beschrieben wurde, ausgebildet. Die Kommunikationsschnittstelle kann zum Beispiel eine kabellose oder kabelgebundene Schnittstelle zur Datenübertragung, wie sie an sich bekannt ist, sein. Zum Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle eine Funkübertragung unterstützen.
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Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Es kann natürlich auch ein entsprechendes Validierungssystem umfassend das zuvor beschriebene Kraftfahrzeug mit dem zuvor beschriebenen Testumfeld, sowie der Rechenvorrichtung und dem kraftfahrzeugexternen Fahrzeugführungssystem vorgesehen sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Validierungssystems für eine Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs eines Fahrerassistenzsystems; und
- 2 ein schematisches Verfahrensablaufdiagramm für ein Validierungsverfahren zum Valideren der jeweiligen Sensorvorrichtung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt in schematischer Darstellung ein Validierungssystem 1 zum Validieren zumindest einer Sensorvorrichtung 12 zur Umfelderfassung für ein Fahrerassistenzsystem 11 eines Kraftfahrzeugs 10. Durch das Validierungssystem 1 soll überprüft werden, ob sich die jeweilige Sensorvorrichtung 12 zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems 11 eignet oder nicht. Es geht also darum festzustellen, ob die jeweilige Sensorvorrichtung 12 Umfeldsensordaten U liefern oder bereitstellen kann, um im Straßenverkehr ein Umfeld oder eine Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 zuverlässig zu erkennen. Die Nachbildung soll dabei so zuverlässig oder korrekt sein, dass das Fahrerassistenzsystem 11 des Kraftfahrzeugs 10 in Abhängigkeit von einem Automatisierungsgrad vollständig oder teilweise automatisch oder autonom durch die Umgebung führen oder lenken kann.
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Dazu umfasst das Validierungssystem 1 das Kraftfahrzeug 10, welches vorliegend zum Beispiel als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst das Fahrerassistenzsystem 11, welches zum automatischen oder autonomen Führen des Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet ist. Das Fahrerassistenzsystem 11 umfasst die Sensorvorrichtung 12, die vorliegend zum Beispiel als Kamerasystem mit zumindest einer Kamera zur Umfelderfassung ausgebildet ist. Natürlich kann die Sensorvorrichtung 12 auch von einem anderen Sensortyp sein, der im Fahrzeugbereich in bekannter Weise zur Umfelderfassung eingesetzt wird. Zum Beispiel kann die Sensorvorrichtung 12 einen Lidarsensor oder einen Radarsensor oder einen Ultraschallsensor umfassen.
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In dem Ausführungsbeispiel in 1 ist beispielhaft nur eine Sensorvorrichtung 12 dargestellt. Natürlich kann das Kraftfahrzeug 10 ein Sensorset mit einer Vielzahl von gleichartigen oder verschiedenen Sensorvorrichtungen umfassen.
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Die Sensorvorrichtung 12 ist zum Erfassen des Umfelds des Kraftfahrzeugs 10, insbesondere zumindest einem Umfeldmerkmal 21, in dem Fahrzeugumfeld ausgebildet. Durch die Umfelderfassung generiert die Sensorvorrichtung die Umfeldsensordaten U, die das jeweilige Fahrzeugumfeld abbilden oder nachbilden können.
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Das Kraftfahrzeug umfasst im eine Kommunikationsschnittstelle 13. Mittels der Kommunikationsschnittstelle 13 können die Umfeldsensordaten U kann das zur Weiterverarbeitung für die Validierung nach fahrzeugextern an eine Rechenvorrichtung 30 übermittelt werden. Die Kommunikationsschnittstelle 13 ist vorliegend zum Beispiel als Funkmodul ausgestaltet. Die Umfeldsensordaten U können somit mittels Funkkommunikation übertragen werden.
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Das Kraftfahrzeug 10 umfasst auch eine Kraftfahrzeugführungsschnittstelle 14. Die Kraftfahrzeugführungsschnittstelle 14 ist vorliegend als Empfangsschnittstelle für ein Fernsteuerungssignal F ausgebildet. Die Fahrzeugführungsschnittstelle 14 kann zum Beispiel analog zu der Kommunikationsschnittstelle 13 als Funkschnittstelle ausgebildet sein. Das Fernsteuerungssignal F kann somit mittels Funkübertragung übertragen und empfangen werden. Mittels des Fernsteuerungssignals F kann eine Fernsteuerung des Kraftfahrzeugs 10 erfolgen.
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Zum Validieren der Sensorvorrichtung 12 wird das Kraftfahrzeug 10 in dem Validierungssystem 1 somit nicht mittels des Fahrerassistenzsystems 11, wie es an sich bekannt ist, (teil)automatisch oder (teil)autonom geführt, indem die Umfeldsensordaten U in geeigneter Weise verarbeitet und in ein Steuersignal für eine Antriebsvorrichtung (in 1 nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs 10 umgesetzt wird. Stattdessen wird das Steuersignal zur Steuerung der Antriebsvorrichtung das Fernsteuersignal F bereitgestellt.
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Das Fernsteuersignal F wird von einem (kraft)fahrzeugextern Fahrzeugführungssystem 40 des Validierungssystems 1 erzeugt und an das Kraftfahrzeug 10 übermittelt. Das fahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem 40 ist vorliegend beispielsweise als automatisches Parksystem, wie es zum Beispiel vom sogenannten Automated Valet Parking bekannt ist, ausgebildet. Das fahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem 40 steuert das Kraftfahrzeug 10 somit fern. Durch das Fernsteuersignal F sind somit Fahrmanöver des Kraftfahrzeugs 10 oder Fahreinstellungen für das Kraftfahrzeug 10 vorgegeben.
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Das Validierungssystem 1 umfasst außerdem ein Testumfeld 20, welches auch als Testumgebung bezeichnet werden kann. Das Testumfeld 20 ist ein begrenztes Gebiet, wie zum Beispiel ein Parkhaus, in welchem das Kraftfahrzeug 10 manövriert oder ferngesteuert werden kann. Das Testumfeld 20 umfasst eine Teststrecke 22, welche einen Fahrkorridor oder eine Fahrbahn für das Kraftfahrzeug 10 vorgibt. Das Testumfeld 20 umfasst zudem Umfeldmerkmale 21, welche Objekte oder Hindernisse oder Wetterbedingungen in dem Testumfeld 20 beschreiben oder ausbilden.
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Die Umfeldmerkmale 21 sind vorliegend beispielhaft entlang der Teststrecke 22 verteilt angeordnet. Die Umfeldmerkmale 21 können zum Beispiel ein Objekt oder Hindernis für das Kraftfahrzeug 10 entlang der Teststrecke 22 sein. Ein solches Umfeldmerkmal 21 ist vorliegend beispielhaft eine Fahrbahnmarkierung 21 a, die als Bodenmarkierung auf der Teststrecke 22 ausgeführt ist. Ein weiteres Umgebungsmerkmal 21 ist beispielhaft als Hindernis 21 b, wie zum Beispiel eine Säule, oder ein anderes Kraftfahrzeug ausgebildet, das in die Teststrecke 22 hineinragt. Ein weiteres Umgebungsmerkmal 21 kann zum Beispiel eine Wetterbedingung 21c sein. Die Wetterbedingung 21 c ist vorliegend zum Beispiel ein Regenschauer, der auf der Teststrecke 22 niedergeht und dabei zum Beispiel eine Fahrbahnbedingung verändert. Die Fahrbahnbedingung kann eine Eigenschaft des Fahruntergrunds, also der Teststrecke 22, wie zum Beispiel eine Bodenbeschaffenheit, sein. Vorliegend kann die Wetterbedingung 21 c die Teststrecke 22 zum Beispiel benässen. Dadurch ist die Teststrecke 22 zum Beispiel rutschiger und kann einfallendes Licht, wie zum Beispiel Sonnenstrahlen, stärker oder diffuser reflektieren.
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Das jeweilige Umfeldmerkmal 21 kann zum Beispiel durch eine Infrastruktur des Testumfelds 20 realisiert werden. Zum Beispiel kann die jeweilige Wetterbedingung 21 c vorliegend durch eine Sprinkleranlage für einen Brandschutz umgesetzt sein. Die jeweiligen Umfeldmerkmale 21 können stationär oder dynamisch veränderbar ausgestaltet sein.
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Zum Validieren der Sensorvorrichtung 12 ist das kraftfahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem 40 nun ausgebildet, das Kraftfahrzeug 10 entlang der Teststrecke 22 durch die Testumgebung 20 fernzusteuern oder zu manövrieren. Vorzugsweise wird das Kraftfahrzeug 10 in dem Validierungssystem mittels des fahrzeugexternen Fahrzeugführungssystems 40 so betrieben, dass die Teststrecke 22 in einem Testzyklus mit mehreren Testfahrten wiederholt durchfahren oder abgefahren wird. Das Abfahren erfolgt dabei ohne Zutun einer Bedienperson oder einer fahrzeuginternen Fahrzeugsteuerung zum automatisierten Steuern des Kraftfahrzeugs 10.
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Während jeder Testfahrt erfasst die Sensorvorrichtung 12 die Umfeldsensordaten U. Zum Validieren der Sensorvorrichtung 12 werden diese Umfeldsensordaten U mittels der Rechenvorrichtung 30 des Validierungssystems 1 ausgewertet oder verarbeitet. Die Rechenvorrichtung 30 kann zum Beispiel als ein Serversystem oder ein Computer oder ein Computerverbund mit zumindest einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet sein. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann zum Beispiel ein neuronales Netz mit einer künstlichen Intelligenz zur Datenverarbeitung umfassen.
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Wie in dem Validierungssystem 1 die Validierung der Sensorvorrichtung 12 durchgeführt werden kann, ist in dem schematischen Verfahrensablaufdiagramm gemäß 2 näher beschrieben. In dem Validierungsverfahren wird in einem Schritt S1 das Kraftfahrzeug 10 mit der Sensorvorrichtung 12 für das Fahrerassistenzsystem 11 bereitgestellt. Anschließend wird in einem Schritt S2 das vorgegebene Testumfeld 20 mit den vorbekannten Umfeldmerkmalen 21 und mit der vorgegebenen Teststrecke 22 bereitgestellt. In einem Schritt S3 wird außerdem das kraftfahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem 40 zum Fernsteuern des Kraftfahrzeugs 10 entlang der Teststrecke 22 bereitgestellt.
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Anschließend wird in den Schritten S4, S5 und S6 eine Validierungsroutine V durchgeführt. Die Validierungsroutine V korrespondiert mit einer Testfahrt, also einer Durchfahrt der Teststrecke 20. Für jede weitere Durchfahrt kann eine weitere Validierungsroutine V durchgeführt werden.
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In der Validierungsroutine V werden in dem Schritt S4 die Umfeldsensordaten U mittels der Sensorvorrichtung 12 in einer ersten Sensoreinstellung E1 erfasst. Durch die Sensoreinstellung E1 ergibt sich eine bestimmte Abbildungseigenschaft der Umfeldsensordaten U. Die jeweilige Sensoreinstellung gibt somit die Abbildungseigenschaft der Ist-Abbildung des zumindest einen Umfeldmerkmals 21 an. Eine Sensoreinstellung kann eine einzelne Einstellung oder eine Gruppe von mehreren Einstellungen, also ein Einstellungsset, sein. Für die als Kamera ausgestaltete Sensorvorrichtung 12 kann die jeweilige Sensoreinstellung zum Beispiel eine Auflösung, eine Sättigung, eine Schärfe, eine Schärfeauflösung, eine Bildrate, ein Sichtfeld, eine Ausrichtung, ein Fokus oder ein Fokusbereich in dem Sichtfeld (Field of View) sein. Die Einstellungen können je nach Sensortyp variieren.
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In dem Schritt S5 wird anschließend geprüft, ob die jeweiligen Umfeldsensordaten U gemäß einem vorgegebenen Übereinstimmungskriterium mit vorgegebenen Referenzumfelddaten R übereinstimmen. Die Referenzumfelddaten R beschreiben eine Soll-Abbildung des zumindest einen Umfeldmerkmals 21 des Testumfelds 22. Die Referenzumfelddaten R geben somit Soll-Daten oder Zielwerte für die Umfeldsensordaten U vor. Die Referenzumfelddaten R sind zum Beispiel Daten, für die bekannt ist, dass damit das Betreiben des Fahrerassistenzsystems 11 zuverlässig möglich ist. Die Referenzumfelddaten R können zum Beispiel aus Erfahrungswerten oder durch Testversuche ermittelt werden.
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Ziel der Prüfung ist es, dass die Umfeldsensordaten U möglichst nah an den Referenzumfelddaten R liegen. Die Umfeldsensordaten U müssen mit den Referenzumfelddaten R somit nicht exakt übereinstimmen, sondern können zum Beispiel innerhalb eines vorgegebenen Näherungsbereichs der Referenzumfelddaten R liegen. Das Übereinstimmungskriterium kann zum Beispiel einen Schwellenwert für den Näherungsbereich angeben.
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Nur, wenn die Umfeldsensordaten U gemäß dem Übereinstimmungskriterium mit den Referenzdaten übereinstimmen, wird die Prüfung als positiv angesehen. Stimmen die Umfeldsensordaten U gemäß dem Übereinstimmungskriterium hingegen nicht mit den Referenzumfelddaten R überein wird die Prüfung als negativ bewertet.
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Nur dann, wenn das Prüfungsergebnis positiv ist (J), wird das Verfahren in dem Schritt S6 fortgesetzt. In dem Schritt S6 wird die Sensorvorrichtung 12 mit der ersten Sensoreinstellung E1 zur Umfelderfassung für das Fahrerassistenzsystem 11 validiert. Das heißt, die Sensorvorrichtung 12 ist mit der ersten Sensoreinstellung E1 als geeignet eingestuft.
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Ist das Prüfungsergebnis hingegen negativ (N), kann die Validierungsroutine mit einer zweiten Sensoreinstellung E2 der Sensorvorrichtung 12 wiederholt werden.
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Die Validierungsroutine V wird somit in dem Schritt S4 fortgesetzt. Dabei wird die zweite Sensoreinstellung E2 so gewählt, dass sich ein Abweichungswert einstellt, bei dem eine Abweichung der Umfeldsensordaten von den Referenzumfelddaten im Vergleich zu der ersten Sensoreinstellung E1 reduziert ist. Dadurch können die Abbildungsqualität und somit die Übereinstimmungswahrscheinlichkeit erhöht werden.
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Je besser die Abbildungsqualität, desto wahrscheinlicher eignet sich die Sensorvorrichtung 12 mit der jeweiligen Einstellung zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems 11. Je höher die Abbildungsqualität, desto höher ist aber auch ein Verarbeitungsaufwand zum Verarbeiten der jeweiligen Umfeldsensordaten U durch die Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems 11. Je höher die Abbildungsqualität, desto größer ist nämlich in der Regel auch eine Dateigröße oder Datenmenge der Umfeldsensordaten U.
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Um zu vermeiden, dass immer nur die Sensorvorrichtung 12 mit der Einstellung gewählt wird, die die beste Abbildungsbildqualität bereitstellt, kann in der Validierungsroutine V zusätzlich ein Verarbeitungsaufwandswert berücksichtigt werden, der den Verarbeitungsaufwand der Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems 11 zur Datenverarbeitung der Umfeldsensordaten U angibt.
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Alternativ zu den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen kann beispielsweis ein Kraftfahrzeug 10 mit zwei oder mehr Sensorvorrichtungen 12 bereitgestellt und gemäß der Validierungsroutine überprüft werden. Die Sensorvorrichtungen12 können für das Fahrerassistenzsystem 11 zum Beispiel funktionsgleiche Umfeldsensordaten U bereitstellen. Zum Beispiel können die Sensorvorrichtungen einen gleichen oder überschneidenden Umfeldbereich erfassen. Die Sensorvorrichtungen können zum Beispiel redundant zueinander ausgebildet sein. In der Validierungsroutine V kann nun eine der Sensorvorrichtungen zum Validieren ausgewählt werden. Dazu kann zum Beispiel bei positivem Prüfungsergebnis (J) der zuvor beschriebene Abweichungswert für jede der Sensorvorrichtungen bestimmt. Eine der Sensorvorrichtungen wird dann gemäß einem vorgegebenen Auswahlkriterium ausgewählt. Gemäß dem Auswahlkriterium kann zum Beispiel die Sensorvorrichtung mit dem geringsten Abweichungswert ausgewählt werden. Nur die ausgewählte Sensorvorrichtung wird dann in dem Schritt S6 validiert.
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Insgesamt zeigen die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, wie das Kraftfahrzeug 12 reproduzierbar für vorgegebene Anwendungsfälle mit bestimmten statischen oder wiederholt bewegten Objekten die Teststrecke 22 abfahren kann und dabei das Sensorset, also die Sensorvorrichtung 12, getestet wird. Das automatische Parksystem wird genutzt, um das Kraftfahrzeug 10 hochgenau durch das Testumfeld 20 zu lenken, wobei zum Beispiel künstliche Wetterbedingungen und Objekte, die mittels der Sensorvorrichtung 12 detektiert werden sollen, erzeugt werden, um die Leistung der Sensorvorrichtung 12 zur Umfelddetektion zu vergleichen. Das Testumfeld 20 kann beliebig groß sein, sodass zum Beispiel Anwendungsfälle, wie zum Beispiel für eine Autobahn, nachgebildet werden können.
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Mit diesem Ansatz werden keine Modifikationen am Kraftfahrzeug 10 selbst benötigt, da die Infrastruktur des Testumfelds 20, vorliegend insbesondere das kraftfahrzeugexterne Fahrzeugführungssystem 40, die Kontrolle über das Kraftfahrzeug 10 übernimmt. Das Kraftfahrzeug 10 selbst, insbesondere das Fahrerassistenzsystem 11 braucht somit noch nicht vollständig betriebsfähig sein.
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Ausgehend von der Validierung kann das Kraftfahrzeug 10 so optimiert werden, dass alle kritischen Anwendungsfälle für das Fahrerassistenzsystem 11 erfüllt werden. Wird festgestellt, dass zu viele redundante Sensorvorrichtungen und somit zu viel Umgebungserfassungsredundanz vorliegt, können die Sensoren optimiert oder sogar reduziert werden, um so Kosten zu sparen. So können früh im Entwicklungsprojekt eines Kraftfahrzeugs, also vor der Serienherstellung, die Leistungen verschiedener Sensoren und Sensortypen verglichen werden. Zum Beispiel können Sensoren verschiedener Hersteller miteinander verglichen werden, um eine optimale Lösung zu finden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2020/0027292 A1 [0012]
- US 2020/0065996 A1 [0013]
