JP2021507247A - 設備の自動化システムを分析するための方法、設備の自動化システムを少なくとも部分的にバーチャル運転するためのエミュレータおよび設備の自動化システムを分析するためのシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、自動化システム、特に車両におけるドライバーアシストシステムを分析するための方法と、設備の自動化システムを少なくとも部分的にバーチャル運転するためのエミュレータと、設備の自動化システムを分析するためのシステムとに関する。その際、設備のための環境シナリオ、特に交通シナリオがシミュレートされる。シミュレートされた環境シナリオに基づいて、少なくとも１つの環境センサによって検出され得る応答信号特に超音波応答信号が、少なくとも１つの環境センサの観点から導き出される。応答信号は、エミュレータを用いて、少なくとも１つの環境センサに出力され、少なくとも１つの環境センサは、出力された応答信号に基づいてセンサデータを生成する。さらに、自動化システムおよび／あるいは設備は、生成されたセンサデータと好適には現実のおよび／あるいはシミュレートされたセンサのさらなるセンサデータとを用いて運転される。

Description

本発明は、自動化システム、特に車両におけるドライバーアシストシステムを分析するための方法と、設備の自動化システムを少なくとも部分的にバーチャル運転するためのエミュレータと、設備の自動化システムを分析するためのシステムとに関する。

現代のドライバーアシストシステム（Advanced Driver Assistance Systems、ＡＤＡＳ）は、それによって提供される快適性と向上する車両安全性とに基づいて、この間に広く普及している。そのようなシステムの開発はますます、いわゆる「from road to rig」予測に基づいており、その予測の枠内でドライバーアシストシステムのテストは、現実の環境においてではなくシミュレートされた環境において実行される。

「from road to rig」予測はたとえば、いわゆる「vehicle-in-the-loop」の応用に置き換えられ、そこにおいては車両を現実の環境でのように運転できるが、しかしながら車両とその環境との相互作用は、人工的にひいてはコントロールされたやり方で生じる。それでたとえば、距離を測定するために設置されている車両のセンサの前で物理的な対象物を動かして、対象物から車両への様々な距離をシミュレートする試験台が知られている。それで、様々な距離に対するドライバーアシストシステムの反応をテストすることができる。

本発明の課題は、設備の自動化システムを、シミュレートされるテスト環境に結び付けるのを容易にすることである。

この課題は、独立請求項に記載の、自動化システムを分析するための方法と、設備の自動化システムを少なくとも部分的にバーチャル運転するためのエミュレータと、設備の自動化システムを分析するためのシステムとによって解決される。

本発明の第１の態様は、設備の自動化システム、特に環境センサを備える車両のドライバーアシストシステムを分析するための方法に関する。本方法は、以下の作業ステップ、すなわち、（ｉ）設備のための環境シナリオ、特に交通シナリオをシミュレートするステップと、（ｉｉ）少なくとも１つの環境センサによって検出され得る応答信号特に超音波応答信号を、少なくとも１つの環境センサの観点から環境シナリオに基づいて導き出すステップと、（ｉｉｉ）エミュレータを用いて応答信号を少なくとも１つの環境センサに出力するステップであって、少なくとも１つの環境センサは、出力された応答信号に基づいてセンサデータを生成するステップと、（ｉｖ）生成されたセンサデータと好適には現実のおよび／あるいはシミュレートされたセンサのさらなるセンサデータとを用いて、自動化システムおよび／あるいは設備を運転するステップと、を備える。

本発明の主旨におけるエミュレータは、特にシミュレートされた環境シナリオを特徴付ける目標信号と制御パラメータとに基づいて、シミュレートされた環境シナリオに関する情報を、少なくとも１つの環境センサたとえば超音波センサに出力するために設置されている装置である。その際、エミュレータは好適には応答信号たとえば超音波応答信号を送信し、当該信号はこれらの情報を含み、かつ、少なくとも１つの環境センサによって受信されて、対応するセンサデータに変換され得る。付加的にエミュレータは、少なくとも１つの環境センサから送信される信号を受信し、かつ、受信された信号に応じて、特に信号が受信される時点に応じて応答信号を送信するために設置されていてよい。

本発明の主旨におけるシミュレートされた環境シナリオは、特に、設備、特に車両の周辺環境のモデルであって、設備の自動化システム特にドライバーアシストシステムの運転に関連する情報を届けるモデルである。その際、これらの情報は、自動化システムの運転にとって必須のものであり得る。シミュレートされた環境シナリオはたとえば、シミュレートされた車両がシミュレートされた道路を移動するか、あるいは道路脇に停車している２台の車両の間の駐車スペースが形成される交通状況であってよい。そのようなシミュレートされた環境シナリオは好適には、シミュレートされた環境シナリオの（バーチャルな）対象物および／あるいは設備の少なくとも１つの場合によってはシミュレートされた環境センサの間の距離についての情報を届ける。代替的あるいは付加的に、シミュレートされた環境シナリオは、設備、特に車両の周辺環境の（シミュレートされた）検出が、湿度、気圧などのようなシミュレートされた気象条件および／あるいは降雨、降雪、霧などのようなシミュレートされた天候状態に影響を受け特に阻害される天候状況も考慮に入れてよい。

本発明の主旨における環境センサは、特に、設備、特に車両の環境もしくは周辺の物理的な大きさを検出および／あるいは測定するための装置である。その際、好適には環境センサは、設備の環境もしくは周辺を探査し、特に感知するために設置されている。環境センサはたとえば、超音波センサ、レーダーセンサおよび／あるいはライダーセンサとして形成されていてよく、音波もしくは電磁波を送信して、設備の環境もしくは周辺に影響された、特に対象物に反射した音波もしくは電磁波を受信するために設置されていてよい。さらに環境センサは好適には、受信された応答信号に基づいて、応答信号および／あるいはこの信号に含まれる情報を特徴付けるセンサデータを生成するために設置されていてよい。

本発明は、特に、シミュレートされた環境シナリオ、特にシミュレートされた交通状況を特徴付けるセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、設備の自動化システムたとえば車両のドライバーアシストシステムを運転するための予測を基礎にしている。そのために好適には、シミュレートされた環境シナリオに関連する情報を含む応答信号が、少なくとも１つの環境センサでエミュレータによって準備される。少なくとも１つの環境センサによって、それが受信する応答信号は、対応するセンサデータに変換され得る。その際、たとえば準備された信号が、シミュレートされた環境シナリオに関連する情報に対応して変調され、および／あるいは所与の時点で、特に時間遅れでエミュレータから少なくとも１つの環境センサへ送信されることによって、応答信号は好ましいやり方で、少なくとも１つの環境センサの観点から、シミュレートされた環境シナリオから導き出される。

シミュレートされた交通状況、たとえば車両、道路標識、建物および／あるいは縁石のような対象物によって画定される駐車スペースに基づいて、たとえば超音波応答信号を生成することができ、エミュレータによって少なくとも１つの超音波センサに出力できる。その際、超音波応答信号は、好適には少なくとも車両、特に少なくとも１つの超音波センサから、駐車スペースを画定する対象物までの距離を特徴付ける。それに基づいて少なくとも１つの超音波センサによって生成されたセンサデータによって、車両のドライバーアシストシステムたとえば駐車アシストが、駐車プロセスに関するヒントを車両のドライバーに出力することができ、および／あるいは自律的にあるいは少なくとも部分自律的に駐車することができる。

それで少なくとも１つの環境センサが、それについて現実の環境条件を変える必要なしに、可変に反応できるので、これは、特に有利である。特に、自動化システムには応答信号に基づいて、ほぼ任意の環境シナリオが、特に少なくとも１つの環境センサの観点から表わされてよい。たとえば、それによって環境シナリオからの一対象物を、超音波センサの前にシミュレートでき、その対象物から超音波センサまでの距離は、エミュレータによって時間遅れで出力される応答信号を介して調節できる。それで、超音波センサによって生成されたセンサデータを処理するドライバーアシストシステムのために、ほぼ任意の交通状況を表わすことができ、これらの交通状況に対するその反応をテストできる。その際、どのような背景でドライバーアシストシステムがテストされるのかは重要ではなく、すなわちドライバーアシストシステムは、たとえば道路もしくはテスト区間での現実の環境でも、試験台たとえばシャーシダイナモメータもしくは駆動トレイン試験台でもテストできる。

全体的に本発明は、設備の自動化システムを、シミュレートされたテスト環境と容易に結び付けることを可能にする。

好ましい一実施形態において、少なくとも１つの環境センサは、センサモデルを用いてシミュレートされる。その際、シミュレートされた環境シナリオは、シミュレートされた少なくとも１つの環境センサによってバーチャルに検出され、好適にはバーチャルに検出されたシミュレートされた環境シナリオに基づいて、応答信号が生成される。その際、特に、少なくとも１つの環境センサは、設備の周辺の物理的な大きさたとえば車両を取り巻く対象物までの距離を、シミュレートされた環境シナリオにおいて検出特に測定できるように、センサモデルによってシミュレートされる。それによって、シミュレートされた環境シナリオは、応答信号によって、特に確実かつ詳細に特徴付けられる。その上それによって、応答信号を導き出す際に、シミュレートされた環境シナリオに関して少なくとも１つの環境センサの観点を考慮に入れることが容易になる。

好ましいさらなる一実施形態において、シミュレートされた環境シナリオをバーチャルに検出するための信号、特にその拡散と強度、および応答信号が、センサモデルによって物理的なモデルに基づいてシミュレートされる。好適には、少なくとも１つの環境センサを、シミュレートされた環境シナリオ内部に複写するのに、すなわち、少なくとも１つの環境センサあるいは少なくともその機能、特に信号の送信を、シミュレートされた環境シナリオ内部にシミュレートするのに、センサモデルが適している。物理的なモデルに基づいて、特にシミュレートされた少なくとも１つの環境センサから送信される信号たとえば超音波信号の反射、散乱、吸収をシミュレートでき、それによって、シミュレートされた環境シナリオを特に正確かつ現実に忠実に検出することが可能になる。

好ましいさらなる一実施形態において、自動化システムおよび／あるいは設備は、試験台であるいはフィールドにおいて、シミュレートされた環境シナリオを用いて運転される。好適には試験台は、少なくとも１つの環境センサの他にさらなるセンサを励起するために設置されているので、試験台によって与えられるシミュレートされた環境シナリオに関する広範囲の情報が、設備の自動化システムを運転するために準備されている。たとえば試験台は、様々な走行路事情もしくは道路上での車両の牽引性能をエミュレートできるシャーシダイナモメータもしくは駆動トレイン試験台として形成されていてよい。代替的あるいは付加的に、試験台は、シミュレートされた環境シナリオにおける超音波をシミュレートするためのエミュレータの他に、レーダーターゲットエミュレータおよび／あるいはライダーターゲットエミュレータ、画像ストリームエミュレータ、騒音エミュレータおよび／あるいは気象エミュレータを備えてよい。そのような試験台であるいはフィールドにおいて車両を運転することによって、ただしその際にはドライバーアシストシステムはシミュレートされた環境シナリオを用いて運転されるが、一方ではドライバーアシストシステムを広範囲に分析することができ、他方では車両のさらなるシステムあるいはコンポーネントたとえば別のドライバーアシストシステムやシャーシおよび／あるいはエンジン制御装置との協働も分析してテストすることができる。その際、シミュレートされた環境シナリオを試験台あるいはフィールドに統合すれば、効率的かつ安全に、特に起こり得る設備の損傷なしに、分析を実施できる可能性が得られる。

好ましいさらなる一実施形態において、エミュレータは応答信号の出力時に、少なくとも１つの環境センサから送信された受信信号を考慮に入れる。その際、特にエミュレータは、信号が受信された時点を考慮に入れ、応答信号を時間遅れで出力する。それによってエミュレータは、変調された環境シナリオの対象物と少なくとも１つの環境センサとの間の距離を、確実かつ正確に複写することができる。

好適には受信された信号は、シミュレートされた環境シナリオに基づいて応答信号を生成するために変調されるので、シミュレートされた環境シナリオの１つあるいは複数の対象物は応答信号によって複写され、もしくは、応答信号はシミュレートされた環境シナリオの対象物によって特徴付けられている。それによって応答信号内に、シミュレートされた環境シナリオに関する、特に詳細な情報を含むことができ、それによって、設備の自動化システムを、特に確実かつ広範囲に分析することが可能となる。

本発明の第２の態様は、設備の自動化システム特に環境センサを備える車両のドライバーアシストシステムを少なくとも部分的にバーチャル運転するためのエミュレータに関する。エミュレータは好適には、環境センサから送信される信号を受信するために設置されている受信部と、受信された信号に対する応答信号を送信するために設置されている送信部とを備える。その上エミュレータは好適には、エミュレータ自体から（意図せずに）反射した信号を吸収するために設置されている吸収領域を備える。

エミュレータは好適には、環境センサにあるいは環境センサの前に配置されて、環境センサに送信部から送信されるものではない信号に対して環境センサを遮蔽するために設置されている。それによって、受信された応答信号に基づいて環境センサによって生成されるセンサデータは、ほぼシミュレートされた環境シナリオによってのみ特徴付けられているので、自動化システムを確実に、少なくとも部分的にバーチャル運転することができる。

エミュレータはたとえば、少なくとも部分的に、特に受信部および／あるいは送信部の領域において、環境センサから送信される信号を吸収するのに適した材料でコーティングされていてよいので、環境センサから送信され直接受信部に当たらない信号が吸収される。好適には材料は、音波吸収材特に音波吸収の発泡材マットとして形成されており、環境センサから送信される超音波信号を吸収するのに適している。

好ましい一実施形態において、エミュレータはさらに、受信された信号に基づいて応答信号を生成するために設置されている信号処理装置を備える。代替的あるいは付加的に、エミュレータは、目標信号および／あるいは制御パラメータを特にリアルタイムに中央制御部から受信するためのデータインターフェースを備える。それによってエミュレータを確実に運転でき制御できて、必要に応じて特に応答信号の生成に影響を及ぼすことができる。

その際、信号処理装置は好適には、シミュレートされた環境シナリオに基づいて特に受信された目標信号および／あるいは制御パラメータに基づいて、受信された信号を変調させ、および／あるいは時間的に遅らせて、もしくは時間遅れで送信部に出力するために設置されている。信号処理装置はたとえば、適当にプログラム化されたマイクロコントローラとして形成されていてよい。それで、シミュレートされた環境シナリオを応答信号によって正確に複写することが可能になる。

データインターフェースは好適には、Ｄサブコネクタとして形成されており、たとえば、目標信号および／あるいは制御パラメータを中央制御部からデータバスを介して、特にＩ^２Ｃバスを介して受信するために設置されている。中央制御部とは、環境シナリオをシミュレートするためのシミュレーション手段によって、たとえばＵＤＰプロトコルを用いたネットワーク接続を介して、シミュレートされた環境シナリオに関するシミュレーションデータを受信し、受信されたシミュレーションデータに基づいて目標信号および／あるいは制御パラメータを生成し、データインターフェースに出力するために設置、特にプログラム化されているマイクロコントローラのことであってよい。それによって、シミュレートされた環境シナリオに関する情報を、確実かつフレキシブルにエミュレータで準備することができる。

好ましいさらなる一実施形態において、受信部と送信部は、信号吸収チャンバ内に設けられている。好適には信号吸収チャンバは、エミュレータの吸収領域を形成する。たとえば信号吸収チャンバは、環境センサから送信される信号を吸収するのに適した材料で、少なくとも部分的に内張りされている。その際、エミュレータの受信部および／あるいは送信部は、好ましいやり方で、信号吸収チャンバの空洞部内に設けられているので、環境センサから送信される信号は、受信部の他に信号吸収チャンバ、特に信号吸収材に当たっても反射せず、それで送信部から送信される応答信号は妨害されない。

好ましいさらなる一実施形態において、信号吸収チャンバは開口部を備え、当該開口部を通って信号がエミュレータ内に入ることができ、および／あるいは当該開口部内／開口部前に環境センサを設けることができる。その際、エミュレータの受信部および／あるいは送信部は好適には、信号吸収チャンバの開口部に向かい合う側に設けられている。それによって、環境センサから送信される信号の意図しない反射および／あるいは送信部から送信される応答信号の妨害を確実に回避することができ、すなわち、環境センサと送信部および／あるいは受信部を設備の環境に対して効果的に遮蔽することを可能にする。

本発明の第３の態様は、設備の自動化システム特に環境センサを備える車両のドライバーアシストシステムを分析するためのシステムに関する。本システムは、設備のための環境シナリオをシミュレートするためのシミュレーション手段と、好適には本発明の第２の態様に従った少なくとも１つのエミュレータ特に超音波エミュレータとを備える。その際、少なくとも１つのエミュレータは、環境センサの観点から環境シナリオに基づいて信号を環境センサに出力するために設置されている。

さらなる一実施形態において、本システムはさらに中央制御部を備える。好適には中央制御部と少なくとも１つのエミュレータは、特にデータインターフェースを介して互いに連通するために設置されている。さらに好適には中央制御部は、環境シナリオに基づいて応答信号の出力を複数のエミュレータで制御するために設置されている。それによって、特に空間的に互いに離れている複数の環境センサを、それぞれ１つのエミュレータによって励起でき、すなわち、シミュレートされた環境シナリオに関してそれぞれの環境センサのポジションに適合された応答信号をそれぞれの環境センサで準備することができ、それによって、自動化システムの特に広範囲の分析が可能となる。

その際、中央制御部は、特に、環境シナリオをシミュレートするためのシミュレーション手段によってたとえばＵＤＰプロトコルを用いたネットワーク接続を介して準備されるシミュレーションデータから、対応する目標信号および／あるいは制御パラメータを生成し、少なくとも１つのエミュレータのデータインターフェースでその準備を調整するために設置されている。シミュレーションデータは、それによって特にフレキシブルに、自動化システムを分析するために使用できる。

好ましいさらなる一実施形態において、中央制御部は、複数のエミュレータの各々のために、周波数と振幅と応答不動作時間とを定義する。それによって、シミュレートされた環境シナリオを、複数のエミュレータの応答信号の各々によって、特に現実的かつ詳細に複写できる。

本発明の第１の態様とその有利な形態とに関して記述される特徴と利点は、少なくとも技術的に有意義な点で、本発明の第２と第３の態様とその有利な形態にも当てはまり、その逆も当てはまる。

本発明のさらなる特徴と利点と使用可能性は、図と関連して以下の記述からもたらされ、図においては一貫して、本発明の同じあるいは互いに対応する要素には、同じ符号が用いられる。少なくとも部分的に概略的に示されるのは以下である。

本発明に係る方法の好ましい一実施例である。 本発明に係るエミュレータを有する試験台である。 本発明に係るエミュレータのハウジングである。 切断線ＩＶ−ＩＶに沿った図３のエミュレータの断面図である。 切断線Ｖ−Ｖに沿った図３のエミュレータの断面図である。 切断線ＶＩ−ＶＩに沿った図３のエミュレータの断面図である。 平面Ｘ−Ｚにおける図３のエミュレータの三次元描写での断面図である。 本発明に係るシステムの好ましい一実施例である。

図１は、設備の自動化システム、特に車両のドライバーアシストシステムを分析するための本発明に係る方法１００の好ましい一実施例を示している。

方法のステップＳ１において、設備のための環境シナリオ、特に交通シナリオがシミュレートされる。これは好適には、適当なソフトウェアたとえばAVL VSM（登録商標）あるいはVires VTD（登録商標）を用いて実行される。その際、環境シナリオを特徴付けるシミュレーションデータ、すなわち、たとえばシミュレートされた環境シナリオの様々な対象物の形状や、これらの対象物の物理的な特性や、これらの対象物間の距離や、気象条件や、走行路事情などに関する情報を含むシミュレーションデータが生成され得る。

さらなる方法のステップＳ２において、好適には設備の少なくとも１つの環境センサたとえば車両の超音波センサが、シミュレートされた環境シナリオにおいて、センサモデルを用いてシミュレートされる。センサモデルは物理的なモデルを含んでよく、当該モデルに基づいて、シミュレートされた環境センサとシミュレートされた環境シナリオの対象物との間の相互作用を導き出すことができる。それによってたとえば、シミュレートされた環境センサからシミュレートされた環境シナリオへ送信される信号、特にその拡散と強度とをシミュレートできる。特に、シミュレートされた環境シナリオの対象物でのシミュレートされた信号の反射と透過と吸収が、算出される。

さらなる方法のステップＳ３において、少なくとも１つの環境センサの観点から好適にはシミュレートされた環境シナリオに基づいて、特にシミュレートされた環境シナリオにおけるシミュレートされた環境センサに基づいて、および／あるいはシミュレートされた環境センサから送信されるシミュレートされた環境シナリオを検出するためのシミュレートされた信号のシミュレートされた相互作用に基づいて、応答信号が生成される。応答信号は、好ましいやり方で、自動化システムの運転のために重要な、シミュレートされた環境シナリオに関する情報を含む。応答信号はたとえば、準備された信号の変調および／あるいは時間遅延によって、シミュレートされた環境センサから送信される信号とシミュレートされた環境シナリオとの間のシミュレートされた相互作用に基づいて生成できる。

さらなる方法のステップＳ４において、応答信号が、エミュレータから設備の少なくとも１つの環境センサに伝達され、たとえば音波が、エミュレータの送信部を用いて超音波センサとして形成された少なくとも１つの環境センサに出力される。それで、少なくとも１つの環境センサによって応答信号に基づいて、シミュレートされた環境シナリオを特徴付けるセンサデータを生成できる。

さらなる方法のステップＳ５において、自動化システムおよび／あるいは設備は、生成されたセンサデータに基づいて運転される。付加的に、現実のおよび／あるいはシミュレートされたセンサのさらなるセンサデータが生成されてよく、自動化システムおよび／あるいは設備を運転するために用いられてよい。

図２は、設備の自動化システム、特に車両３のドライバーアシストシステム２を少なくとも部分的にバーチャル運転するための本発明に係るエミュレータ１を有する試験台１１０を示している。試験台１１０は好適には、ホイール励起装置（Radstimulationseinrichtung）１１１を有するシャーシダイナモメータ、および、温度調節装置１１２と走行風エミュレーション装置１１３とを備える気象エミュレータである。

試験台１１０によって、正確にコントロールされた条件下で車両３を運転できる。たとえば、回転可能に支承されたホイール励起装置１１１にモーメントを与えることができ、それによって、車両３の異なる負荷、異なる走行路事情などがシミュレート可能である。代替的あるいは付加的に、たとえば温度調節装置１１２が様々な温度を、および／あるいは走行風エミュレーション装置１１３が様々な風力を準備することによって、様々な気象条件をシミュレートできる。

車両３とその環境とのさらなる、特に複雑な相互作用および／あるいは車両３に対する環境の影響は、好適には超音波エミュレータとして形成されているエミュレータ１によって、シミュレートできる。

環境を検出するために、車両３は、少なくとも１つの環境センサ４を備え、当該環境センサ４は、車両３の環境を検出するための信号を送信するために設置されている。信号たとえば超音波信号は環境と相互作用し、その際、環境によって影響を受ける。影響を受けた信号を、少なくとも１つの環境センサ４によって受信でき、それに基づいて、車両３の環境を特徴付けるセンサデータを生成できる。その際、相互作用はたとえば、車両３の環境からの対象物でのもしくは対象物による信号の反射、透過および／あるいは少なくとも部分的な吸収に相当する。

正確にコントロールされた環境においてドライバーアシストシステム２を分析できるようにするために、エミュレータ１は好適には、車両３の少なくとも１つの環境センサ４を、シミュレートされた環境シナリオたとえば交通状況に従って励起するために設置されている。この目的のために、エミュレータ１は好ましいやり方で応答信号を送信し、当該応答信号は、少なくとも１つの環境センサ４の観点から、シミュレートされた環境シナリオから導き出され、かつ、有利には予め少なくとも１つの環境センサ４から送信されてエミュレータ１によって受信された信号に基づいている。それによって、少なくとも１つの環境センサ４によって受信された応答信号は、環境との相互作用によって影響を受けた信号に相当する。

それで応答信号は、シミュレートされた環境シナリオに関する情報たとえばシミュレートされた環境シナリオの対象物の物理的な特性に関する情報を含む。特に、少なくとも１つの環境センサ４からシミュレートされた環境シナリオの対象物までの距離を、信号の送信と応答信号の受信との間の時間遅延に基づいて、少なくとも１つの環境センサ４によって推量することができる。シミュレートされた環境シナリオによって設定された距離をエミュレートするために、エミュレータ１は、信号の予めの受信に関して適当に時間遅れで応答信号を送信するために設置されていてよい。

図３は、本発明に係るエミュレータ１のハウジング５を示している。ほぼ長方形の、特にサイコロ状の形状によって、ハウジング５は、設備の領域内に容易に設けることができ、特に試験台内に組み込む（図２参照）ことができる。

ハウジング５は示された実施例では、図３ａ）のエミュレータ１の三次元描写でよく分かるように、設備の環境センサたとえば車両の超音波センサに対向する外側が、信号吸収ブラインド７で覆い隠されている。その際、信号吸収ブラインド７は、ブラインド開口部７ａを備え、環境センサから送信される設備の周辺および／あるいは周辺におけるシナリオを検出するための信号、および／あるいはエミュレータ１によって信号に反応して生成された応答信号が、当該ブラインド開口部７ａを通って、特にエミュレータ１に入り込み、もしくはエミュレータ１から出て行くことができる。その際、好適には、ブラインド開口部７ａは、環境センサのすぐ前に配置される。

信号吸収ブラインド７は、特に、超音波吸収の発泡材ブラインドとして形成されており、環境センサから送信されたが、たとえば適合しない角度で送信されたのでエミュレータ１に入り込まない信号を吸収するために設置されている。それによって、応答信号と混信して妨害しかねない信号がエミュレータ１で反射するのを回避あるいは少なくとも防止することが可能となる。

以下の図４から図７までにおいて、図３ａ）に描かれた座標系によって定義される平面Ｘ−Ｙ、Ｘ−Ｚ、Ｙ−Ｚにおけるエミュレータ１の断面図が、それぞれ表わされている。図３ｂ）において、平面Ｘ−Ｙに延在する対応する切断線ＩＶ−ＩＶと、平面Ｘ−Ｚに延在する対応する切断線Ｖ−Ｖとが、エミュレータ１の正面図ですなわち平面Ｚ−Ｙで表わされている。

図４は、図３ｂ）に記載の平面Ｘ−Ｙにおける切断線ＩＶ−ＩＶに沿った本発明に係るエミュレータ１の断面図を示している。エミュレータ１は、受信部６ａと送信部６ｂと信号吸収チャンバ８と信号処理装置９とが中に設けられているハウジング５を備える。

受信部６ａは好適には、設備の少なくとも１つの環境センサ、特に車両の超音波センサ（図２参照）から送信される、設備の周辺および／あるいは周辺におけるシナリオを検出するための信号、特に超音波信号を受信するために設置されている。受信部６ａはたとえば超音波受信部として形成されていてよく、車両の少なくとも１つの超音波センサによって用いられる周波数域内で作動するのに適していてよい。

送信部６ｂは好適には、シミュレートされた環境シナリオを特徴付ける応答信号を、少なくとも１つの環境センサに返信するために設置されている。その際、送信部６ｂはたとえば超音波送信部として形成されていてよく、車両の少なくとも１つの超音波センサによって用いられる周波数域内で作動するのに適していてよい。

その際、応答信号は好適には、環境センサの観点から、受信部６ａによって受信された信号とシミュレートされた環境シナリオとに基づいて、たとえば受信された信号を変調および／あるいは時間的に遅らせることで、信号処理装置９によって生成される。そのために信号処理装置９はたとえば、対応する信号処理のためのコンピュータプログラムを含む少なくとも１つの記憶装置を有するマイクロコントローラとして形成されている。

応答信号の生成は、特に、データインターフェース９ａを介して受信され得、かつ、中央制御部（図８参照）によって発生させられる目標信号および／あるいは制御パラメータを考慮に入れた上で、信号処理装置９によって実行される。その際、目標信号および／あるいは制御パラメータは好適には、信号処理装置９による送信部６ｂの制御を可能にして、シミュレートされた環境シナリオの対象物と相互作用する、少なくとも１つの環境センサから送信される信号をエミュレートする応答信号が生成されるようにする。このやり方で、生成された応答信号は、シミュレートされた環境シナリオを複写する。

受信部６ａと送信部６ｂは、信号吸収材８ｂで内張りをされておりかつ吸収領域を形成する信号吸収チャンバ８の内部に、好ましいやり方で設けられている。信号吸収チャンバ８は、特に、吸収領域を定義する中空室として形成されている。それによって、少なくとも１つの環境センサから送信される信号が、エミュレータ１で、特に少なくとも１つの環境センサに戻るよう反射され、それによって応答信号を妨害して混信するのを、確実に回避できる。

信号吸収チャンバ８は開口部８ａを備え、当該開口部８ａを通って信号および／あるいは応答信号を送信できる。その際、開口部８ａは、ハウジング開口部５ａと同心状に、かつ、有利には信号吸収チャンバ８の受信部６ａと送信部６ｂとに向かい合う一側面に設けられているので、信号および／あるいは応答信号は、エミュレータ１の前、特に信号吸収チャンバ８の前に設けられた少なくとも１つの環境センサと受信部６ａもしくは送信部６ｂとの間で、ほぼ直線的かつ妨害されずに拡散もしくは伝播できる。

ハウジング５は、ハウジング開口部５ａも設けられている信号吸収チャンバ８に隣接する外側が、信号吸収ブラインド７、特に超音波吸収の発泡材ブラインドで覆われている。ブラインド７は同様にブラインド開口部７ａを備え、当該ブラインド開口部７ａは、開口部８ａともハウジング開口部５ａとも同心状に設けられている。

図５は、図３ｂ）に記載の平面Ｘ−Ｚにおける切断線Ｖ−Ｖに沿った本発明に係るエミュレータ１の断面図を示している。その際、信号吸収チャンバ８とエミュレータ１のハウジング５もしくは信号吸収ブラインド７の互いに同心状の開口部８ａ、５ａ、７ａに向かい合って設けられている送信部６ｂは、信号処理装置（図４参照）を用いて、トランシーバボード６ｃを介して制御され得る。好適には受信部（図４参照）は同様に、信号処理装置を用いて、トランシーバボード６ｃを介して制御可能である。

図６は、図４に記載の平面Ｙ−Ｚにおける切断線ＶＩ−ＶＩに沿った本発明に係るエミュレータ１の断面図を示している。信号吸収チャンバ８は、受信部６ａと送信部６ｂが占める２つの面を除いて、信号吸収材８ｂで完全に内張りされている。

受信部６ａと送信部６ｂは好適には、信号吸収チャンバ８の空洞部内あるいは窪み内に設けられていて、信号吸収材８ｂが当該空洞部あるいは窪みの周囲に設けられている。それによって、少なくとも１つの環境センサから送信される信号あるいは送信部６ｂから送信される応答信号に曝されており、かつ、信号もしくは応答信号を意図せず反射させてしまう受信部６ａもしくは送信部６ｂの表面を、最小限に抑えることができる。

図７は、図３に記載の平面Ｘ−Ｚにおける本発明に係るエミュレータ１の断面図を三次元描写で示している。その際、図７ａにおいて、断面図は、信号吸収チャンバ８の傍を通って延在するので、信号処理装置９とトランシーバボード６ｃとが視認可能である。図７ｂにおいて、断面図は、図３ｂ）に記載の切断線Ｖ−Ｖに沿って、すなわちエミュレータ１の中央を通って延在するので、信号吸収チャンバ８の内側の信号吸収材８ｂと、ハウジング５と信号吸収ブラインド７と信号吸収チャンバ８の互いに同心状の開口部５ａ、７ａ、８ａとが、視認可能である。

図８は、設備の自動化システム特に車両のドライバーアシストシステムを分析するための本発明に係るシステム１０であって、設備の自動化システムを少なくとも部分的にバーチャル運転するための複数のエミュレータ１を有するシステム１０の好ましい一実施例を示している。

示された例では４つ備わっている複数のエミュレータ１から成るエミュレータの各々は、好適にはトランシーバボード６ｃに取り付けられている受信部６ａと送信部６ｂとを備える。トランシーバボード６ｃを用いて、受信部６ａと送信部６ｂはそれぞれ、信号処理装置９によって制御され得る。

信号処理装置９の各々は好適には、目標信号および／あるいは制御パラメータに基づいて応答信号を生成するために設置されており、当該応答信号は、それぞれの送信部６ｂから、それぞれのエミュレータ１にもしくはエミュレータ１の前に設けられた設備の環境センサに送信され、シミュレートされた環境シナリオを特徴付ける。生成された応答信号は、好ましいやり方で、それぞれの環境センサから送信されて予めそれぞれの受信部６ａによって受信された信号に基づいている。

信号処理装置９は、特にマイクロコントローラとして形成されており、受信された信号を目標信号および／あるいは制御パラメータに従って変調させ、および／あるいは時間的に遅らせて、送信部６ｂに、そのように処理された信号を応答信号として設備の少なくとも１つの環境センサに出力させるようにするために設置されている。それによって、設備の自動化システムは、シミュレートされた環境シナリオに関する情報を利用することができる。

目標信号および／あるいは制御パラメータは、中央制御部１１によって信号処理装置９で準備される。特にマイクロコントローラとして形成されている中央制御部１１は、好適にはデータバス特にＩ^２Ｃバスを介して、信号処理装置９と接続されている。

中央制御部１１は、環境シナリオをシミュレートするためのシミュレーション手段１２たとえば環境シナリオをシミュレートするための適当なソフトウェアを運転できる計算装置とも、たとえばネットワーク接続によって接続されている。その際、シミュレーション手段１２によって生成された、シミュレートされた環境シナリオを特徴付けるデータストリームを、特にＵＤＰプロトコルを介して中央制御部１１に伝達できる。中央制御部１１は好適には、環境センサもしくは環境センサと接続された自動化システムのためのシミュレートされた環境シナリオを正しく表わすために、どの応答信号を様々なエミュレータ１の送信部６ｂから設備の１つあるいは複数の環境センサに送信するべきかを、受信されたデータストリームに基づいて算出するために設置されている。中央制御部１１は、対応する目標信号および／あるいは制御パラメータを生成し、これらをエミュレータ１のそれぞれの信号処理装置９で準備する。中央制御部１１は特に、エミュレータ１の様々な送信部６ｂによる応答信号の送信を調整し、それで、シミュレートされた環境シナリオを各環境センサの観点から正しく描写することを可能にするために設置されている。

１ エミュレータ
２ ドライバーアシストシステム
３ 車両
４ 環境センサ
５ ハウジング
５ａ ハウジング開口部
６ａ 受信部
６ｂ 送信部
６ｃ トランシーバボード
７ 信号吸収ブラインド
７ａ ブラインド開口部
８ 信号吸収チャンバ
８ａ 開口部
８ｂ 信号吸収材
９ 信号処理装置
９ａ データインターフェース
１０ システム
１１ 中央制御部
１００ 方法
１１０ 試験台
１１１ ホイール励起装置
１１２ 温度調節装置
１１３ 走行風エミュレーション装置

Claims (9)

1. 設備の自動化システム、特に環境センサ（４）を備える車両（３）のドライバーアシストシステム（２）を分析するための方法（１００）であって、以下の作業ステップ、すなわち、
   前記設備のための環境シナリオ、特に交通シナリオをシミュレートするステップ（Ｓ１）と、
   少なくとも１つの環境センサ（４）によって検出され得る応答信号、特に超音波応答信号を、少なくとも１つの前記環境センサ（４）の観点から前記環境シナリオに基づいて導き出すステップ（Ｓ３）と、
   エミュレータ（１）を用いて応答信号を少なくとも１つの前記環境センサ（４）に出力するステップ（Ｓ４）であって、少なくとも１つの前記環境センサ（４）は、出力された応答信号に基づいてセンサデータを生成する、ステップと、
   生成されたセンサデータと好適には現実のおよび／あるいはシミュレートされたセンサのさらなるセンサデータとを用いて、前記自動化システムおよび／あるいは前記設備を運転するステップ（Ｓ５）と、
   センサモデルを用いて、少なくとも１つの前記環境センサをシミュレートするステップ（Ｓ２）と、
   を備え、
   シミュレートされた少なくとも１つの前記環境センサは、シミュレートされた前記環境シナリオをバーチャルに検出し、バーチャルに検出されたシミュレートされた前記環境シナリオに基づいて応答信号が生成される、方法（１００）。
2. シミュレートされた前記環境シナリオをバーチャルに検出するための信号、特にその拡散と強度、および応答信号が、センサモデルによって物理的なモデルに基づいてシミュレートされる、請求項１に記載の方法（１００）。
3. 前記自動化システムおよび／あるいは前記設備は、試験台（１１０）であるいはフィールドにおいて、シミュレートされた前記環境シナリオを用いて運転される、請求項１または２に記載の方法（１００）。
4. 前記エミュレータ（１）は応答信号の出力時に、少なくとも１つの前記環境センサ（４）から送信された受信信号を考慮に入れる、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法（１００）。
5. 設備の自動化システム、特に環境センサ（４）を備える車両（３）のドライバーアシストシステム（２）を少なくとも部分的にバーチャル運転するためのエミュレータ（１）であって、以下すなわち、
   環境センサ（４）から送信される信号を受信するために設置されている受信部（６ａ）と、
   受信された信号に対する応答信号を送信するために設置されている送信部（６ｂ）と、
   信号を吸収するために設置されている吸収領域と、
   受信された信号に基づいて応答信号を生成するために設置されている信号処理装置（９）と、
   目標信号および／あるいは制御パラメータを、特にリアルタイムに中央制御部（１１）から受信するためのデータインターフェース（９ａ）と、
   を備え、
   前記受信部（６ａ）と前記送信部（６ｂ）は、信号吸収チャンバ（８）内に設けられている、エミュレータ（１）。
6. 前記信号吸収チャンバ（８）は開口部（８ａ）を備え、該開口部（８ａ）を通って信号が前記エミュレータ（１）内に入ることができ、および／あるいは前記開口部（８ａ）内／前記開口部（８ａ）前に環境センサ（４）を設けることができる、請求項５に記載のエミュレータ（１）。
7. 設備の自動化システム、特に環境センサ（４）を備える車両（３）のドライバーアシストシステム（２）を分析するためのシステム（１０）であって、以下すなわち、
   前記設備のための環境シナリオをシミュレートするためのシミュレーション手段と、
   前記環境センサ（４）の観点から前記環境シナリオに基づいて信号を前記環境センサ（４）に出力するために設置されている、好適には請求項５または６に記載の少なくとも１つのエミュレータ（１）、特に超音波エミュレータと、
   を備える、システム（１０）。
8. さらに、
   中央制御部（１１）
   を備え、
   該中央制御部（１１）と少なくとも１つの前記エミュレータ（１）は、互いに連通するために設置されており、前記中央制御部（１１）は、前記環境シナリオに基づいて応答信号の出力を複数のエミュレータ（１）で制御するために設置されている、請求項７に記載のシステム（１０）。
9. 前記中央制御部（１１）は、複数の前記エミュレータ（１）の各々のために、周波数と振幅と応答不動作時間とを定義する、請求項８に記載のシステム（１０）。

Images