WO2023025613A1 - Validation of a driving control function for the automatic operation of a vehicle - Google Patents

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WO2023025613A1
WO2023025613A1 PCT/EP2022/072802 EP2022072802W WO2023025613A1 WO 2023025613 A1 WO2023025613 A1 WO 2023025613A1 EP 2022072802 W EP2022072802 W EP 2022072802W WO 2023025613 A1 WO2023025613 A1 WO 2023025613A1
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WO
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vehicle
virtual
control function
driving control
simulation
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/072802
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German (de)
French (fr)
Inventor
Viktor LIZENBERG
Ulrich Eberle
Original Assignee
Psa Automobiles Sa
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/36—Preventing errors by testing or debugging software
    • G06F11/3668—Software testing
    • G06F11/3672—Test management
    • G06F11/3688—Test management for test execution, e.g. scheduling of test suites

Definitions

  • the invention relates to a system for a vehicle for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle, and a method for verifying and validating the driving control function for the automatic operation of the vehicle.
  • US 2020/0353943 A1 relates to a system with which video data is determined which shows a bird's eye view of moving vehicles. A traffic scenario is generated on the basis of this data, with the scenario having information about at least one dynamic object. A machine learning network is trained based on the traffic scenario.
  • the description of US 2020/0353943 A1 cites a simulation of a three-dimensional driving environment.
  • WO 2020/264276 A1 also relates to a method in which logged data of a vehicle are recorded while driving through an environment, with a scenario being created in a simulated environment based on at least some of this data. Based on at least part of the scenario data, an instantiation region is determined, which is linked to a simulated object in the simulated environment.
  • DE 10 2017 007 136 A1 relates to a method for training self-learning algorithms for an automated vehicle with a specified automation module by generating learning situations, the learning situations being generated as follows: Carrying out a traffic simulation in which a virtual ego vehicle is placed in a virtual scenario with the automation module of the real vehicle, the scenario comprising a route structure with a predetermined route, further comprehensively automatically generated further virtual moving objects with individually specifiable object properties and behavior models, the objects interacting independently and adaptively with one another as the simulation progresses interact on the basis of the respective object properties and behavior models, carry out a vehicle dynamics simulation based on the Automation module as well as virtual sensor signals of the moving objects of a virtual sensor system assigned to the ego vehicle, which correspond to a sensor system of the actually existing vehicle, in which reactions of the ego vehicle are generated, identification of a relevant learning situation using selection criteria that are based on specifiable metrics are determined.
  • a first aspect of the invention relates to a system for a vehicle for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle, having a simulation unit, a sensor interface, and an analysis unit, the simulation unit being designed during real operation of the vehicle on a Street to simulate the behavior of at least a first virtual road user and from the simulated behavior to generate a virtual vehicle-to-vehicle communication and / or virtual sensor data, wherein the sensor interface is designed to the virtual vehicle-to-vehicle communication and / or to make the virtual sensor data available to the driving control function in such a way that the virtual vehicle-to-vehicle communication for the driving control function cannot be distinguished from real vehicle-to-vehicle communication and the virtual sensor data reflect the original vehicle-specific S Superimpose or replace sensor data depending on the type of sensor, and the analysis unit is designed to monitor the output variables of the driving control function.
  • the vehicle is in particular a passenger car, but can also be a truck, bus or the like.
  • the vehicle is equipped with a drive control function that provides or contributes to the automatic operation of the vehicle.
  • a driving control function is often safety-critical, in particular when it actively intervenes in the driving control of the vehicle, for example Acceleration processes, braking processes or steering processes are carried out.
  • the driving control function reacts depending on the sensor data recorded, which can also affect other road users.
  • an automatic distance control assistant can automatically maintain a speed-dependent, predefined distance from the vehicle in front
  • a lane departure warning assistant can only change lanes if there are no other road users in a certain area, or another system can impose a certain dynamic behavior on the vehicle to minimize the risk of traffic jams, especially when the vehicle is traveling in an autonomous mode without a driver.
  • the output variables of the driving control function are in particular actuator commands, for example to operate a steering system, a brake, an accelerator pedal or other functions of the vehicle.
  • the simulation unit ensures that another road user can be simulated during regular operation of the vehicle on a physical road in such a way that from the point of view of the driving control function it is not recognizable that it is a simulated road user instead of a real road user.
  • a corresponding virtual vehicle-to-vehicle communication and/or virtual sensor data are generated by the simulation unit, which are fed in via the sensor interface in order to be supplied to the driving control function.
  • a camera image of the surroundings of the vehicle can be overlaid with the image of the simulated other road user, or vehicle-to-vehicle communication that is otherwise not predominant can be generated. It is characteristic of the first virtual road user that he is an interactive road user and can therefore react to the reactions and actions of the vehicle himself, in particular because the driving control function of the vehicle actively makes entries on the vehicle itself.
  • the original vehicle-specific sensor data are those sensor data that are actually determined by the vehicle's sensors.
  • these original on-board sensor data are replaced or overlaid as if the first virtual road user were physically present in reality.
  • the simulation unit is designed to adapt the behavior of the first virtual road user to the behavior of the vehicle, so that the driving control function creates a mutual interaction between the vehicle and the first virtual road user.
  • the simulation is therefore carried out iteratively in particular, since reactions of the driving control function in turn lead to reactions of the first virtual road user and vice versa.
  • this advantageously corresponds very realistically to a real scenario in which road users react to one another on both sides, regardless of whether they are guided by human or machine control.
  • the first virtual road user is a virtual other vehicle
  • the simulation of the behavior of the first virtual road user includes a driving dynamics simulation, which includes equations of motion of the virtual other vehicle, and in the case of a simulated manual operation of the virtual other vehicle, an additional action -/ Includes reaction model of the driver of the virtual other vehicle.
  • the equations of motion represent basic equations of physics that connect acceleration, mass and acting forces and moments. This includes, in particular, frictional forces in relation to the air and in relation to the ground, drive torques and others. If it is also assumed that the first virtual road user is a human driver, the dead time for a required reaction (typically 0.1 seconds) and the sluggish and possibly incorrect behavior of this driver are modeled accordingly.
  • the simulation unit is designed to simulate the behavior of a number of first virtual road users during actual operation of the vehicle on the road.
  • all first virtual road users are virtual other vehicles.
  • the simulation unit is designed to simulate the behavior of the first virtual road users with one another with interactions between the first virtual road users acting on both sides.
  • the simulation unit is designed to simulate the behavior of at least one second virtual road user during actual operation of the vehicle on the road, with the behavior of the second virtual road user being determined solely on the basis of a traffic flow simulation, with the traffic flow simulation being determined independently of the Behavior of the vehicle is such that there is no mutual interaction between the second virtual road user and the vehicle.
  • the behavior of the second virtual road user does not lead to a two-way interaction between the vehicle and the second virtual road user, since the second virtual road user obeys a predetermined pattern in its behavior.
  • the simulation unit is arranged in the vehicle and connected via the sensor interface via a wired signal line or wireless signal line to a computing unit for executing the driving control function.
  • the simulation unit is arranged outside of the vehicle in an external server and is connected via a wireless signal line to a computing unit for executing the driving control function via the sensor interface.
  • the system also has a display unit, with the actual journey of the vehicle on the road taking place at least partially through manual operation by a driver or personal monitoring by a passenger in the vehicle, with the driver or passenger in the vehicle being the first virtual road users is shown on the display unit.
  • the display unit is one of the following: screen, head-up display, virtual or augmented reality glasses.
  • a further aspect of the invention relates to a method for verification and validation a driving control function for the automatic operation of the vehicle, with the behavior of at least a first virtual road user being simulated by a simulation unit during real operation of the vehicle on a road, and virtual vehicle-to-vehicle communication and/or virtual sensor data being generated from the simulated behavior are generated, wherein the virtual vehicle-to-vehicle communication and/or the virtual sensor data of the driving control function are made available through a sensor interface in such a way that the virtual vehicle-to-vehicle communication is indistinguishable for the driving control function a real vehicle-to-vehicle communication and the virtual sensor data superimpose or replace the original vehicle-specific sensor data depending on the type of sensor, and the output variables of the driving control function are monitored by an analysis unit.
  • the simulation is repeated with different numbers of first virtual road users.
  • a strict strategy for validating and verifying the driving control function is followed, since a wide parameter space can be tested over different scenarios.
  • the simulation is carried out repeatedly with automatically generated test scenarios in that the road users potentially relevant for the interaction with the driving control function are detected in the traffic flow simulation and transferred to the driving dynamics simulation.
  • the level of detail of the simulation of these road users is preferably increased in an adaptive manner according to the requirements of the scenario, which means limited in a suitable manner in terms of time and space.
  • the detection of the relevant road users can be implemented, for example, by artificial intelligence.
  • the generation of new test scenarios can be implemented in a user-friendly manner immediately during the test drives of the automatically operated vehicle for the purpose of validation and verification of the driving control function.
  • Fig. 2 Another situation created by a simulation of the system according to another embodiment of the invention.
  • Fig. 3 A method of using the system for validation and verification of the driving control function.
  • the system 1 shows a system 1 for a vehicle 3 for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle 3.
  • the driving control function reacts to other road users, for example to give priority to an intersection when another road user drives into this intersection.
  • the system 1 has a simulation unit 5 , a sensor interface 7 and an analysis unit 9 .
  • simulation unit 5 generates the simulated behavior of a first virtual road user 11 and uses the simulated behavior to determine, among other things, visual virtual sensor data as artificially generated camera data.
  • the driving control function makes available to the driving control function via the sensor interface 7 in such a way that the virtual sensor data overlays the original vehicle-specific visual sensor data from a vehicle camera, so that the image of the first virtual road user 11 is overlaid in the image of the recorded environment.
  • the image of the first virtual road user 11 is reduced or enlarged and rotated and distorted in an optical flow according to the simulation by corresponding matrix transformations, as if the first virtual road user 11 (a vehicle such as the vehicle 3) were actually in the vicinity of the vehicle 3 available.
  • the driving control function reacts to the presence of this first virtual road user 11 and implements corresponding commands for the autonomous vehicle 3, for example stopping in front of an intersection where the first virtual road user 11 has priority.
  • the analysis unit 9 monitors the output variables of the drive control function by storing the Output variables and validate and verify with a model behavior so that it can be checked whether the driving control function makes the right decision and executes the correct behavior.
  • a “driver” is present in the vehicle 3, which is operated autonomously for the purpose of validating and verifying the driving control function, in order to be able to intervene if the vehicle 3 behaves incorrectly.
  • This driver of the vehicle 3 is shown an image of the first virtual road user 11 from the simulation data in real time on a head-up display 15, so that he can immediately carry out a plausibility check with regard to the behavior of the vehicle 3 based on the operation of the driving control function.
  • FIG. 2 shows another situation that can be created for the vehicle 3 .
  • a first virtual road user 11 and a second virtual road user 13 are on the road that the vehicle 3 is actually currently driving on. Both the first virtual road user 11 and the second virtual road user 13 originate from the simulation and are generated as in the method described in FIG. 1 .
  • the virtual first road user 11 and the second virtual road user 13 differ in that the first virtual road user 11 shows an interactive behavior towards the vehicle 3 and can behave cooperatively. There is vehicle-to-vehicle communication between the first virtual road user 11 and the vehicle 3, so that there is an interaction between these two vehicles that acts on both sides.
  • the second virtual road user 13 is simulated under different paradigms, so that there is no mutual interaction between the second virtual road user 13 and the vehicle 3, but the behavior of the second virtual road user 13 is only generated by a traffic flow simulation and it does not react to the behavior of the vehicle Vehicle 3 runs.
  • Fig. 3 shows a method for using the system 1 for the validation and verification of the driving control function of the vehicle 3.
  • a virtual road and a virtual traffic with their conditions are selected S1, as well as the rules for the detection of the scenarios according to set to test requirements S2.
  • the system 1 is then activated S3.
  • the test drives with the test scenarios generated by the simulation unit 5 are repeatedly carried out S4 and the analysis unit 9 records data that is then ultimately processed and evaluated S5.

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Abstract

The invention relates to a system (1) for a vehicle (3) for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle (3), comprising a simulation unit (5), a sensor interface (7) and an analysis unit (9), wherein the simulation unit (5) is configured to simulate the behaviour of at least one first virtual road user (11) during real operation of the vehicle (3) on a road and to generate a virtual vehicle-to-vehicle communication and/or virtual sensor data from the simulated behaviour, wherein the sensor interface (7) is configured to make the virtual vehicle-to-vehicle communication and/or the virtual sensor data available to the driving control function such that the virtual vehicle-to-vehicle communication for the driving control function is not able to be distinguished from a real vehicle-to-vehicle communication and the virtual sensor data overlay or replace the original vehicle-internal sensor data, depending on the sensor type, and wherein the analysis unit (9) is configured to monitor the output values of the driving control function.

Description

VALIDIEREN EINER FAHRSTEUERUNGSFUNKTION FÜR DEN AUTOMATISCHENVALIDATE A DRIVING CONTROL FUNCTION FOR THE AUTOMATIC
BETRIEB EINES FAHRZEUGS OPERATION OF A VEHICLE
Die Erfindung betrifft ein System für ein Fahrzeug zum Verifizieren und Validieren einer Fahrsteuerungsfunktion für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs, sowie ein Verfahren zum Verifizieren und Validieren der Fahrsteuerungsfunktion für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs. The invention relates to a system for a vehicle for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle, and a method for verifying and validating the driving control function for the automatic operation of the vehicle.
Simulationsumgebungen sind im Stand der Technik bekannt. Auch Fahrsteuerungsfunktionen können somit bekanntermaßen in eine Simulation eingebettet werden um diese zu verifizieren und zu validieren. Die US 2020/0353943 A1 betrifft hierzu ein System, womit Videodaten ermittelt werden, die eine Vogelperspektive von sich bewegenden Fahrzeugen zeigen. Ein Verkehrsszenario wird auf Basis dieser Daten erzeugt, wobei das Szenario Informationen über mindestens ein dynamisches Objekt aufweist. Ein Netzwerk zum maschinellen Lernen wird basierend auf dem Verkehrsszenario trainiert. Die Beschreibung der US 2020/0353943 A1 führt in diesem Zusammenhang eine Simulation einer dreidimensionalen Fahr-Umgebung an. Simulation environments are known in the prior art. As is known, driving control functions can also be embedded in a simulation in order to verify and validate them. In this regard, US 2020/0353943 A1 relates to a system with which video data is determined which shows a bird's eye view of moving vehicles. A traffic scenario is generated on the basis of this data, with the scenario having information about at least one dynamic object. A machine learning network is trained based on the traffic scenario. In this context, the description of US 2020/0353943 A1 cites a simulation of a three-dimensional driving environment.
Die WO 2020/264276 A1 betrifft ferner ein Verfahren, bei dem protokollierte Daten eines Fahrzeugs bei der Fahrt durch eine Umgebung aufgenommen werden, wobei basierend auf zumindest einem Teil dieser Daten ein Szenario in einer simulierten Umgebung erstellt wird. Basierend auf zumindest einem Teil der Szenariodaten wiederum wird eine Instanziierungs-Region ermittelt, die mit einem simulierten Objekt in der simulierten Umgebung verknüpft wird. WO 2020/264276 A1 also relates to a method in which logged data of a vehicle are recorded while driving through an environment, with a scenario being created in a simulated environment based on at least some of this data. Based on at least part of the scenario data, an instantiation region is determined, which is linked to a simulated object in the simulated environment.
Außerdem betrifft die DE 10 2017 007 136 A1 ein Verfahren zum Trainieren selbstlernender Algorithmen für ein automatisiert fahrbares Fahrzeug mit einem vorgegebenen Automatisierungsmodul durch Erzeugung von Lernsituationen, wobei die Lernsituationen wie folgt erzeugt werden: Durchführung einer Verkehrs-Simulation, bei der ein virtuelles Ego- Fahrzeug mit dem Automatisierungsmodul des realen Fahrzeugs in ein virtuelles Szenario gesetzt wird, das Szenario umfassend eine Fahrwegestruktur mit einer vorgegebenen Fahrtroute, ferner umfassend automatisiert erzeugte weitere virtuelle bewegte Objekte mit individuell vorgebbaren Objekteigenschaften und Verhaltensmodellen, wobei die Objekte im Zuge der fortschreitenden Simulation miteinander selbständig und adaptiv auf der Grundlage der jeweiligen Objekteigenschaften und Verhaltensmodelle interagieren, Durchführung einer Fahrdynamik-Simulation auf der Grundlage des Automatisierungsmoduls sowie von virtuellen Sensorsignalen der bewegten Objekte einer dem Ego-Fahrzeug zugeordneten virtuellen Sensorik, die einer Sensorik des real existierenden Fahrzeugs entsprechen, bei der Reaktionen des Ego-Fahrzeugs erzeugt werden, Identifikation einer relevanten Lernsituation anhand von Auswahlkriterien, die auf der Grundlage von vorgebbaren Metriken bestimmt werden. In addition, DE 10 2017 007 136 A1 relates to a method for training self-learning algorithms for an automated vehicle with a specified automation module by generating learning situations, the learning situations being generated as follows: Carrying out a traffic simulation in which a virtual ego vehicle is placed in a virtual scenario with the automation module of the real vehicle, the scenario comprising a route structure with a predetermined route, further comprehensively automatically generated further virtual moving objects with individually specifiable object properties and behavior models, the objects interacting independently and adaptively with one another as the simulation progresses interact on the basis of the respective object properties and behavior models, carry out a vehicle dynamics simulation based on the Automation module as well as virtual sensor signals of the moving objects of a virtual sensor system assigned to the ego vehicle, which correspond to a sensor system of the actually existing vehicle, in which reactions of the ego vehicle are generated, identification of a relevant learning situation using selection criteria that are based on specifiable metrics are determined.
In beiden genannten Fällen der Dokumente aus dem Stand der Technik wird demnach eine Simulation offenbart, in der Fahrsteuerungsfunktionen getestet werden können. Mit jeder Simulation sind jedoch auch Ungenauigkeiten in der Abbildung der Realität unausweichlich vorhanden. In both cases mentioned in the documents from the prior art, a simulation is therefore disclosed in which driving control functions can be tested. With every simulation, however, inaccuracies in the depiction of reality are inevitable.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, das Verifizieren und Validieren einer Fahrsteuerungsfunktion zuverlässiger auszuführen. It is therefore an object of the invention to carry out the verification and validation of a driving control function more reliably.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject matter of the dependent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System für ein Fahrzeug zum Verifizieren und Validieren einer Fahrsteuerungsfunktion für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs, aufweisend eine Simulationseinheit, eine Sensorschnittstelle, und eine Analyseeinheit, wobei die Simulationseinheit dazu ausgeführt ist, während eines realen Betriebs des Fahrzeugs auf einer Straße das Verhalten zumindest eines ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers zu simulieren und aus dem simulierten Verhalten eine virtuelle Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation und/oder virtuelle Sensordaten zu erzeugen, wobei die Sensorschnittstelle dazu ausgeführt ist, die virtuelle Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder die virtuellen Sensordaten der Fahrsteuerungsfunktion so zur Verfügung zu stellen, dass die virtuelle Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation für die Fahrsteuerungsfunktion nicht unterscheidbar zu einer realen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ist und die virtuellen Sensordaten die originären fahrzeugeigenen Sensordaten je nach Sensorart überlagern oder ersetzen, und wobei die Analyseeinheit dazu ausgeführt ist, die Ausgangsgrößen der Fahrsteuerungsfunktion zu überwachen. A first aspect of the invention relates to a system for a vehicle for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle, having a simulation unit, a sensor interface, and an analysis unit, the simulation unit being designed during real operation of the vehicle on a Street to simulate the behavior of at least a first virtual road user and from the simulated behavior to generate a virtual vehicle-to-vehicle communication and / or virtual sensor data, wherein the sensor interface is designed to the virtual vehicle-to-vehicle communication and / or to make the virtual sensor data available to the driving control function in such a way that the virtual vehicle-to-vehicle communication for the driving control function cannot be distinguished from real vehicle-to-vehicle communication and the virtual sensor data reflect the original vehicle-specific S Superimpose or replace sensor data depending on the type of sensor, and the analysis unit is designed to monitor the output variables of the driving control function.
Das Fahrzeug ist insbesondere ein Personenkraftwagen, kann jedoch auch ein Lastkraftwagen, Bus, o. ä. sein. Das Fahrzeug ist mit einer Fahrsteuerungsfunktion ausgerüstet, das für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs sorgt bzw. seinen Beitrag leistet. Eine solche Fahrsteuerungsfunktion ist häufig sicherheitskritisch, insbesondere dann, wenn sie aktiv in die Fahrsteuerung des Fahrzeugs eingreift, beispielsweise Beschleunigungsvorgänge, Bremsvorgänge oder Lenkvorgänge durchführt. Typischerweise reagiert die Fahrsteuerungsfunktion abhängig von erfassten Sensordaten, die auch andere Verkehrsteilnehmer betreffen können. So kann ein automatischer Abstandsregelassistent zum vorausfahrenden Fahrzeug einen geschwindigkeitsabhängigen vordefinierten Abstand automatisch einhalten, ein Spurhalteassistent die Spur nur dann wechseln, wenn in einem bestimmten Bereich keine weiteren Verkehrsteilnehmer vorhanden sind, oder ein anderes System ein bestimmtes dynamisches Verhalten dem Fahrzeug zur Minimierung einer Staugefahr aufprägen, insbesondere wenn das Fahrzeug in einem autonomen Modus ohne einen Fahrer unterwegs ist. The vehicle is in particular a passenger car, but can also be a truck, bus or the like. The vehicle is equipped with a drive control function that provides or contributes to the automatic operation of the vehicle. Such a driving control function is often safety-critical, in particular when it actively intervenes in the driving control of the vehicle, for example Acceleration processes, braking processes or steering processes are carried out. Typically, the driving control function reacts depending on the sensor data recorded, which can also affect other road users. For example, an automatic distance control assistant can automatically maintain a speed-dependent, predefined distance from the vehicle in front, a lane departure warning assistant can only change lanes if there are no other road users in a certain area, or another system can impose a certain dynamic behavior on the vehicle to minimize the risk of traffic jams, especially when the vehicle is traveling in an autonomous mode without a driver.
Die Ausgangsgrößen der Fahrsteuerungsfunktion sind insbesondere Aktor-Kommandos, um beispielsweise eine Lenkung, eine Bremse, ein Gaspedal oder andere Funktionen des Fahrzeugs zu bedienen. The output variables of the driving control function are in particular actuator commands, for example to operate a steering system, a brake, an accelerator pedal or other functions of the vehicle.
Die Simulationseinheit sorgt insbesondere dafür, dass während eines regulären Betriebs des Fahrzeugs auf einer physischen Straße ein weiterer Verkehrsteilnehmer simuliert werden kann und zwar so, dass aus Sicht der Fahrsteuerungsfunktion nicht erkennbar ist, dass es sich um einen simulierten Verkehrsteilnehmer handelt anstatt eines realen Verkehrsteilnehmers. Dafür werden von der Simulationseinheit eine entsprechende virtuelle Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder virtuelle Sensordaten erzeugt, die über die Sensorschnittstelle eingespeist werden, um der Fahrsteuerungsfunktion zugeführt zu werden. So kann beispielsweise ein Kamerabild der Umgebung des Fahrzeugs mit dem Abbild des simulierten weiteren Verkehrsteilnehmers überlagert werden oder eine ansonsten nicht vorherrschende Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erzeugt werden. Kennzeichnend für den ersten virtuellen Verkehrsteilnehmer ist, dass dieser ein interaktiver Verkehrsteilnehmer ist und damit selbst wiederum auf die Reaktionen und Aktionen des Fahrzeugs reagieren kann, insbesondere dadurch, dass die Fahrsteuerungsfunktion des Fahrzeugs aktiv Eingaben am Fahrzeug selbst vornimmt. In particular, the simulation unit ensures that another road user can be simulated during regular operation of the vehicle on a physical road in such a way that from the point of view of the driving control function it is not recognizable that it is a simulated road user instead of a real road user. For this purpose, a corresponding virtual vehicle-to-vehicle communication and/or virtual sensor data are generated by the simulation unit, which are fed in via the sensor interface in order to be supplied to the driving control function. For example, a camera image of the surroundings of the vehicle can be overlaid with the image of the simulated other road user, or vehicle-to-vehicle communication that is otherwise not predominant can be generated. It is characteristic of the first virtual road user that he is an interactive road user and can therefore react to the reactions and actions of the vehicle himself, in particular because the driving control function of the vehicle actively makes entries on the vehicle itself.
Die originären fahrzeugeigenen Sensordaten sind hierbei diejenigen Sensordaten, die real von Sensoren des Fahrzeugs ermittelt werden. Durch eine entsprechende Überlagerung oder wie im obigen Beispiel der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation durch eine Erzeugung ohne Ersetzen eines anderen Signals werden diese originären fahrzeugeigenen Sensordaten entsprechend ersetzt oder überlagert, als wäre der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer in der Realität physisch vorhanden. In this case, the original vehicle-specific sensor data are those sensor data that are actually determined by the vehicle's sensors. By means of a corresponding overlay or, as in the above example of vehicle-to-vehicle communication, through generation without replacing another signal, these original on-board sensor data are replaced or overlaid as if the first virtual road user were physically present in reality.
Es ist deshalb eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass die Vorteile von Simulation und realem Test kombiniert werden und die Fahrsteuerungsfunktion möglichst unter realen Bedingungen geprüft wird, wobei die Vorteile der Simulation von beliebigen Erzeugungen von Situationen und Verhalten, die sich für einen Test eignen und von Interesse sind, gezielt angewendet werden, ohne einen unnötigen hohen Anteil der Simulation im Verfahren der Verifizierung und Validierung anzuwenden. It is therefore an advantageous effect of the invention that the advantages of simulation and real test are combined and the driving control function is tested under real conditions as far as possible, with the advantages of simulation of arbitrary generations of situations and behaviors, which are suitable for a test and are of interest, purposefully applied, without an unnecessarily high proportion of the simulation to be applied in the process of verification and validation.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Simulationseinheit dazu ausgeführt, das Verhalten des ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers an das Verhalten des Fahrzeugs anzupassen, sodass mittels der Fahrsteuerungsfunktion eine beiderseitig wirkende Wechselwirkung zwischen Fahrzeug und dem ersten virtuellen Verkehrsteilnehmer entsteht.According to an advantageous embodiment, the simulation unit is designed to adapt the behavior of the first virtual road user to the behavior of the vehicle, so that the driving control function creates a mutual interaction between the vehicle and the first virtual road user.
Die Simulation wird somit insbesondere iterativ ausgeführt, da Reaktionen der Fahrsteuerfunktion wiederum zu Reaktionen des ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers und umgekehrt führen. Dies entspricht jedoch vorteilhaft sehr realitätsnah einem wirklichen Szenario, bei dem Verkehrsteilnehmer, ganz gleich ob durch menschliche oder maschinelle Steuerung geleitet, beidseitig wechselseitig aufeinander reagieren. The simulation is therefore carried out iteratively in particular, since reactions of the driving control function in turn lead to reactions of the first virtual road user and vice versa. However, this advantageously corresponds very realistically to a real scenario in which road users react to one another on both sides, regardless of whether they are guided by human or machine control.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer ein virtuelles anderes Fahrzeug, wobei die Simulation des Verhaltens des ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers eine Fahrdynamiksimulation umfasst, welche Bewegungsgleichungen des virtuellen anderen Fahrzeugs umfasst, und im Falle eines simulierten manuellen Betriebs des virtuellen anderen Fahrzeugs zusätzlich ein Aktions-/ Reaktionsmodell des Fahrers des virtuellen anderen Fahrzeugs umfasst. Die Bewegungsgleichungen stellen Grundgleichungen der Physik dar, die Beschleunigung, Masse und einwirkende Kräfte und Momente miteinander verbinden. Davon umfasst sind insbesondere Reibungskräfte gegenüber der Luft sowie gegenüber dem Boden, Antriebsmomente und andere. Wird außerdem davon ausgegangen, dass der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer ein menschlicher Fahrer ist, so werden entsprechend die Totzeit für eine benötigte Reaktion (typischerweise 0,1 Sekunden) sowie das träge und unter Umständen nicht-korrekte Verhalten dieses Fahrers modelliert. According to a further advantageous embodiment, the first virtual road user is a virtual other vehicle, wherein the simulation of the behavior of the first virtual road user includes a driving dynamics simulation, which includes equations of motion of the virtual other vehicle, and in the case of a simulated manual operation of the virtual other vehicle, an additional action -/ Includes reaction model of the driver of the virtual other vehicle. The equations of motion represent basic equations of physics that connect acceleration, mass and acting forces and moments. This includes, in particular, frictional forces in relation to the air and in relation to the ground, drive torques and others. If it is also assumed that the first virtual road user is a human driver, the dead time for a required reaction (typically 0.1 seconds) and the sluggish and possibly incorrect behavior of this driver are modeled accordingly.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Simulationseinheit dazu ausgeführt, während des realen Betriebs des Fahrzeugs auf der Straße das Verhalten von mehreren ersten virtuellen Verkehrsteilnehmern zu simulieren. According to a further advantageous specific embodiment, the simulation unit is designed to simulate the behavior of a number of first virtual road users during actual operation of the vehicle on the road.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind alle erste virtuelle Verkehrsteilnehmer virtuelle andere Fahrzeuge. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Simulationseinheit dazu ausgeführt, das Verhalten der ersten virtuellen Verkehrsteilnehmer untereinander mit beiderseitig wirkenden Wechselwirkungen zwischen den ersten virtuellen Verkehrsteilnehmern zu simulieren. According to a further advantageous embodiment, all first virtual road users are virtual other vehicles. According to a further advantageous embodiment, the simulation unit is designed to simulate the behavior of the first virtual road users with one another with interactions between the first virtual road users acting on both sides.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Simulationseinheit dazu ausgeführt, während des realen Betriebs des Fahrzeugs auf der Straße das Verhalten zumindest eines zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmers zu simulieren, wobei das Verhalten des zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmers lediglich auf Basis einer Verkehrsflusssimulation ermittelt wird, wobei die Verkehrsflusssimulation unabhängig vom Verhalten des Fahrzeugs ist, sodass zwischen dem zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmer und dem Fahrzeug keine beiderseitig wirkende Wechselwirkung besteht. Im Gegensatz zum ersten virtuellen Verkehrsteilnehmer führt das Verhalten des zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmers nicht zu einer beidseitigen Wechselwirkung zwischen dem Fahrzeug und dem zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmer, da der zweite virtuelle Verkehrsteilnehmer einem vorgegebenen Muster in seinem Verhalten gehorcht. According to a further advantageous embodiment, the simulation unit is designed to simulate the behavior of at least one second virtual road user during actual operation of the vehicle on the road, with the behavior of the second virtual road user being determined solely on the basis of a traffic flow simulation, with the traffic flow simulation being determined independently of the Behavior of the vehicle is such that there is no mutual interaction between the second virtual road user and the vehicle. In contrast to the first virtual road user, the behavior of the second virtual road user does not lead to a two-way interaction between the vehicle and the second virtual road user, since the second virtual road user obeys a predetermined pattern in its behavior.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Simulationseinheit im Fahrzeug angeordnet und über die Sensorschnittstelle via drahtgebundene Signalleitung oder drahtlose Signalleitung mit einer Recheneinheit zur Ausführung der Fahrsteuerungsfunktion verbunden. According to a further advantageous embodiment, the simulation unit is arranged in the vehicle and connected via the sensor interface via a wired signal line or wireless signal line to a computing unit for executing the driving control function.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Simulationseinheit außerhalb des Fahrzeugs in einem externen Server angeordnet und via drahtlose Signalleitung mit einer Recheneinheit zur Ausführung der Fahrsteuerungsfunktion über die Sensorschnittstelle verbunden. According to a further advantageous embodiment, the simulation unit is arranged outside of the vehicle in an external server and is connected via a wireless signal line to a computing unit for executing the driving control function via the sensor interface.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das System weiterhin eine Anzeigeeinheit auf, wobei die reale Fahrt des Fahrzeugs auf der Straße zumindest teilweise durch einen manuellen Betrieb eines Fahrers oder eine personelle Überwachung durch einen Mitfahrer des Fahrzeugs erfolgt, wobei dem Fahrer oder Mitfahrer des Fahrzeugs der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer auf der Anzeigeeinheit dargestellt wird. According to a further advantageous embodiment, the system also has a display unit, with the actual journey of the vehicle on the road taking place at least partially through manual operation by a driver or personal monitoring by a passenger in the vehicle, with the driver or passenger in the vehicle being the first virtual road users is shown on the display unit.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Anzeigeeinheit eines aus den folgenden: Bildschirm, Head-up-Display, Virtual- oder Augmented-Reality Brille. According to a further advantageous embodiment, the display unit is one of the following: screen, head-up display, virtual or augmented reality glasses.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verifizieren und Validieren einer Fahrsteuerungsfunktion für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs, wobei während eines realen Betriebs des Fahrzeugs auf einer Straße das Verhalten zumindest eines ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers durch eine Simulationseinheit simuliert wird und aus dem simulierten Verhalten eine virtuelle Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder virtuelle Sensordaten erzeugt werden, wobei die virtuelle Fahrzeug-zu-Fahr- zeug-Kommunikation und/oder die virtuellen Sensordaten der Fahrsteuerungsfunktion durch eine Sensorschnittstelle so zur Verfügung gestellt werden, dass die virtuelle Fahr- zeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation für die Fahrsteuerungsfunktion nicht unterscheidbar zu einer realen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ist und die virtuellen Sensordaten die originären fahrzeugeigenen Sensordaten je nach Sensorart überlagern oder ersetzen, und wobei die Ausgangsgrößen der Fahrsteuerungsfunktion durch eine Analyseeinheit überwacht werden. A further aspect of the invention relates to a method for verification and validation a driving control function for the automatic operation of the vehicle, with the behavior of at least a first virtual road user being simulated by a simulation unit during real operation of the vehicle on a road, and virtual vehicle-to-vehicle communication and/or virtual sensor data being generated from the simulated behavior are generated, wherein the virtual vehicle-to-vehicle communication and/or the virtual sensor data of the driving control function are made available through a sensor interface in such a way that the virtual vehicle-to-vehicle communication is indistinguishable for the driving control function a real vehicle-to-vehicle communication and the virtual sensor data superimpose or replace the original vehicle-specific sensor data depending on the type of sensor, and the output variables of the driving control function are monitored by an analysis unit.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden Wiederholungen der Simulation mit unterschiedlichen Zahlen von ersten virtuellen Verkehrsteilnehmern durchgeführt. Somit wird eine strenge Strategie zur Validierung und Verifizierung der Fahrsteuerfunktion verfolgt, da ein weiter Parameterraum über verschiedene Szenarien geprüft werden kann. According to a further advantageous embodiment, the simulation is repeated with different numbers of first virtual road users. Thus, a strict strategy for validating and verifying the driving control function is followed, since a wide parameter space can be tested over different scenarios.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Simulation wiederholt mit jeweilig automatisch generierten Testszenarien durchgeführt, indem die für die Interaktion mit der Fahrsteuerungsfunktion potenziell relevanten Verkehrsteilnehmer in der Verkehrsflusssimulation detektiert und in die Fahrdynamiksimulation übertragen werden. Bevorzugt wird der Detailgrad der Simulation dieser Verkehrsteilnehmer den Anforderungen an das Szenario entsprechend adaptiv, das bedeutet in geeigneter Weise zeitlich und räumlich beschränkt, erhöht. Die Detektion der relevanten Verkehrsteilnehmer kann beispielweise durch eine künstliche Intelligenz umgesetzt werden. Die Generation neuer Testszenarien kann unmittelbar während der Testfahrten des automatisch betriebenen Fahrzeuges zwecks Validierung und Verifizierung der Fahrsteuerungsfunktion mit einem zweckmäßigen Verfahren anwendungsfreundlich realisiert werden. According to a further advantageous embodiment, the simulation is carried out repeatedly with automatically generated test scenarios in that the road users potentially relevant for the interaction with the driving control function are detected in the traffic flow simulation and transferred to the driving dynamics simulation. The level of detail of the simulation of these road users is preferably increased in an adaptive manner according to the requirements of the scenario, which means limited in a suitable manner in terms of time and space. The detection of the relevant road users can be implemented, for example, by artificial intelligence. The generation of new test scenarios can be implemented in a user-friendly manner immediately during the test drives of the automatically operated vehicle for the purpose of validation and verification of the driving control function.
Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Verfahrens ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen System vorstehend gemachten Ausführungen. Advantages and preferred developments of the proposed method result from an analogous and analogous transfer of the statements made above in connection with the proposed system.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Further advantages, features and details emerge from the following description in which - possibly with reference to the drawing - at least one Embodiment is described in detail. Identical, similar and/or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 : Ein System zum Verifizieren und Validieren einer Fahrsteuerungsfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 : A system for verifying and validating a driving control function according to an exemplary embodiment of the invention.
Fig. 2: Eine weitere, durch eine Simulation des Systems geschaffene Situation gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2: Another situation created by a simulation of the system according to another embodiment of the invention.
Fig. 3 Ein Verfahren zur Anwendung des Systems für die Validierung und Verifizierung der Fahrsteuerungsfunktion. Fig. 3 A method of using the system for validation and verification of the driving control function.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. The representations in the figures are schematic and not to scale.
Fig. 1 zeigt ein System 1 für ein Fahrzeug 3 zum Verifizieren und Validieren einer Fahrsteuerungsfunktion für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs 3. Die Fahrsteuerungsfunktion reagiert auf weitere Verkehrsteilnehmer, beispielsweise um Vorfahrt einer Kreuzung zu beachten, wenn ein weiterer Verkehrsteilnehmer in diese Kreuzung einfährt. Das System 1 weist eine Simulationseinheit 5, eine Sensorschnittstelle 7 und eine Analyseeinheit 9 auf. Während des realen Betriebs des Fahrzeugs 3 auf einer Straße erzeugt die Simulationseinheit 5 das simulierte Verhalten eines ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers 11 und ermittelt aus dem simulierten Verhalten unter anderem visuelle virtuelle Sensordaten als künstliche erzeugte Kameradaten. Diese werden über die Sensorschnittstelle 7 der Fahrsteuerungsfunktion so zur Verfügung gestellt, dass die virtuellen Sensordaten die originären fahrzeugeigenen visuellen Sensordaten einer Fahrzeugkamera überlagern, sodass sich das Bild des ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers 11 im Bild der aufgenommenen Umgebung überlagert. Hierbei wird das Bild des ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers 11 entsprechend der Simulation durch entsprechende Matrixtransformationen so in einem optischen Fluss verkleinert bzw. vergrößert und gedreht sowie verzerrt, als wäre der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer 11 (ein Fahrzeug wie das Fahrzeug 3) tatsächlich in der Umgebung des Fahrzeugs 3 vorhanden. Die Fahrsteuerungsfunktion reagiert auf das Vorhandensein dieses ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers 11 und setzt entsprechende Befehle für das autonome Fahrzeug 3 um, beispielsweise Anhalten vor einer Kreuzung, an der der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer 11 Vorfahrt genießt. Die Analyseeinheit 9 überwacht die Ausgangsgrößen der Fahrsteuerungsfunktion durch Abspeichern der Ausgangsgrößen und Validieren und Verifizieren mit einem Modellverhalten, sodass überprüft werden kann, ob die Fahrsteuerungsfunktion die richtige Entscheidung trifft und das korrekte Verhalten ausführt. In dem Fahrzeug 3, welches autonom betrieben wird zum Zwecke der Validierung und Verifizierung der Fahrsteuerfunktion, ist ein "Fahrer" anwesend, um bei Fehlverhalten des Fahrzeugs 3 eingreifen zu können. Diesem Fahrer des Fahrzeugs 3 wird in Echtzeit aus den Simulationsdaten ein Bild des ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers 11 an einem Head-up-Display 15 angezeigt, sodass er unmittelbar eine Plausibilitätskontrolle bezüglich des Verhaltens des Fahrzeugs 3 aufgrund des Betriebs der Fahrsteuerfunktion vornehmen kann. 1 shows a system 1 for a vehicle 3 for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle 3. The driving control function reacts to other road users, for example to give priority to an intersection when another road user drives into this intersection. The system 1 has a simulation unit 5 , a sensor interface 7 and an analysis unit 9 . During actual operation of vehicle 3 on a road, simulation unit 5 generates the simulated behavior of a first virtual road user 11 and uses the simulated behavior to determine, among other things, visual virtual sensor data as artificially generated camera data. These are made available to the driving control function via the sensor interface 7 in such a way that the virtual sensor data overlays the original vehicle-specific visual sensor data from a vehicle camera, so that the image of the first virtual road user 11 is overlaid in the image of the recorded environment. Here, the image of the first virtual road user 11 is reduced or enlarged and rotated and distorted in an optical flow according to the simulation by corresponding matrix transformations, as if the first virtual road user 11 (a vehicle such as the vehicle 3) were actually in the vicinity of the vehicle 3 available. The driving control function reacts to the presence of this first virtual road user 11 and implements corresponding commands for the autonomous vehicle 3, for example stopping in front of an intersection where the first virtual road user 11 has priority. The analysis unit 9 monitors the output variables of the drive control function by storing the Output variables and validate and verify with a model behavior so that it can be checked whether the driving control function makes the right decision and executes the correct behavior. A “driver” is present in the vehicle 3, which is operated autonomously for the purpose of validating and verifying the driving control function, in order to be able to intervene if the vehicle 3 behaves incorrectly. This driver of the vehicle 3 is shown an image of the first virtual road user 11 from the simulation data in real time on a head-up display 15, so that he can immediately carry out a plausibility check with regard to the behavior of the vehicle 3 based on the operation of the driving control function.
Fig. 2 zeigt eine weitere Situation, die für das Fahrzeug 3 geschaffen werden kann. Hierbei befinden sich ein erster virtueller Verkehrsteilnehmer 11 und ein zweiter virtueller Verkehrsteilnehmer 13 auf der Straße, die vom Fahrzeug 3 aktuell real befahren wird. Sowohl der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer 11 als auch der zweite virtuelle Verkehrsteilnehmer 13 entspringen der Simulation und sind wie in dem Verfahren, welches in Fig. 1 beschrieben wird, erzeugt. Dabei unterscheiden sich der virtuelle erste Verkehrsteilnehmer 11 und der zweite virtuelle Verkehrsteilnehmer 13 dadurch, dass der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer 11 ein interaktives Verhalten gegenüber dem Fahrzeug 3 aufzeigt und sich kooperativ verhalten kann. Dabei besteht eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen dem ersten virtuellen Verkehrsteilnehmer 11 und dem Fahrzeug 3, sodass eine beidseitig wirkende Wechselwirkung zwischen diesen beiden Fahrzeugen entsteht. Demgegenüber wird der zweite virtuelle Verkehrsteilnehmer 13 unter anderen Paradigmen simuliert, sodass keine beidseitige Wechselwirkung zwischen dem zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmer 13 und dem Fahrzeug 3 entsteht, sondern das Verhalten des zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmers 13 nur durch eine Verkehrsflusssimulation erzeugt wird und dieser keine Reaktion auf das Verhalten des Fahrzeugs 3 ausführt. 2 shows another situation that can be created for the vehicle 3 . In this case, a first virtual road user 11 and a second virtual road user 13 are on the road that the vehicle 3 is actually currently driving on. Both the first virtual road user 11 and the second virtual road user 13 originate from the simulation and are generated as in the method described in FIG. 1 . The virtual first road user 11 and the second virtual road user 13 differ in that the first virtual road user 11 shows an interactive behavior towards the vehicle 3 and can behave cooperatively. There is vehicle-to-vehicle communication between the first virtual road user 11 and the vehicle 3, so that there is an interaction between these two vehicles that acts on both sides. In contrast, the second virtual road user 13 is simulated under different paradigms, so that there is no mutual interaction between the second virtual road user 13 and the vehicle 3, but the behavior of the second virtual road user 13 is only generated by a traffic flow simulation and it does not react to the behavior of the vehicle Vehicle 3 runs.
Fig. 3 zeigt ein Verfahren zur Anwendung des Systems 1 für die Validierung und Verifizierung der Fahrsteuerungsfunktion des Fahrzeugs 3. Zunächst wird in der Simulationseinheit 5 eine virtuelle Straße und ein virtueller Verkehr mit ihren Gegebenheiten ausgewählt S1 , sowie die Regeln für die Detektion der Szenarien gemäß den Anforderungen an die Tests eingestellt S2. Anschließend wird das System 1 aktiviert S3. Im nächsten Schritt werden die Testfahrten mit den durch die Simulationseinheit 5 generierten Testszenarien wiederholt durchgeführt S4 und dabei mit der Analyseeinheit 9 Daten aufgezeichnet, die dann letztlich aufbereitet und ausgewertet werden S5. Fig. 3 shows a method for using the system 1 for the validation and verification of the driving control function of the vehicle 3. First, in the simulation unit 5, a virtual road and a virtual traffic with their conditions are selected S1, as well as the rules for the detection of the scenarios according to set to test requirements S2. The system 1 is then activated S3. In the next step, the test drives with the test scenarios generated by the simulation unit 5 are repeatedly carried out S4 and the analysis unit 9 records data that is then ultimately processed and evaluated S5.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausfüh- rungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedan- kens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird. Although the invention is illustrated in more detail by preferred exemplary embodiments and has been explained, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a large number of possible variations exist. It is also understood that exemplary embodiments are really examples only and should not be construed in any way as limiting such as the scope, applications, or configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable the person skilled in the art to concretely implement the exemplary embodiments, with the person skilled in the art making a variety of changes, for example with regard to the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment, knowing the disclosed inventive concept without departing from the scope of protection defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.
Bezugszeichenliste Reference List
I System I system
3 Fahrzeug 3 vehicle
5 Simulationseinheit 5 simulation unit
7 Sensorschnittstelle 7 sensor interface
9 Analyseeinheit 9 analysis unit
I I erster virtueller VerkehrsteilnehmerI I first virtual road user
13 zweiter virtueller Verkehrsteilnehmer13 second virtual road user
15 Anzeigeeinheit 15 display unit
51 Auswahlen 51 selections
52 Einstellen 52 Adjust
53 Aktivieren 53 Activate
54 Durchführen 54 perform
55 Aufbereiten und Auswerten 55 processing and evaluation

Claims

Patentansprüche patent claims
1. System (1) für ein Fahrzeug (3) zum Verifizieren und Validieren einer Fahrsteuerungsfunktion für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs (3), aufweisend eine Simulationseinheit (5), eine Sensorschnittstelle (7), und eine Analyseeinheit (9), wobei die Simulationseinheit (5) dazu ausgeführt ist, während eines realen Betriebs des Fahrzeugs (3) auf einer Straße das Verhalten zumindest eines ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers (11) zu simulieren und aus dem simulierten Verhalten eine virtuelle Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder virtuelle Sensordaten zu erzeugen, wobei die Sensorschnittstelle (7) dazu ausgeführt ist, die virtuelle Fahr- zeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder die virtuellen Sensordaten der Fahrsteuerungsfunktion so zur Verfügung zu stellen, dass die virtuelle Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation für die Fahrsteuerungsfunktion nicht unterscheidbar zu einer realen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ist und die virtuellen Sensordaten die originären fahrzeugeigenen Sensordaten je nach Sensorart überlagern oder ersetzen, und wobei die Analyseeinheit (9) dazu ausgeführt ist, die Ausgangsgrößen der Fahrsteuerungsfunktion zu überwachen. 1. System (1) for a vehicle (3) for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle (3), comprising a simulation unit (5), a sensor interface (7), and an analysis unit (9), wherein the Simulation unit (5) is designed to simulate the behavior of at least a first virtual road user (11) during real operation of the vehicle (3) on a road and from the simulated behavior a virtual vehicle-to-vehicle communication and / or virtual To generate sensor data, the sensor interface (7) is designed to provide the virtual vehicle-to-vehicle communication and / or the virtual sensor data of the driving control function so available that the virtual vehicle-to-vehicle communication for the driving control function is indistinguishable from real vehicle-to-vehicle communication and the virtual sensor data is the original vehicle data Superimpose or replace sensor data depending on the type of sensor, and the analysis unit (9) is designed to monitor the output variables of the driving control function.
2. System (1) nach Anspruch 1 , wobei die Simulationseinheit (5) dazu ausgeführt ist, das Verhalten des ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers (11) an das Verhalten des Fahrzeugs (3) anzupassen, sodass mittels der Fahrsteuerungsfunktion eine beiderseitig wirkende Wechselwirkung zwischen Fahrzeug (3) und dem ersten virtuellen Verkehrsteilnehmer (11) entsteht. 2. System (1) according to claim 1, wherein the simulation unit (5) is designed to adapt the behavior of the first virtual road user (11) to the behavior of the vehicle (3), so that by means of the driving control function there is mutual interaction between the vehicle ( 3) and the first virtual road user (11) arises.
3. System (1) nach Anspruch 2, wobei der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer (11) ein virtuelles anderes Fahrzeug (3) ist, wobei die Simulation des Verhaltens des ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers (11) eine Fahrdynamiksimulation umfasst, welche Bewegungsgleichungen des virtuellen anderen Fahrzeugs umfasst, und im Falle eines simulierten manuellen Betriebs des virtuellen anderen Fahrzeugs zusätzlich ein Aktions-/ Reaktionsmodell des Fahrers des virtuellen anderen Fahrzeugs umfasst. 3. System (1) according to claim 2, wherein the first virtual road user (11) is a virtual other vehicle (3), wherein the simulation of the behavior of the first virtual road user (11) comprises a driving dynamics simulation which includes equations of motion of the virtual other vehicle , and in the case of a simulated manual operation of the virtual other vehicle additionally comprises an action/reaction model of the driver of the virtual other vehicle.
4. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Simulationseinheit (5) dazu ausgeführt ist, während des realen Betriebs des Fahrzeugs (3) auf der Straße das Verhalten von mehreren ersten virtuellen Verkehrsteilnehmern (11) zu simulieren. 4. System (1) according to any one of the preceding claims, wherein the simulation unit (5) is designed to during the real operation of the vehicle (3) on the road, the behavior of a plurality of first virtual To simulate road users (11).
5. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle erste virtuelle Verkehrsteilnehmer (11) virtuelle andere Fahrzeuge sind. 5. System (1) according to any one of the preceding claims, wherein all first virtual road users (11) are virtual other vehicles.
6. System (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die Simulationseinheit (5) dazu ausgeführt ist, das Verhalten der ersten virtuellen Verkehrsteilnehmer (11) untereinander mit beiderseitig wirkenden Wechselwirkungen zwischen den ersten virtuellen Verkehrsteilnehmern (11) zu simulieren. 6. System (1) according to one of claims 4 to 5, wherein the simulation unit (5) is designed to simulate the behavior of the first virtual road users (11) with each other with mutually acting interactions between the first virtual road users (11).
7. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Simulationseinheit (5) dazu ausgeführt ist, während des realen Betriebs des Fahrzeugs (3) auf der Straße das Verhalten zumindest eines zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmers (13) zu simulieren, wobei das Verhalten des zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmers (13) lediglich auf Basis einer Verkehrsflusssimulation ermittelt wird, wobei die Verkehrsflusssimulation unabhängig vom Verhalten des Fahrzeugs (3) ist, sodass zwischen dem zweiten virtuellen Verkehrsteilnehmer (13) und dem Fahrzeug (3) keine beiderseitig wirkende Wechselwirkung besteht. 7. System (1) according to any one of the preceding claims, wherein the simulation unit (5) is designed to simulate the behavior of at least one second virtual road user (13) during real operation of the vehicle (3) on the road, the behavior of the second virtual road user (13) is determined solely on the basis of a traffic flow simulation, the traffic flow simulation being independent of the behavior of the vehicle (3), so that there is no mutual interaction between the second virtual road user (13) and the vehicle (3).
8. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Simulationseinheit (5) im Fahrzeug (3) angeordnet ist und über die Sensorschnittstelle (7) via drahtgebundene Signalleitung oder drahtlose Signalleitung mit einer Recheneinheit zur Ausführung der Fahrsteuerungsfunktion verbunden ist. 8. System (1) according to one of claims 1 to 7, wherein the simulation unit (5) is arranged in the vehicle (3) and is connected via the sensor interface (7) via a wired signal line or wireless signal line to a computing unit for executing the driving control function.
9. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Simulationseinheit (5) außerhalb des Fahrzeugs (3) in einem externen Server angeordnet ist und via drahtlose Signalleitung mit einer Recheneinheit zur Ausführung der Fahrsteuerungsfunktion über die Sensorschnittstelle (7) verbunden ist. 9. System (1) according to one of claims 1 to 7, wherein the simulation unit (5) is arranged outside of the vehicle (3) in an external server and is connected via wireless signal line to a computing unit for executing the driving control function via the sensor interface (7). is.
10. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Anzeigeeinheit (15), wobei die reale Fahrt des Fahrzeugs (3) auf der Straße zumindest teilweise durch einen manuellen Betrieb eines Fahrers oder eine personelle Überwachung durch einen Mitfahrer des Fahrzeugs (3) erfolgt, wobei dem Fahrer oder Mitfahrer des Fahrzeugs (3) der erste virtuelle Verkehrsteilnehmer (11) auf der Anzeigeeinheit (15) dargestellt wird. 10. System (1) according to any one of the preceding claims, further comprising a display unit (15), wherein the real journey of the vehicle (3) on the road at least partially by manual operation of a driver or personal monitoring by a passenger of the vehicle ( 3) takes place, the driver or passenger of the vehicle (3) being shown the first virtual road user (11) on the display unit (15).
11. System (1) nach Anspruch 10, wobei die Anzeigeeinheit (15) eines aus den folgenden ist: Bildschirm, Head-up-Dis- play, Virtual- oder Augmented-Reality Brille. 11. System (1) according to claim 10, wherein the display unit (15) is one of the following: screen, head-up display, virtual or augmented reality glasses.
12. Verfahren zum Verifizieren und Validieren einer Fahrsteuerungsfunktion für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs (3), wobei während eines realen Betriebs des Fahrzeugs (3) auf einer Straße das Verhalten zumindest eines ersten virtuellen Verkehrsteilnehmers (11) durch eine Simulationseinheit (5) simuliert wird und aus dem simulierten Verhalten eine virtuelle Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder virtuelle Sensordaten erzeugt werden, wobei die virtuelle Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikation und/oder die virtuellen Sensordaten der Fahrsteuerungsfunktion durch eine Sensorschnittstelle (7) so zur Verfügung gestellt werden, dass die virtuelle Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation für die Fahrsteuerungsfunktion nicht unterscheidbar zu einer realen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ist und die virtuellen Sensordaten die originären fahrzeugeigenen Sensordaten je nach Sensorart überlagern oder ersetzen, und wobei die Ausgangsgrößen der Fahrsteuerungsfunktion durch eine Analyseeinheit (9) überwacht werden. 12. A method for verifying and validating a driving control function for the automatic operation of the vehicle (3), wherein the behavior of at least a first virtual road user (11) is simulated by a simulation unit (5) during real operation of the vehicle (3) on a road and virtual vehicle-to-vehicle communication and/or virtual sensor data are generated from the simulated behavior, the virtual vehicle-to-vehicle communication and/or the virtual sensor data being made available to the driving control function by a sensor interface (7). be that the virtual vehicle-to-vehicle communication for the driving control function is indistinguishable from real vehicle-to-vehicle communication and the virtual sensor data overlay or replace the original on-board sensor data depending on the type of sensor, and the output variables of the driving control function through an analysis unit (9) be monitored.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei Wiederholungen der Simulation mit unterschiedlichen Zahlen von ersten virtuellen Verkehrsteilnehmern (11) durchgeführt werden. 13. The method according to claim 12, wherein repetitions of the simulation are carried out with different numbers of first virtual road users (11).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei die Simulation wiederholt mit einem jeweilig automatisch generierten Testszenario durchgeführt wird, wobei die für die Interaktion mit der Fahrsteuerungsfunktion potenziell relevanten Verkehrsteilnehmer in einer Verkehrsflusssimulation detektiert und in die Fahrdynamiksimulation übertragen werden. 14. The method according to any one of claims 12 to 13, wherein the simulation is repeatedly carried out with a respectively automatically generated test scenario, the potentially relevant road users for the interaction with the driving control function being detected in a traffic flow simulation and transferred to the driving dynamics simulation.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017007136A1 (en) 2017-07-27 2019-01-31 Opel Automobile Gmbh Method and device for training self-learning algorithms for an automated mobile vehicle
US20200353943A1 (en) 2019-05-07 2020-11-12 Foresight Ai Inc. Driving scenario machine learning network and driving environment simulation
WO2020264276A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 Zoox, Inc Synthetic scenario generator based on attributes
EP3958129A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-23 Volvo Car Corporation Method and system for validating autonomous control software for a self-driving vehicle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014221011A1 (en) 2014-04-07 2015-10-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Module for simulating a special purpose vehicle in a traffic flow simulation and method for performing a traffic flow simulation
DE102015001972B4 (en) 2014-04-28 2023-09-14 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Method and device for testing applications using C2X communication

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017007136A1 (en) 2017-07-27 2019-01-31 Opel Automobile Gmbh Method and device for training self-learning algorithms for an automated mobile vehicle
US20200353943A1 (en) 2019-05-07 2020-11-12 Foresight Ai Inc. Driving scenario machine learning network and driving environment simulation
WO2020264276A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 Zoox, Inc Synthetic scenario generator based on attributes
EP3958129A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-23 Volvo Car Corporation Method and system for validating autonomous control software for a self-driving vehicle

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KHASTGIR SIDDARTHA ET AL: "Identifying a gap in existing validation methodologies for intelligent automotive systems: Introducing the 3xD simulator", 2015 IEEE INTELLIGENT VEHICLES SYMPOSIUM (IV), IEEE, 28 June 2015 (2015-06-28), pages 648 - 653, XP033209796, DOI: 10.1109/IVS.2015.7225758 *
ZOFKA MARC RENE ET AL: "Testing and validating high level components for automated driving: simulation framework for traffic scenarios", 2016 IEEE INTELLIGENT VEHICLES SYMPOSIUM (IV), IEEE, 19 June 2016 (2016-06-19), pages 144 - 150, XP032938956, DOI: 10.1109/IVS.2016.7535378 *

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