WO2023159258A1 - Prüfstandsystem zum testen eines fahrerassistenzsystems mit einem hörschall-sensor - Google Patents

Prüfstandsystem zum testen eines fahrerassistenzsystems mit einem hörschall-sensor Download PDF

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WO2023159258A1
WO2023159258A1 PCT/AT2023/060049 AT2023060049W WO2023159258A1 WO 2023159258 A1 WO2023159258 A1 WO 2023159258A1 AT 2023060049 W AT2023060049 W AT 2023060049W WO 2023159258 A1 WO2023159258 A1 WO 2023159258A1
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WO
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environment
driver assistance
sensor
audible sound
assistance system
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Application number
PCT/AT2023/060049
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Inventor
Christian GUTENKUNST
Christian Schyr
Max NESTORIUC
Original Assignee
Avl List Gmbh
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/04—Monitoring the functioning of the control system
    • 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
    • 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
    • G06F11/3664—Environments for testing or debugging software
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F11/3668—Software testing
    • G06F11/3672—Test management
    • G06F11/3688—Test management for test execution, e.g. scheduling of test suites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces

Definitions

  • Test stand system for testing a driver assistance system with an audible sound sensor
  • the invention relates to a test stand system for testing a driver assistance system with an acoustic audible sound sensor for a motor vehicle, the driver assistance system having a control unit for processing sensor signals, which is set up to process sensor signals from environmental sensors and to control the motor vehicle on their basis, with at least one of the environmental sensors is the audible sound sensor, set up to detect audible sound.
  • driver assistance systems Advanced Driver Assistance Systems - ADAS
  • autonomous Driving - AD autonomous driving
  • Driver assistance systems make an important contribution to increasing active traffic safety and serve to increase driving comfort.
  • ABS anti-lock braking system
  • ESP electronic stability program
  • Driver assistance systems that are already being used to increase active road safety are a parking assistant, an adaptive distance control system, also known as Adaptive Cruise Control (ACC), which adaptively adjusts a desired speed selected by the driver to a distance from a vehicle in front.
  • ACC stop-and-go systems which, in addition to ACC, cause the vehicle to continue driving automatically in traffic jams or when vehicles are stationary
  • lane keeping or lane assist systems which automatically keep the vehicle in its lane stop
  • pre-crash systems which, for example, prepare or initiate braking in the event of the possibility of a collision, to take the kinetic energy out of the vehicle and, if necessary, initiate further measures if a collision is unavoidable.
  • driver assistance systems both increase safety in traffic by warning the driver in critical situations and initiate independent intervention to avoid or reduce accidents, for example by activating an emergency braking function.
  • driving comfort is increased by functions such as automatic parking, automatic lane keeping and automatic distance control.
  • the safety and comfort gain of a driver assistance system is only perceived positively by the vehicle occupants if the support by the driver assistance system is safe, reliable and—as far as possible—comfortable.
  • each driver assistance system depending on its function, must manage scenarios that occur in traffic with maximum safety for the vehicle itself and without endangering other vehicles or other road users.
  • the respective degree of automation of vehicles is divided into so-called automation levels 1 to 5 (see, for example, the SAE J3016 standard).
  • the present invention relates in particular to vehicles with driver assistance systems of automation level 3 to 5, which is generally regarded as (partially) autonomous driving.
  • the challenges for testing such systems are manifold. In particular, a balance must be found between the test effort and the test coverage.
  • the main task when testing ADAS/AD functions is to demonstrate that the function of the driver assistance system is guaranteed in all imaginable situations, especially in critical driving situations. Such critical driving situations have a certain or criticality since no reaction or an incorrect reaction of the respective driver assistance system can lead to an accident.
  • driver assistance systems therefore requires a large number of driving situations, which can be found in different scenarios, to be taken into account can arise.
  • the range of possible scenarios is generally spanned by many dimensions (e.g. different road properties, behavior of other road users, weather conditions, etc.). From this almost infinite and multidimensional parameter space, it is particularly relevant for testing driver assistance systems to extract such parameter constellations for critical scenarios that can lead to unusual or dangerous driving situations.
  • WO 2016/110488 discloses a method for operating a driving simulator, which has the following steps:
  • Document DE 10 2007 031040 A1 relates to a test device for a driver assistance system that is integrated in a vehicle and has vehicle sensors for recording a signal from the area surrounding the vehicle, the test device comprising:
  • the document EP 3 101 404 A2 relates to a test system that includes a vehicle test bench, a motor vehicle located on the vehicle test bench, at least one signal unit provided in or on the vehicle test bench and/or in or on the motor vehicle and/or separately from the vehicle test bench and the motor vehicle, with which at least one vehicle operation-specific and/or optical and/or acoustic and/or haptic and/or driving situation-related and/or environment-related signal can be output or displayed and/or manipulated, at least one measuring device and a data acquisition and/or evaluation unit with an evaluation module for the data recorded by the measuring device.
  • a first aspect of the invention relates to a test stand system for testing a driver assistance system with an acoustic audible sound sensor for a motor vehicle, the driver assistance system having a control unit for processing sensor signals, which is set up to process sensor signals from environmental sensors and to control the motor vehicle on their basis , wherein at least one of the environmental sensors is the audible sound sensor, set up for detecting audible sound, and wherein the test bench system has:
  • a test stand which is set up in such a way that the driver assistance system, in particular together with a drive train for the motor vehicle, can be operated on the test stand;
  • a simulation device set up for simulating an environment of the motor vehicle, the simulated environment comprising an acoustic audible environment
  • the first interface is preferably set up to map the simulated environment including the acoustic audible sound environment from the perspective of the respective environment sensors.
  • the test bench is preferably designed as a hardware-in-the-loop test bench, as a drive train test bench or as a vehicle test bench.
  • a second aspect of the invention relates to a measurement arrangement with a test stand on which a vehicle with a driver assistance system is arranged, the driver assistance system having a control unit for processing sensor signals, which is set up to process sensor signals from environmental sensors and on the basis of which the vehicle control, wherein at least one of the environmental sensors is an acoustic audible sound sensor, set up for detecting audible sound.
  • a third aspect of the invention relates to a measurement vehicle for generating sensor data of an environment of the measurement vehicle, the environment comprising an acoustic audible environment, having:
  • environment sensors wherein at least one of the environment sensors is an auditory sound sensor
  • a data memory set up to record sensor data, in particular with a frequency of at least 10 kHz, in particular around 44.1 kHz or 48 kHz; wherein the data processing unit is also set up to synchronize the sensor data of the at least one auditory sound sensor with the sensor data of the other environmental sensors.
  • a further aspect of the invention relates to a method for testing a driver assistance system with an acoustic audible sound sensor for a motor vehicle, the driver assistance system being set up to process sensor signals from surroundings sensors and to control the vehicle on the basis of these, with at least one of the surroundings sensors measuring the audible sound
  • a sensor set up to detect audible sound is comprising the following working steps:
  • An audible sound within the meaning of the invention is the sound perceptible to humans, in particular in a spectrum from 16 Hz to 20 kHz.
  • An auditory sound sensor within the meaning of the invention is preferably a microphone and is more preferably suitable for stereophonic recordings.
  • Labeling within the meaning of the invention is preferably an assignment of noise sources to a respective characteristic noise, which are stored as object data for the sensor data.
  • the invention is based on the assumption that future driver assistance systems not only take into account the visual environment of a motor vehicle to control the motor vehicle, as well as data on the spatial environment, which are obtained using camera, radar, lidar and ultrasonic sensors, but also information that auditory sound are conveyed.
  • a tire squeal depending on the direction of origin, can also announce a future impairment of the roadway of the motor vehicle.
  • the approach of the invention is to provide a test bench system for a driver assistance system with an audible sound sensor, which has both a test bench that is set up to operate a drive train of the motor vehicle and a simulation device that is set up, including the environment of the motor vehicle to simulate acoustic audible sound environment, as well as a first interface for providing the simulated environment including acoustic audible sound environment to the driver assistance system.
  • a driver assistance system with audible sound sensors can be tested particularly reliably and realistically.
  • a ferry operation of the motor vehicle can be mapped particularly realistically in this way.
  • the simulation device is set up to track a movement of the vehicle in the simulated environment and to adjust the environment, including the acoustic audible sound environment, accordingly.
  • the simulation device is set up to track a movement of the vehicle in the simulated environment and to adjust the environment, including the acoustic audible sound environment, accordingly.
  • the first interface is a stimulation device which is set up to stimulate environmental sensors and has at least two sound transducers for audible sound, further set up by means of the at least two Sound transducer to produce a spatial sound, which reproduces the simulated acoustic environment on the vehicle test bench around the motor vehicle.
  • Such a stimulation device is preferably a mono loudspeaker or several stereo or surround loudspeakers.
  • the driver assistance system can also be tested to determine whether it can determine the respective direction of the sound source and, if applicable, its speed and direction of movement.
  • the first interface is therefore set up to map the simulated environment including the acoustic audible sound environment from the perspective of the respective environment sensors.
  • a particularly realistic simulation of the audible sound environment can be generated on the environmental sensors of the motor vehicle.
  • the first interface is a data interface which is set up to provide the driver assistance system, in particular the software of the audible sound sensor, with the simulated environment as a signal, in particular as an output signal of the audible sound sensor, or data stream.
  • the selected interface depends on the components of the driver assistance system that are to be tested. In this case, for example, it can be provided that only the software of the audible sound sensor or only the driver assistance system itself is to be tested, with the hardware and software of the audible sound sensor being suppressed.
  • the test bench system has a second data interface which is set up to provide object data or what is known as ground truth about the simulated environment.
  • object data or what is known as ground truth about the simulated environment.
  • a data processing unit is also set up to determine characteristic noises from the sensor data of the at least one audible sound sensor and to identify their acoustic source and to label the characteristic noises accordingly.
  • data recorded in real test drives can be identified in relation to an acoustic environment and the data can be processed for use in a test bench system according to the invention.
  • the data processing unit is also set up to filter the sensor data of the at least one audible sound sensor in order to remove background noise, in particular wind noise, preferably up to a measuring speed of approximately 50 km/h.
  • an acoustic environment recorded by the measuring vehicle can be applied to other driving situations, independently of the recorded driving situation.
  • the data processing unit is also set up to determine a distance from an acoustic source, the direction in relation to the measuring vehicle from which the characteristic noises come, and/or a speed difference between the acoustic source and the measuring vehicle recorded in the sensor data.
  • the recorded sensor data can be provided with ground truth in relation to the movement directions and speeds of acoustic sources.
  • the data stream is output in such a way that the auditory sound sensor can generate sensor data on the basis of the data stream, which is then output to the driver assistance system.
  • driver assistance system can be tested together with the associated audible sound sensor.
  • the data stream is output as spatial sound, which reproduces the simulated acoustic environment around the motor vehicle on the motor vehicle test bench.
  • a surround sound allows a particularly realistic reproduction of the environment.
  • the method has the following work steps:
  • the method also has the following work step:
  • Deterioration, in particular distortion, of a data stream in particular that part which depicts the acoustic audible sound environment from the perspective of the respective environment sensors, preferably taking into account weather conditions and/or defects in the hardware of the respective environment sensor.
  • data processing software for the auditory sound sensor and also for the driver assistance system can be tested, in particular its ability to deal with deteriorated sensor data.
  • the method also has the additional work step:
  • FIG. 1 an exemplary embodiment of a test bench system for testing a driver assistance system and a measurement arrangement from the test bench system with a motor vehicle;
  • FIG. 2 an exemplary embodiment of a method for testing a driver assistance system
  • FIG. 3 an exemplary embodiment of a measuring vehicle for generating sensor data of an environment.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a test bench system 1 for testing a driver assistance system 10 with an acoustic audible sound sensor 23a for a motor vehicle 20, wherein the test bench system 1 is shown as part of a measuring arrangement 40, which also includes the motor vehicle 20.
  • the test stand system 1 preferably has a data processing device 7 .
  • the data processing device 7 in turn preferably has a simulation device 2 which is set up to simulate an environment of the motor vehicle.
  • a simulated environment includes at least one acoustic audible environment around motor vehicle 20.
  • test stand 5 is preferably a drive train or vehicle test stand and has at least two dynamometers 6c, 6d in order to simulate a ferry operation on a drive train 21 of the motor vehicle 20.
  • test stand 5 preferably has steering actuators 8a, 8b in order to simulate a steering of the vehicle 20 in a simulated ferry operation.
  • non-driven axles of the vehicle are also preferably driven by dynamometers 6a, 6b.
  • this preferably has loudspeakers 3a, 3b which are set up to output audible sound.
  • the test stand 5 preferably has further interfaces in order to be able to supply or stimulate further sensors of the vehicle with data.
  • Motor vehicle 20 has at least drive train 21 and a driver assistance system 10, which includes a control unit 11 for processing sensor signals. More preferably, motor vehicle 20 also has environmental sensors 23a, 23b, 23c, which are set up to simulated environment around the motor vehicle 20 to perceive. In particular, the motor vehicle 20 preferably has a microphone 23a for audible sound detection.
  • the individual devices of the test bench 5 are preferably controlled by the data processing device 7, which preferably includes a test bench controller. More preferably, the data processing device 7 has a data interface 9, which is set up to read out operating data of the motor vehicle 20, in particular with regard to an activity of the driver assistance system 10.
  • the data processing device 7 preferably also has a second interface 4, which is set up to read in object data and/or a so-called ground truth of the simulated environment.
  • the surroundings detected by the driver assistance system 10 can be compared with this ground truth. In this way, a quality of the environment detected by driver assistance system 10, in particular an audible environment, can be assessed.
  • the first interface can also be in the form of a data interface.
  • environmental data can be made available directly to software for the auditory sound sensor, in particular software for processing sensor signals.
  • a simulated emission signal of an auditory sound sensor can also be provided directly to the driver assistance system 10 .
  • corresponding components can be tested.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a method for testing a driver assistance system 10 with an acoustic audible sound sensor.
  • the method 100 is preferably carried out by a test stand system 1 according to FIG.
  • the method 100 preferably has the following work steps: In a first work step 101, an environment of motor vehicle 20 is simulated, the simulated environment including an acoustic audible environment.
  • the drive train 21 is operated on the basis of the simulated environment.
  • Motor vehicle 20 is preferably arranged on test stand 5 for this purpose.
  • a data stream is generated which depicts the simulated environment including the acoustic audible environment from the perspective of the respective environment sensors 23a, 23b, 23c.
  • a fourth work step 104 the data stream is degraded, in particular distorted. This applies in particular to that part of the data stream which depicts the acoustic audible sound environment from the perspective of the respective audible sound sensors.
  • This data stream is output to driver assistance system 10 in a fifth work step 105 .
  • the data stream can be output in such a way that the audible sound sensor 23a, 23b can generate sensor data on the basis of the data stream, which sensor data are then output to the driver assistance system 10.
  • the data stream is output as spatial sound, which reproduces the simulated acoustic environment around the motor vehicle 20 on the vehicle test bench 1 and by means of which auditory sound sensors 23a, 23b are stimulated.
  • an activity of the driver assistance system 10 is preferably monitored. More preferably, the simulation of the environment of motor vehicle 20 is adapted on the basis of the detected activity of driver assistance system 10 .
  • An activity can be characterized by an action by the driver assistance system 10, but also by the omission of an action.
  • the adaptation of the simulation of the environment results in a change in the environment of motor vehicle 20, in particular the audible sound environment.
  • transmission paths change for you emitted sound.
  • Sound sources change depending on how the environment reacts to an action by driver assistance system 10, for example people on the road who emit warning calls.
  • the Doppler effect is also taken into account in relation to a shift in the frequency range due to a movement of motor vehicle 20 in a specific direction, preferably in the adapted simulation.
  • the information content of the simulation also changes, for example if driver assistance system 10 causes an accident, further for example as a result of interactions with people.
  • Figure 3 shows an exemplary embodiment of a measurement vehicle 20 for generating sensor data for an environment of measurement vehicle 20.
  • the measuring vehicle 20 preferably has a drive train 21 . Furthermore, the measuring vehicle 20 preferably has environmental sensors, in particular two microphones 23a, 23b, which are set up to record audible sound. In this case, one or more microphones are preferably present, which can monitor the entire area around the vehicle with regard to audible sound.
  • the audible sound environment in FIG. 3 is formed in particular by an excavator 50 which is carrying out road work and in doing so emits sound as a sound source.
  • a data processing unit 22 of the measuring vehicle 20 can preferably determine the direction and/or the distance and/or the type of the sound source 50 and preferably its speed and direction of movement from the sensor data collected by the microphones 23a, 23b. This information is preferably stored in a data memory 24 which is set up to record sensor data, in particular at a frequency of at least approximately 10 kHz. Furthermore, the data processing unit 22 is preferably set up to synchronize the sensor data of the at least one microphone 23a, 23b with the sensor data of other environmental sensors
  • Such a further environment sensor is, for example, a camera 23c, which captures the visual environment, in particular in the direction of travel of the vehicle 20 .
  • the data processing unit 22 of the measuring vehicle 20 is set up to determine characteristic noises from the sensor data of the at least one audible sound sensor 23a, 23b and to recognize their acoustic source 50 and to label characteristic noises accordingly.
  • sirens from emergency vehicles, horns, signals from reversing trucks and bicycle bells can be recognized based on the frequency spectra.
  • acoustic sources are prioritized according to their general relevance for driving a motor vehicle. For example, emergency vehicle sirens and horns are given higher priority than reversing trucks or bicycle bells.
  • the data processing unit 22 is preferably set up to filter the sensor data of the at least one microphone 23a, 23b in order to remove background noise, in particular wind noise.
  • Data processing device a 8b steering actuator 0 driver assistance system 1 control unit 0 motor vehicle 1 drive train 2 data processing unit 3a, 23b, 23c sensors 4 data memory 0 measuring arrangement 0 sound source

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Prüfstandsystem zum Testen eines Fahrerassistenzsystems mit einem akustischen Hörschall-Sensor für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Steuerungseinheit zur Verarbeitung von Sensorsignalen aufweist, welche eingerichtet ist, Sensorsignale von Umgebungssensoren zu verarbeiten und auf deren Grundlage das Kraftfahrzeug zu steuern, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren der Hörschall-Sensor, eingerichtet zum Erfassen von Hörschall, ist, und wobei das Prüfstandsystem aufweist: • einen Prüfstand, welcher in der Weise eingerichtet ist, das Fahrerassistenzsystem auf dem Prüfstand betrieben werden kann; • eine Simulationseinrichtung, eingerichtet zum Simulieren einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, wobei die simulierte Umgebung eine akustische Hörschall-Umgebung umfasst; und • eine erste Schnittstelle zum Bereitstellen der simulierten Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung an das Fahrerassistenzsystem.

Description

Prüfstandsystem zum Testen eines Fahrerassistenzsystems mit einem Hörschall-Sensor
Die Erfindung betrifft ein Prüfstandsystem zum Testen eines Fahrerassistenzsystems mit einem akustischen Hörschall-Sensor für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Steuerungseinheit zur Verarbeitung von Sensorsignalen aufweist, welche eingerichtet ist, Sensorsignale von Umgebungssensoren zu verarbeiten und auf deren Grundlage das Kraftfahrzeug zu steuern, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren der Hörschall-Sensor, eingerichtet zum Erfassen von Hörschall, ist.
Die Verbreitung von Fahrerassistenzsystemen (Advanced Driver Assistance Systems - ADAS), welche in einer Weiterentwicklung autonomes Fahren (Autonomous Driving - AD) ermöglichen, nehmen sowohl im Bereich der Personenkraftwagen als auch bei Nutzfahrzeugen ständig zu. Fahrerassistenzsysteme leisten einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der aktiven Verkehrssicherheit und dienen zur Steigerung des Fahrkomforts.
Neben den insbesondere der Fahrsicherheit dienenden Systemen wie ABS (Anti- Blockier-System) und ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) werden im Bereich der Personenkraftwagen und der Nutzfahrzeuge einer Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen angeboten.
Fahrerassistenzsysteme, welche bereits zur Erhöhung der aktiven Verkehrssicherheit eingesetzt werden, sind ein Parkassistent, ein adaptiver Abstandsregeltempomat, der auch als Adaptive Cruise Control (ACC) bekannt ist, welcher eine vom Fahrer gewählte Wunschgeschwindigkeit adaptiv auf einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einregelt. Ein weiteres Beispiel für solche Fahrerassistenzsysteme sind ACC-Stop-&-Go-Systeme, welche zusätzlich zum ACC die automatische Weiterfahrt des Fahrzeugs im Stau oder bei stehenden Fahrzeugen bewirkt, Spurhalte- oder Lane-Assist-Systeme, die das Fahrzeug automatisch auf der Fahrzeugspur halten, und Pre-Crash-Systeme, die im Fall der Möglichkeit einer Kollision beispielsweise eine Bremsung vorbereiten oder einleiten, um die kinetische Energie aus dem Fahrzeug zu nehmen, sowie gegebenenfalls weitere Maßnahmen einleiten, falls eine Kollision unvermeidlich ist.
Diese Fahrerassistenzsysteme erhöhen sowohl die Sicherheit im Verkehr, indem sie den Fahrer in kritischen Situationen warnen, bis zur Einleitung eines selbstständigen Eingriffs zur Unfallvermeidung oder Unfallverminderung, beispielsweise indem eine Notbremsfunktion aktiviert wird. Zusätzlich wird der Fahrkomfort durch Funktionen wie automatisches Einparken, automatische Spurhaltung und automatische Abstandskontrolle erhöht.
Der Sicherheits- und Komfortgewinn eines Fahrerassistenzsystems wird von den Fahrzeuginsassen nur dann positiv wahrgenommen, wenn die Unterstützung durch das Fahrerassistenzsystem sicher, verlässlich und in - soweit möglich - komfortabler Weise erfolgt.
Darüber hinaus muss jedes Fahrerassistenzsystem, je nach Funktion, im Verkehr auftretende Szenarien mit maximaler Sicherheit für das eigene Fahrzeug und auch ohne Gefährdung anderer Fahrzeuge bzw. anderer Verkehrsteilnehmer bewerkstelligen.
Der jeweilige Automatisierungsgrad von Fahrzeugen wird dabei in sogenannte Automatisierungslevel 1 bis 5 unterteilt (vgl. beispielsweise Norm SAE J3016). Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Fahrzeuge mit Fahrerassistenzsystemen des Automatisierungslevels 3 bis 5, welches im Allgemeinen als (teil)autonomes Fahren betrachtet wird.
Die Herausforderungen zum Testen solcher Systeme sind vielfältig. Insbesondere muss ein Ausgleich zwischen dem Testaufwand und der Testabdeckung gefunden werden. Dabei ist die Hauptaufgabe beim Testen von ADAS/AD-Funktionen, zu demonstrieren, dass die Funktion des Fahrerassistenzsystems in allen vorstellbaren Situationen gewährleistet ist, insbesondere auch in kritischen Fahrsituationen. Solche kritischen Fahrsituationen weisen eine gewisse oder Kritikalität auf, da keine oder eine falsche Reaktion des jeweiligen Fahrerassistenzsystems zu einem Unfall führen kann.
Das Testen von Fahrerassistenzsystemen erfordert daher eine Berücksichtigung einer großen Anzahl von Fahrsituationen, welche sich in verschiedenen Szenarien ergeben können. Der Variationsraum von möglichen Szenarien wird dabei im Allgemeinen durch viele Dimensionen aufgespannt (z. B. verschiedene Straßeneigenschaften, ein Verhalten von anderen Verkehrsteilnehmern, Wetterbedingungen, etc.). Aus diesem nahezu unendlichen und multidimensionalen Parameterraum ist es zum Testen der Fahrerassistenzsysteme besonders relevant, solche Parameterkonstellationen für kritische Szenarien zu extrahieren, welche zu ungewöhnlichen oder gefährlichen Fahrsituationen führen können.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, reale Testfahrdaten einer realen Flotte von Testfahrzeugen zum Validieren und Verifizieren von Fahrerassistenzsystemen einzusetzen.
Das Dokument WO 2016/110488 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrsimulators, welches die folgenden Schritte aufweist:
• Erfassen eines Bremswunsches in dem Fahrsimulator, insbesondere auf der Grundlage einer Betätigung eines Bremsgebers;
• Umwandeln des erfassten Bremswunsches in wenigstens ein Bremssignal, welches geeignet ist, den Bremswunsch zu charakterisieren;
• Übertragen des wenigstens einen Bremssignals von dem Fahrsimulator an einen Prüfstand, auf welchem wenigstens ein Teil eines Antriebsstrangs mit wenigstens einem Achsenabschnitt, insbesondere einer Achshälfte, und wenigstens einer Bremse, welche dem wenigstens einen Achsenabschnitt zugeordnet ist, eines Fahrzeugs montiert sind;
• Drehen des wenigstens einen Achsenabschnitts mit einer ersten Raddrehzahl, welche einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht;
• Betätigen der wenigstens einen Bremse des Fahrzeugs auf der Grundlage des wenigstens einen Bremssignals;
• Einstellen eines vorgegebenen Drehmoments oder einer vorgegebenen zweiten Raddrehzahl an dem wenigstens einen Achsenabschnitt mittels wenigstens eines Dynamometers auf der Grundlage von Eigenschaften von wenigstens einer Komponente des Fahrzeugs, insbesondere des Antriebsstrangs, des Fahrwerks und/oder des ganzen Fahrzeugs, wobei die Eigenschaften wenigstens teilweise simuliert werden; • Erfassen der realen Raddrehzahl bei vorgegebenem Drehmoment oder des realen Drehmoments bei vorgegebener zweite Raddrehzahl; und
• Ausgabe von Daten der realen Raddrehzahl oder des realen Drehmoments an den Fahrsimulator.
Das Dokument DE 10 2007 031040 A1 betrifft eine Prüfvorrichtung für ein Fahrerassistenzsystem, das in einem Fahrzeug integriert ist und eine Fahrzeugsensorik für die Aufnahme eines Signals aus dem Umfeld des Fahrzeugs aufweist, die Prüfvorrichtung umfassend:
• einen Simulator (2-6) zur Simulation des Umfelds
• und eine mit dem Simulator (2-6) verbundene Simulator-Sendeeinrichtung für die Ausstrahlung eines das simulierte Umfeld repräsentierenden, von der Fahrzeugsensorik aufnehmbaren Umfeldsimulationssignals zur Auslösung einer Reaktion des Fahrerassistenzsystems.
Das Dokument EP 3 101 404 A2 betrifft ein Testsystem, das einen Fahrzeugprüfstand, ein auf den Fahrzeugprüfstand befindliches Kraftfahrzeug, wenigstens eine in oder an dem Fahrzeugprüfstand und/oder in oder an dem Kraftfahrzeug und/oder separat von dem Fahrzeugprüfstand und dem Kraftfahrzeug vorgesehene Signaleinheit, mit welcher wenigstens ein fahrzeugbetriebsspezifisches und/oder optisches und/oder akustisches und/oder haptisches und/oder fahrsituationsbezogenes und/oder umweltbezogenes Signal ausgebbar oder anzeigbar und/oder manipulierbar ist, wenigstens eine Messeinrichtung und eine Datenerfassungs- und/oder Auswerteeinheit mit einem Bewertungsmodul für die von der Messeinrichtung erfassten Daten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrerassistenzsystem unter möglichst realistischen Bedingungen testen zu können. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, den Fährbetrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Fahrerassistenzsystem möglichst realitätsgetreu nachbilden zu können. Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche definiert.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Prüfstandsystem zum Testen eines Fahrerassistenzsystems mit einem akustischen Hörschall-Sensor für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Steuerungseinheit zur Verarbeitung von Sensorsignalen aufweist, welche eingerichtet ist, Sensorsignale von Umgebungssensoren zu verarbeiten und auf deren Grundlage das Kraftfahrzeug zu steuern, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren der Hörschall-Sensor, eingerichtet zum Erfassen von Hörschall, ist, und wobei das Prüfstandsystem aufweist:
• einen Prüfstand, welcher in der Weise eingerichtet ist, dass das Fahrerassistenzsystem, insbesondere zusammen mit einem Antriebsstrang für das Kraftfahrzeug, auf dem Prüfstand betrieben werden kann;
• eine Simulationseinrichtung, eingerichtet zum Simulieren einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, wobei die simulierte Umgebung eine akustische Hörschall- Umgebung umfasst; und
• eine erste Schnittstelle zum Bereitstellen der simulierten Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung an das Fahrerassistenzsystem.
Vorzugsweise ist die erste Schnittstelle eingerichtet, die simulierte Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung aus der Perspektive der jeweiligen Umgebungssensoren abzubilden. Vorzugsweise ist der Prüfstand als Hardware-in- the-Loop-Prüfstand, als Antriebsstrangprüfstand oder als Fahrzeugprüfstand ausgebildet.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Messanordnung mit einem Prüfstand, auf welchem ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem angeordnet ist, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Steuerungseinheit zur Verarbeitung von Sensorsignalen aufweist, welche eingerichtet ist, Sensorsignale von Umgebungssensoren zu verarbeiten und auf deren Grundlage das Fahrzeug zu steuern, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren ein akustischer Hörschall- Sensor, eingerichtet zum Erfassen von Hörschall, ist.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Messfahrzeug zum Erzeugen von Sensordaten einer Umgebung des Messfahrzeugs, wobei die Umgebung eine akustische Hörschall-Umgebung umfasst, aufweisend:
• Umgebungssensoren, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren ein Hörschall-Sensor ist; und
• eine Datenverarbeitungseinheit zur Verarbeitung von Sensorsignalen, welche eingerichtet ist, Sensorsignale der Umgebungssensoren zu verarbeiten;
• einen Datenspeicher, eingerichtet, um Sensordaten, insbesondere mit einer Frequenz von wenigstens 10 kHz, insbesondere etwa 44,1 kHz oder 48 kHz, aufzuzeichnen; wobei die Datenverarbeitungseinheit des Weiteren eingerichtet ist, die Sensordaten des wenigstens einen Hörschall-Sensors mit den Sensordaten der übrigen Umgebungssensoren zu synchronisieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen eines Fahrerassistenzsystems mit einem akustischen Hörschall-Sensor für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, Sensorsignale von Umgebungssensoren zu verarbeiten und auf deren Grundlage das Fahrzeug zu steuern, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren der Hörschall-Sensor, eingerichtet zum Erfassen von Hörschall, ist, die folgenden Arbeitsschritte aufweisend:
• Simulieren einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, wobei die simulierte Umgebung eine akustische Hörschall-Umgebung umfasst;
• Erzeugen eines Datenstroms, welcher die simulierte Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung aus der Perspektive der jeweiligen Umgebungssensoren abbildet; und
• Ausgeben des Datenstroms an das Fahrerassistenzsystem. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlasst, die Schritte eines Verfahrens gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung auszuführen, sowie über ein computerlesbares Medium, auf dem ein solches Computerprogramm gespeichert ist.
Ein Hörschall im Sinne der Erfindung ist der für Menschen wahrnehmbare Schall, insbesondere in einem Spektrum von 16 Hz bis 20 kHz.
Ein Hörschall-Sensor im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Mikrofon und ist weiter vorzugsweise für stereofonische Aufnahmen geeignet.
Ein Labeln im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Zuordnen von Geräuschquellen zu einem jeweiligen charakteristischen Geräusch, welche als Objektdaten zu den Sensordaten hinterlegt werden.
Die Erfindung beruht auf der Annahme, dass zukünftige Fahrerassistenzsysteme nicht nur die visuelle Umgebung eines Kraftfahrzeugs zur Steuerung des Kraftfahrzeugs berücksichtigen, sowie Daten der räumlichen Umgebung, welche mittels Kamera-, Radar-, Lidar- und Ultraschallsensoren gewonnen werden, sondern auch Informationen, welche durch Hörschall vermittelt werden.
Meist sind solche Hörschall-Informationen nicht unmittelbar für das Führen eines Kraftfahrzeugs notwendig, sondern geben Aufschluss über zukünftige Ereignisse. So kündigt ein Martinshorn an, dass in kurzer Zeit mit dem Auftreten eines Einsatzfahrzeugs gerechnet werden muss.
Auch ein Reifenquietschen, je nach Herkunftsrichtung, kann eine zukünftige Beeinträchtigung der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs ankündigen.
Die Erfassung und echtzeitnahe Auswertung von akustischen Umfeldsignalen werden voraussichtlich in Zukunft daher eine wichtige Funktion in zuverlässigen hochautomatisierten Fahrzeugen darstellen. Wie einleitend erläutert, kommt eine Berücksichtigung der Hörschall-Umgebung als weitere Eingangsgröße bei der Steuerung durch das Fahrerassistenzsystem hinzu. Auch dieser weiter zu berücksichtigende Parameter erhöht die Anforderungen an die Quantität der abzuleistenden Testkilometer zum Testen des Fahrerassistenzsystems.
Der Ansatz der Erfindung besteht darin, ein Prüfstandsystem für ein Fahrerassistenzsystem mit Hörschall-Sensor bereitzustellen, welches sowohl einen Prüfstand aufweist, der eingerichtet ist, um einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zu betreiben, als auch eine Simulationseinrichtung, welche eingerichtet ist, die Umgebung des Kraftfahrzeugs samt akustischer Hörschall-Umgebung zu simulieren, wie auch eine erste Schnittstelle zum Bereitstellen der simulierten Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung an das Fahrerassistenzsystem.
Durch das Vorsehen des Prüfstands, auf welchem der Antriebsstrang betrieben wird, sowie die Schnittstelle zum Bereitstellen der Hörschall-Umgebung kann ein Fahrerassistenzsystem mit Hörschall-Sensoren besonders zuverlässig und realitätsnah getestet werden. Insbesondere kann ein Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs auf diese Weise besonders realitätsnah abgebildet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfstandsystems ist die Simulationseinrichtung eingerichtet, eine Bewegung des Fahrzeugs in der simulierten Umgebung nachzuverfolgen und die Umgebung samt der akustischen Hörschall- Umgebung entsprechend anzupassen. Durch die Berücksichtigung der Bewegung des Fahrzeugs in der simulierten Umgebung kann eine besonders realitätsnahe Abbildung der Umgebung erreichte werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfstandsystems ist die erste Schnittstelle eine Stimulationseinrichtung, welche eingerichtet ist, Umgebungssensoren zu stimulieren, und wenigstens zwei Schallwandler für Hörschall aufweist, des Weiteren eingerichtet, mittels der wenigstens zwei Schallwandler einen Raumklang zu erzeugen, welcher die simulierte akustische Umgebung auf dem Fahrzeugprüfstand um das Kraftfahrzeug herum wiedergibt.
Vorzugsweise ist eine solche Stimulationseinrichtung ein Mono-Lautsprecher oder mehrere Stereo- oder Surround-Lautsprecher.
Ist nur ein Lautsprecher vorhanden, kann nur festgestellt werden, ob beispielsweise eine Sirene oder eine Hupe tönt oder nicht. Sind mehr als ein Lautsprecher vorhanden, so kann des Weiteren das Fahrerassistenzsystem daraufhin getestet werden, ob es die jeweilige Richtung der Schallquelle sowie gegebenenfalls deren Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung bestimmen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Schnittstelle daher eingerichtet, die simulierte Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung aus der Perspektive der jeweiligen Umgebungssensoren abzubilden. Hierdurch kann eine besonders realitätsnahe Nachbildung der Hörschall-Umgebung an den Umgebungssensoren des Kraftfahrzeugs erzeugt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfstandsystems ist die erste Schnittstelle eine Datenschnittstelle, welche eingerichtet ist, dem Fahrerassistenzsystem, insbesondere der Software des Hörschall-Sensors, die simulierte Umgebung als Signal, insbesondere als Ausgangssignal des Hörschall- Sensors, oder Datenstrom bereitzustellen.
Die jeweilige gewählte Schnittstelle richtet sich dabei nach den Komponenten des Fahrerassistenzsystems, welche getestet werden sollen. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass nur die Software des Hörschall-Sensors oder nur das Fahrerassistenzsystem selbst unter Ausblendung der Hard- und Software des Hörschall-Sensors getestet werden soll.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Prüfstandsystem eine zweite Datenschnittstelle auf, welche eingerichtet ist, Objektdaten oder eine sogenannte Ground-Truth zu der simulierten Umgebung bereitzustellen. Durch das Bereitstellen von Objektdaten und/oder einer Ground-Truth kann eine von dem Fahrerassistenzsystem ermittelte Umgebung mit der ursprünglich simulierten Umgebung als Referenzgröße abgeglichen werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Messfahrzeugs ist eine Datenverarbeitungseinheit des Weiteren eingerichtet, charakteristische Geräusche aus den Sensordaten des wenigstens einen Hörschall-Sensors zu ermitteln und deren akustische Quelle zu erkennen und die charakteristischen Geräusche entsprechend zu labeln.
Hierdurch können in realen Testfahrten aufgenommene Daten in Bezug auf eine Hörschall-Umgebung identifiziert werden und die Daten zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Prüfstandsystem aufbereitet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Messfahrzeugs ist die Datenverarbeitungseinheit des Weiteren eingerichtet, die Sensordaten des wenigstens einen Hörschall-Sensors zu filtern, um Störgeräusche, insbesondere Windgeräusche, vorzugsweise bis zu einer Messgeschwindigkeit von etwa 50km/h, zu entfernen.
Auf diese Weise kann eine Hörschall-Umgebung, welche durch das Messfahrzeug aufgezeichnet ist, unabhängig von der aufgezeichneten Fahrsituation, auf weitere Fahrsituationen angewendet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Messfahrzeugs ist die Datenverarbeitungseinheit des Weiteren eingerichtet, um eine Entfernung einer akustischen Quelle, die Richtung in Bezug auf das Messfahrzeug, aus welcher die charakteristischen Geräusche kommen, und/oder eine Differenzgeschwindigkeit der akustischen Quelle zu dem Messfahrzeug zu ermitteln und in den Sensordaten aufzuzeichnen. Auf diese Weise können die aufgezeichneten Sensordaten mit einer Ground-Truth in Bezug auf die Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten von akustischen Quellen versehen werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Datenstrom in der Weise ausgegeben, dass der Hörschall-Sensor auf der Grundlage des Datenstroms Sensordaten erzeugen kann, welche dann an das Fahrerassistenzsystem ausgegeben werden.
Auf diese Weise kann das Fahrerassistenzsystem zusammen mit dem dazugehörigen Hörschall-Sensor getestet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Datenstrom als Raumklang ausgegeben, welcher die simulierte akustische Umgebung auf dem Kraftfahrzeugprüfstand um das Kraftfahrzeug herum wiedergibt.
Wie oben bereits erläutert, erlaubt ein Raumklang eine besonders realistische Wiedergabe der Umgebung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Verfahren die folgenden Arbeitsschritte auf:
• Überwachen einer Aktivität des Fahrerassistenzsystems; und
• Anpassen des Simulierens der Umgebung des Kraftfahrzeugs auf der Grundlage einer detektierten Aktivität.
Hierdurch ergibt sich wiederum eine Veränderung der Schallemission. Insbesondere verändern sich Übertragungswege. Auch Schallquellen können sich ändern, so kann beispielsweise eine Person anfangs "schreien" anstatt zu "sprechen". Des Weiteren kann der Doppler-Effekt berücksichtigt werden. Auch der Informationsgehalt der Schallemission kann sich ändern, beispielsweise bei einem Notruf einer Person. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Verfahren des Weiteren folgenden Arbeitsschritt auf:
• Verschlechtern, insbesondere Verzerren, eines Datenstroms, insbesondere jenes Teils, welcher die akustische Hörschall-Umgebung aus der Perspektive der jeweiligen Umgebungssensoren abbildet, wobei vorzugsweise Witterungsbedingungen und/oder Mängel der Hardware des jeweiligen Umgebungssensors berücksichtigt werden.
Durch das Verschlechtern des Datenstroms kann eine Datenverarbeitungssoftware des Hörschall-Sensors und auch des Fahrerassistenzsystems getestet werden, insbesondere deren Fähigkeit, mit verschlechterten Sensordaten umzugehen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Verfahren des Weiteren den weiteren Arbeitsschritt auf:
• Betreiben eines Antriebsstrangs für das Kraftfahrzeugs auf der Grundlage der simulierten Umgebung.
Durch den Betrieb des Antriebsstrangs kann die Nachbildung der Realität noch realitätsgetreuer am Prüfstand erfolgen.
Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:
Figur 1 : ein Ausführungsbeispiel eines Prüfstandsystems zum Testen eines Fahrerassistenzsystems sowie eine Messanordnung aus dem Prüfstandsystem mit einem Kraftfahrzeug;
Figur 2: ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Testen eines Fahrerassistenzsystems; und
Figur 3: ein Ausführungsbeispiel eines Messfahrzeugs zum Erzeugen von Sensordaten einer Umgebung.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Prüfstandsystems 1 zum Testen eines Fahrerassistenzsystems 10 mit einem akustischen Hörschall-Sensor 23a für ein Kraftfahrzeug 20, wobei das Prüfstandsystem 1 in der Darstellung Teil einer Messanordnung 40 ist, welche des Weiteren das Kraftfahrzeug 20 umfasst.
Das Prüfstandsystem 1 weist vorzugsweise eine Datenverarbeitungseinrichtung 7 auf. Die Datenverarbeitungseinrichtung 7 weist wiederum vorzugsweise eine Simulationseinrichtung 2 auf, welche eingerichtet ist, eine Umgebung des Kraftfahrzeugs zu simulieren. Eine solche simulierte Umgebung umfasst wenigstens eine akustische Hörschall-Umgebung um das Kraftfahrzeug 20.
Zum Testen des Fahrerassistenzsystems 10 ist das Kraftfahrzeug 20 auf einem Prüfstand 5 angeordnet und vorzugsweise fixiert. Der Prüfstand 5 ist vorzugsweise ein Antriebstrang- oder Fahrzeugprüfstand und weist wenigstens zwei Dynamometer 6c, 6d auf, um an einem Antriebsstrang 21 des Kraftfahrzeugs 20 einen Fährbetrieb zu simulieren.
Des Weiteren weist der Prüfstand 5 vorzugsweise Lenkaktoren 8a, 8b auf, um ein Einlenken des Fahrzeugs 20 in einem simulierten Fährbetrieb nachzubilden. Des Weiteren vorzugsweise sind auch nicht-angetriebene Achsen des Fahrzeugs durch Dynamometer 6a, 6b betrieben.
Um die simulierte Hörschall-Umgebung des Kraftfahrzeugs 20 auf dem Prüfstand 5 ausgeben zu können, weist dieser vorzugsweise Lautsprecher 3a, 3b auf, welche eingerichtet sind, um Hörschall auszugeben. Des Weiteren weist der Prüfstand 5 vorzugsweise weitere Schnittstellen auf, um weitere Sensoren des Fahrzeugs mit Daten versorgen zu können oder zu stimulieren. Insbesondere ist vorzugsweise eine Anzeige vorhanden, welche eingerichtet ist, um eine Kamera 23c (nicht dargestellt) des Fahrassistenzsystems 10 zu stimulieren.
Das Kraftfahrzeug 20 weist wenigstens den Antriebsstrang 21 sowie ein Fahrerassistenzsystem 10 auf, welches eine Steuerungseinheit 11 zur Verarbeitung von Sensorsignalen umfasst. Weiter vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug 20 des weiteren Umgebungssensoren 23a, 23b, 23c auf, welche eingerichtet sind, um das simulierte Umfeld um das Kraftfahrzeug 20 wahrzunehmen. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug 20 vorzugsweise ein Mikrofon 23a zur Hörschall-Erfassung auf.
Die einzelnen Einrichtungen des Prüfstands 5 werden vorzugsweise von der Datenverarbeitungseinrichtung 7, welche vorzugsweise eine Prüfstandsteuerung umfasst, gesteuert. Weiter vorzugsweise weist die Datenverarbeitungseinrichtung 7 eine Datenschnittstelle 9 auf, welche eingerichtet ist, Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs 20 auszulesen, insbesondere in Bezug auf eine Aktivität des Fahrerassistenzsystems 10.
Vorzugsweise weist die Datenverarbeitungseinrichtung 7 des Weiteren eine zweite Schnittstelle 4 auf, welche eingerichtet ist, Objektdaten und/oder eine sogenannte Ground-Truth der simulierten Umgebung einzulesen. Die von dem Fahrerassistenzsystem 10 erfasste Umgebung kann mit dieser Ground-Truth verglichen werden. Auf diese Weise kann eine Qualität der von dem Fahrerassistenzsystem 10 erfassten Umgebung, insbesondere eine Hörschall- Umgebung, beurteilt werden.
Alternativ zu den Lautsprechern 3a, 3b kann die erste Schnittstelle auch als Datenschnittstelle ausgebildet sein. In diesem Fall können einer Software des Hörschall-Sensors, insbesondere einer Software zur Verarbeitung von Sensorsignalen, Umgebungsdaten direkt bereitgestellt werden.
Alternativ kann auch dem Fahrerassistenzsystem 10 direkt ein simuliertes Aussendungssignal eines Hörschall-Sensors bereitgestellt werden. Je nachdem, an welche Vorrichtung das simulierte Signal ausgegeben wird, können entsprechende Komponenten geprüft werden.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Testen eines Fahrerassistenzsystems 10 mit einem akustischen Hörschall-Sensor. Vorzugsweise wird das Verfahren 100 von einem Prüfstandsystem 1 gemäß Figur 1 ausgeführt.
Das Verfahren 100 weist dabei vorzugsweise die folgenden Arbeitsschritte auf: In einem ersten Arbeitsschritt 101 wird eine Umgebung des Kraftfahrzeugs 20 simuliert, wobei die simulierte Umgebung eine akustische Hörschall-Umgebung umfasst.
• In einem zweiten Arbeitsschritt 102 wird der Antriebsstrang 21 auf der Grundlage der simulierten Umgebung betrieben. Vorzugsweise ist hierfür das Kraftfahrzeug 20 auf dem Prüfstand 5 angeordnet.
• In einem dritten Arbeitsschritt 103 wird ein Datenstrom erzeugt, welcher die simulierte Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung aus der Perspektive der jeweiligen Umgebungssensoren 23a, 23b, 23c abbildet.
• In einem vierten Arbeitsschritt 104 wird der Datenstrom verschlechtert, insbesondere verzerrt. Dies betrifft insbesondere jenen Teil des Datenstroms, welcher die akustische Hörschall-Umgebung aus der Perspektive der jeweiligen Hörschall-Sensoren abbildet.
• In einem fünften Arbeitsschritt 105 wird dieser Datenstrom an das Fahrerassistenzsystem 10 ausgegeben. Dabei kann der Datenstrom in der Weise ausgegeben werden, dass der Hörschall-Sensor 23a, 23b auf der Grundlage des Datenstroms Sensordaten erzeugen kann, welche dann an das Fahrerassistenzsystem 10 ausgegeben werden.
Alternativ wird der Datenstrom als Raumklang ausgegeben, welcher die simulierte akustische Umgebung auf dem Fahrzeugprüfstand 1 um das Kraftfahrzeug 20 herum wiedergibt und mittels welchem Hörschall- Sensoren 23a, 23b stimuliert werden.
• In einem sechsten Arbeitsschritt 106 wird vorzugsweise eine Aktivität des Fahrerassistenzsystems 10 überwacht. Weiter vorzugsweise wird die Simulation der Umgebung des Kraftfahrzeugs 20 auf der Grundlage der detektierten Aktivität des Fahrerassistenzsystems 10 angepasst. Eine Aktivität kann dabei durch eine Aktion des Fahrerassistenzsystems 10 gekennzeichnet sein, aber auch durch das Unterlassen einer Aktion.
Durch das Anpassen der Simulation der Umgebung ergibt sich wiederum eine Veränderung der Umgebung des Kraftfahrzeugs 20, insbesondere der Hörschall- Umgebung. So verändern sich beispielsweise Übertragungswege für einen emittierten Schall. Schallquellen ändern sich, je nachdem, wie das Umfeld auf eine Aktion des Fahrerassistenzsystems 10 reagiert, beispielsweise Personen auf der Fahrbahn, welche Warnrufe abgeben. Auch der Doppler-Effekt wird in Bezug auf Verschiebung im Frequenzbereich durch eine Bewegung des Kraftfahrzeugs 20 in eine bestimmte Richtung, vorzugsweise in der angepassten Simulation berücksichtigt. Auch der Informationsgehalt der Simulation ändert sich, beispielsweise wenn das Fahrerassistenzsystem 10 einen Unfall verursacht, weiter beispielsweise durch Interaktionen mit Personen.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Messfahrzeugs 20 zum Erzeugen von Sensordaten einer Umgebung des Messfahrzeugs 20.
Das Messfahrzeug 20 weist vorzugsweise einen Antriebsstrang 21 auf. Des Weiteren weist das Messfahrzeug 20 vorzugsweise Umgebungssensoren auf, insbesondere zwei Mikrofone 23a, 23b, welche zum Erfassen von Hörschall eingerichtet sind. Dabei sind vorzugsweise ein oder mehrere Mikrofone vorhanden, welche die gesamte Umgebung des Fahrzeugs in Bezug auf Hörschall überwachen können. Die Hörschall-Umgebung in Figur 3 wird insbesondere durch einen Bagger 50 gebildet, welcher Straßenarbeiten ausführt und hierbei Schall als Schallquelle emittiert.
Vorzugsweise kann eine Datenverarbeitungseinheit 22 des Messfahrzeugs 20 aus den von den Mikrofonen 23a, 23b gesammelten Sensordaten die Richtung und/oder die Entfernung und/oder die Art der Schallquelle 50 sowie vorzugsweise deren Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung bestimmen. Diese Information wird vorzugsweise in einem Datenspeicher 24 abgespeichert, welcher eingerichtet ist, um Sensordaten, insbesondere mit einer Frequenz von wenigstens etwa 10 kHz aufzuzeichnen. Vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinheit 22 des Weiteren eingerichtet, um die Sensordaten des wenigstens einen Mikrofons 23a, 23b mit den Sensordaten übriger Umgebungssensoren zu synchronisieren
Solch ein weiterer Umgebungssensor ist beispielsweise eine Kamera 23c, welche das visuelle Umfeld, insbesondere in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 20, erfasst. Weiter vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinheit 22 des Messfahrzeugs 20 eingerichtet, um charakteristische Geräusche aus den Sensordaten des wenigstens einen Hörschall-Sensors 23a, 23b zu ermitteln und deren akustische Quelle 50 zu erkennen und charakteristischen Geräusche entsprechend zu labeln.
Beispielsweise können anhand der Frequenzspektren Sirenen von Einsatzfahrzeugen, Hupen, Signale rückwärtsfahrender LKW und Fahrradklingeln erkannt werden. Vorzugsweise werden akustische Quellen gemäß ihrer allgemeinen Relevanz für den Fährbetrieb eines Kraftfahrzeugs priorisiert. Beispielsweise werden Sirenen von Rettungsfahrzeugen und Hupen höher priorisiert als rückwärtsfahrende LKW oder Fahrradklingeln.
Vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinheit 22 des Weiteren eingerichtet, um die Sensordaten des wenigstens einen Mikrofons 23a, 23b zu filtern, um Störgeräusche, insbesondere Windgeräusche zu entfernen.
Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, auch ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Bezugszeichenliste
Prüfstandsystem
Simulationseinrichtung a, 3b, 3c erste Schnittstelle zweite Schnittstelle
Prüfstand a, 6b, 6c, 6d Dynamometer
Datenverarbeitungseinrichtung a, 8b Lenkaktor 0 Fahrerassistenzsystem 1 Steuerungseinheit 0 Kraftfahrzeug 1 Antriebsstrang 2 Datenverarbeitungseinheit 3a, 23b, 23c Sensoren 4 Datenspeicher 0 Messanordnung 0 Schallquelle

Claims

Ansprüche Prüfstandssystem (1 ) zum Testen eines Fahrerassistenzsystems (10) mit einem akustischen Hörschall-Sensor (23a) für ein Kraftfahrzeug (20), wobei das Fahrerassistenzsystem (10) eine Steuerungseinheit (11 ) zur Verarbeitung von Sensorsignalen aufweist, welche eingerichtet ist, Sensorsignale von Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c) zu verarbeiten und auf deren Grundlage das Kraftfahrzeug (20) zu steuern, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c) der Hörschall-Sensor, eingerichtet zum Erfassen von Hörschall, ist, und wobei das Prüfstandssystem (1 ) aufweist: einen Prüfstand (5), welcher in der Weise eingerichtet ist, dass das Fahrerassistenzsystem, insbesondere zusammen mit einem Antriebsstrang (21 ) für das Kraftfahrzeug (20), auf dem Prüfstand (1 ) betrieben werden kann; eine Simulationseinrichtung (2), eingerichtet zum Simulieren einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (20), wobei die simulierte Umgebung eine akustische Hörschall-Umgebung umfasst; und eine erste Schnittstelle (3; 3a, 3b) zum Bereitstellen der simulierten Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung an das Fahrerassistenzsystem (10). Prüfstandssystem (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die erste Schnittstelle (3a, 3b) eine Stimulationseinrichtung ist, welche eingerichtet ist, Umgebungssensoren zu stimulieren, und vorzugsweise wenigstens zwei Schallwandler (3a, 3b) für Hörschall aufweist, des Weiteren eingerichtet, um mittels der wenigstens zwei Schallwandler (3a, 3b) einen Raumklang zu erzeugen, welcher die simulierte akustische Umgebung auf dem Fahrzeugprüfstand um das Kraftfahrzeug (3) herum wiedergibt. Prüfstandssystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Schnittstelle eine Datenschnittstelle ist, welche eingerichtet ist, dem Fahrerassistenzsystem (10), insbesondere der Software des Hörschall-Sensors, die simulierte Umgebung als Signal, insbesondere als Ausgangssignal des Hörschall- Sensors, oder Datenstrom bereitzustellen. Messanordnung (40) mit einem Prüfstandssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, auf welchem ein Kraftfahrzeug (20) mit einem Fahrerassistenzsystem (10) angeordnet ist, wobei das Fahrerassistenzsystem (10) eine Steuerungseinheit (11 ) zur Verarbeitung von Sensorsignalen aufweist, welche eingerichtet ist, Sensorsignale von Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c, 23d, 23e) zu verarbeiten und auf deren Grundlage das Kraftfahrzeug (20) zu steuern, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c, 23d, 23e) ein akustischer Hörschall- Sensor, eingerichtet zum Erfassen von Hörschall, ist. Messfahrzeug (20) zum Erzeugen von Sensordaten einer Umgebung des Messfahrzeugs (20), wobei die Umgebung eine akustische Hörschall- Umgebung umfasst, aufweisend:
Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c, 23d, 23e), wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren ein Hörschall-Sensor ist; und eine Datenverarbeitungseinheit (22) zur Verarbeitung von Sensorsignalen, welche eingerichtet ist, Sensorsignale der Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c, 23d, 23e) zu verarbeiten; einen Datenspeicher (24), eingerichtet, um Sensordaten, insbesondere mit einer Frequenz von etwa 10 Hz, aufzuzeichnen, wobei die Datenverarbeitungseinheit (22) des Weiteren eingerichtet ist, um die Sensordaten des wenigstens einen Hörschall-Sensors (23a, 23b) mit den Sensordaten der übrigen Umgebungssensoren (23c) zu synchronisieren. Messfahrzeug (20) nach Anspruch 5, wobei die Datenverarbeitungseinheit (22) des Weiteren eingerichtet ist, charakteristische Geräusche aus den Sensordaten des wenigstens einen Hörschall-Sensors (23a, 23b) zu ermitteln und deren akustische Quelle (50) zu erkennen und die charakteristischen Geräusche entsprechend zu labeln. Messfahrzeug (20) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Datenverarbeitungseinheit (22) des Weiteren eingerichtet ist, die Sensordaten des wenigstens einen Hörschall-Sensors (23a, 23b) zu filtern, um Störgeräusche, insbesondere Windgeräusche, vorzugsweise bis zu einer Messgeschwindigkeit von etwa 50km/h, zu entfernen. Messfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Datenverarbeitungseinheit (22) des Weiteren eingerichtet ist, um eine Entfernung einer akustischen Quelle (50), die Richtung in Bezug auf das Messfahrzeug (20), aus welcher die charakteristischen Geräusche kommen, und/oder eine Differenzgeschwindigkeit der akustischen Quelle (50) zu dem Messfahrzeug (20) zu ermitteln und in den Sensordaten aufzuzeichnen. Verfahren (100) zum Testen eines Fahrerassistenzsystems (10) mit einem akustischen Hörschall-Sensor (23a, 23b, 23c, 23d, 23e) für ein Kraftfahrzeug (20), wobei das Fahrerassistenzsystem (10) eingerichtet ist, Sensorsignale von Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c, 23d, 23e) zu verarbeiten und auf deren Grundlage das Fahrzeug (20) zu steuern, wobei wenigstens einer der Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c, 23d, 23e) der Hörschall-Sensor, eingerichtet zum Erfassen von Hörschall, ist, die folgenden Arbeitsschritte aufweisend:
Simulieren (101 ) einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (20), wobei die simulierte Umgebung eine akustische Hörschall-Umgebung umfasst;
Erzeugen (103) eines Datenstroms, welcher die simulierte Umgebung samt akustischer Hörschall-Umgebung aus der Perspektive der jeweiligen Hörschall-Sensoren (23a, 23b) abbildet; und
Ausgeben (105) des Datenstroms an das Fahrerassistenzsystem (10). Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei der Datenstrom in der Weise ausgegeben wird, dass der Hörschall-Sensor (23a, 23b) auf der Grundlage des Datenstroms Sensordaten erzeugen kann, welche dann an das Fahrerassistenzsystem (10) ausgegeben werden. Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei der Datenstrom als Raumklang ausgegeben wird, welcher die simulierte akustische Umgebung auf dem Fahrzeugprüfstand (1 ) um das Kraftfahrzeug (3) herum wiedergibt und mittels welchem Hörschall-Sensoren (3a, 3b) stimuliert werden. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , des Weiteren die folgenden Arbeitsschritte aufweisend:
Überwachen (106) einer Aktivität des Fahrerassistenzsystems (10); und
Anpassen (107) des Simulierens der Umgebung des Kraftfahrzeugs (20) auf der Grundlage einer detektierten Aktivität. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt aufweisend:
Verschlechtern (104), insbesondere Verzerren, des Datenstroms, insbesondere jenes Teils, welcher die akustische Hörschall-Umgebung aus der Perspektive der jeweiligen Umgebungssensoren (23a, 23b, 23c, 23d, 23e) abbildet, wobei vorzugsweise Witterungsbedingungen und/oder Mängel der Hardware des jeweiligen Umgebungssensors (23a, 23b, 23c, 23d, 23e) berücksichtigt werden. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt aufweisend:
Betreiben (102) eines Antriebsstrangs (21 ) für das Kraftfahrzeug (20) auf der Grundlage der simulierten Umgebung. Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, insbesondere auf einem computerlesbaren und/oder nicht-flüchtigen Speichermedium gespeicherte, Anweisungen enthält, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, den Computer dazu veranlassen, die Schritte eines Verfahrens (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14 auszuführen.
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