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WO2021058223A1 - Verfahren zur effizienten, simulativen applikation automatisierter fahrfunktionen - Google Patents

Verfahren zur effizienten, simulativen applikation automatisierter fahrfunktionen Download PDF

Info

Publication number
WO2021058223A1
WO2021058223A1 PCT/EP2020/073845 EP2020073845W WO2021058223A1 WO 2021058223 A1 WO2021058223 A1 WO 2021058223A1 EP 2020073845 W EP2020073845 W EP 2020073845W WO 2021058223 A1 WO2021058223 A1 WO 2021058223A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
parameter set
parameters
influential
simulation
driving
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/073845
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nicolas Fraikin
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Publication of WO2021058223A1 publication Critical patent/WO2021058223A1/de

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Classifications

    • 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
    • B60W50/0098—Details of control systems ensuring comfort, safety or stability not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/36—Prevention of errors by analysis, debugging or testing of software
    • G06F11/3668—Testing of software
    • 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
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0002—Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0018—Method for the design of a control system
    • 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
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0028—Mathematical models, e.g. for simulation
    • B60W2050/0031—Mathematical model of the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a method for the efficient, simulative application of automated driving functions. According to the invention, it is possible to save simulation processes and to achieve simulation results in real time with a justifiable computing effort, which are not only efficiently generated, but are also reliable with regard to their quality.
  • the present invention also relates to a correspondingly configured system arrangement.
  • a computer program product with control commands is proposed which implement the method or operate the proposed system arrangement.
  • DE 102012220655 A1 shows a system and a method for managing vehicle configurations, as well as a database that contains a large number of configuration templates.
  • the configuration template contains parameters of configurable functions and settings for a corresponding vehicle.
  • WO 2019/060938 A1 shows a method for generating a dynamic speed profile of a vehicle, which is suitable for simulating an, in particular real, ferry operation on a route or is suitable for specifying target speeds for driver assistance systems, in particular for predictive driving functions.
  • WO 2007060 134 A1 shows a method for determining a value of a model parameter of a reference vehicle model.
  • the reference value of the state variable is usually determined using a vehicle model.
  • vehicle models that can be used generally contain several parameters that have to be adapted to a specific vehicle type so that the model correctly reproduces the reference behavior of a specific vehicle.
  • model accuracy There is a trade-off between model accuracy and complexity / computing time.
  • simple models which do not exactly map the dynamics of the vehicle in all situations, but are not complex and enable quick simulation.
  • a highly accurate analytical vehicle model is created, which consists of many individual components, has to be parameterized and validated in a complex manner and is very computationally intensive.
  • the computational effort or the computational complexity should be reduced without having to accept significant losses in quality.
  • a method for efficient, simulative application of automated driving functions comprising reading out a plurality of driving scenarios and reading out a plurality of parameter sets from a data memory, the parameter sets each providing parameters as inputs for a simulation of a driving scenario; a division of the parameters of the parameter sets into influential and non-influential parameters per parameter set in relation to a driving scenario; and identifying a reference parameter set for an input parameter set, the reference parameter set and the input parameter set generating essentially the same output in a driving scenario and the input parameter set and the reference parameter set differing in their parameters only within parameters that are not influential.
  • a simulative application of automated driving functions relates to the identification and application of driving functions, i.e.
  • the computational complexity decreases without the quality of the results decreasing. Simply calculated simulation results are used again.
  • Computing complexity typically refers to the fact that it is described on the basis of necessary computation steps or the required system resources are described. Computing complexity can demand a certain processor power or it can be particularly memory-intensive. A general measure of the computational complexity is the number of computation steps required.
  • the optimization problem that is addressed belongs to the class of "Simulation Optimization Problems". These are characterized in that a system evaluation (i.e. the evaluation of the target function depending on the input variables) is characterized by a simulation run. In order to solve these problems efficiently, a substitute model of the simulation or of reality is often generated, which has a lower model quality, but enables a fast evaluation of parameter sets.
  • An alternative approach is the application of influence analyzes in advance of the optimization and the a priori reduction of the parameter space to influential areas.
  • an influence analysis declares certain areas of the parameter space based on the aggregated KPIs to be irrelevant, even though the scenarios have an important influence on specific KPIs.
  • the invention provides for counteracting this problem by integrating the results of a scenario-specific sensitivity analysis into an optimization algorithm and thus saving individual scenario simulations. The cumulative number of scenarios and the total computing time for the virtual application can thus be reduced according to the invention.
  • KPI key performance indicator
  • key performance indicator generally refers to key figures which can be used to measure and / or determine the progress or the degree of fulfillment with regard to objectives or critical success factors. These factors, which are known in a different context, are used, for example, to carry out the division of the parameters of the parameter sets into influential and non-influential parameters per parameter set in relation to a driving scenario. In this way it can be determined empirically which parameters of the parameter sets are classified into influential and non-influential parameters.
  • the result of an earlier simulation using the identified reference parameter set is used. This has the advantage that results that have already been calculated can be used again for other parameter sets. Parameter sets are used as input for a simulation and if other parameters have no significant effects, a result of a parameter set that has already been calculated can be used.
  • a new simulation is carried out for at least one driving scenario carried out and the input parameter set is saved as a reference parameter set.
  • the driving scenarios are provided as simulation functions. This has the advantage that driving scenarios can be treated virtually empirically and models of individual driving scenarios are created. In this way, a real-world driving scenario can be modeled and, consequently, the parameter sets can be used to determine how a motor vehicle should behave.
  • the driving scenarios describe a longitudinal maneuver, a braking, an acceleration, a transverse maneuver, a steering movement and / or a parking maneuver.
  • This has the advantage that common driving scenarios can be mapped and modeled. In general, all driving scenarios can be mapped and a simulation can therefore be carried out using the parameters.
  • the parameters of the parameter sets are divided into influential and non-influential parameters on the basis of empirical test runs, which decide on the basis of a provided threshold value for which deviation of a simulation result parameters are influential or not.
  • This has the advantage that those parameters that have little influence on the simulation result can be hidden and do not have to be taken into account when comparing the parameter sets. This significantly increases the probability that reference parameter sets will be found, since the parameter sets only have to be similar in terms of relevant parameters.
  • the essentially identical output describes an output of a simulation process with regard to a driving scenario, which only deviates within the scope of a predetermined tolerance range. This has the advantage that it is possible to specify the criteria according to which outputs are the same.
  • this describes an optional feature which in the present case expresses that equality should also exist in the event of a deviation within a tolerance range.
  • the feature “essentially” is thus clearly defined, although this feature is negligible or can be deleted in the present case.
  • the output may be the same or vary within a tolerance range.
  • the proposed method is carried out iteratively for all the parameter sets that have been read out and all of the driving scenarios that have been read out.
  • This has the advantage that all the parameter sets read out and all the driving scenarios read out are combined with one another and all the results of comparable parameter sets are stored, this being done for each driving scenario.
  • the result is consequently a database that provides a result for a subset of the parameter sets for each driving scenario.
  • the database contains results for a subset of the driving scenarios for a subset of the parameter sets. The parameter set-scenario combination including the result is only entered in the database if a simulation is required for the scenario under consideration.
  • each of the parameter sets ultimately finds a result. This is the case because there is a simulation result for one or more input parameter sets, which, however, was only calculated for one reference parameter set.
  • the number of simulation runs is thus advantageously less than the number of input parameter sets, since a simulation is not carried out for each of the input parameter sets, but rather a simulation of the reference parameter set can be used in some cases.
  • a system arrangement for the efficient, simulative application of automated driving functions having a Interface unit set up for reading out a plurality of driving scenarios and for reading out a plurality of parameter sets from a data memory, the parameter sets each providing parameters as inputs for a simulation of a driving scenario; a computing unit set up to split the parameters of the parameter sets into influential and non-influential parameters per parameter set in relation to a driving scenario and a comparison unit set up to identify a reference parameter set for an input parameter set, the reference parameter set and the input parameter set generating essentially the same output in a driving scenario and the parameters of the input parameter set and the reference parameter set only differ within parameters that are not influential.
  • the object is also achieved by a computer program product with control commands which execute the method and operate the proposed arrangement when they are executed on a computer.
  • the method can be used to operate the proposed devices and units or the system arrangement.
  • the proposed devices and devices are also suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the device thus in each case implements structural features which are suitable for carrying out the corresponding method.
  • the structural features can, however, also be designed as method steps.
  • the proposed method also provides steps for implementing the function of the structural features.
  • FIG. 1 a schematic flow diagram of a method for efficient, simulative application of automated driving functions according to one aspect of the present invention
  • FIG. 2 a schematic flow diagram of a method for the efficient, simulative application of automated driving functions according to a further aspect of the present invention.
  • FIG. 1 shows the proposed method in a schematic flow diagram.
  • the basic principle of the present invention and the flow of information are illustrated in FIG.
  • each new parameter set to be simulated is checked during the optimization to determine whether a simulation of the entire scenario catalog is necessary or whether individual scenario simulations can be saved.
  • already simulated parameter set-scenario combinations are sought whose parameter values differ from the current parameter set only within non-influential areas.
  • a scenario is thus, for example, a longitudinal maneuver (braking / accelerating), lateral maneuver (steering movement), a parking maneuver or the like.
  • FIG. 2 shows in a schematic flow diagram a method for the efficient, simulative application of automated driving functions, having a readout 100 of a plurality of driving scenarios and a readout 101 of a plurality of parameter sets from a data memory, the parameter sets each providing parameters as inputs for a simulation of a driving scenario ; dividing 102 the parameters of the parameter sets into influential and non-influential parameters per parameter set in relation to a driving scenario; and identifying 103 a reference parameter set for an input parameter set, the reference parameter set and the input parameter set generating essentially the same output in a driving scenario and the input parameter set and the reference parameter set differing in their parameters only within parameters that are not influential.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen. Erfindungsgemäß ist es möglich, Simulationsvorgänge einzusparen und in Echtzeit mit vertretbarem Rechenaufwand Simulationsergebnisse zu erzielen, welche nicht nur effizient erzeugt werden, sondern auch bzgl. ihrer Güte verlässlich sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechend eingerichtete Systemanordnung. Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen vorgeschlagen, welche das Verfahren implementieren beziehungsweise die vorgeschlagene Systemanordnung betreiben.

Description

Verfahren zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen. Erfindungsgemäß ist es möglich, Simulationsvorgänge einzusparen und in Echtzeit mit vertretbarem Rechenaufwand Simulationsergebnisse zu erzielen, welche nicht nur effizient erzeugt werden, sondern auch bzgl. ihrer Güte verlässlich sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechend eingerichtete Systemanordnung. Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen vorgeschlagen, welche das Verfahren implementieren beziehungsweise die vorgeschlagene Systemanordnung betreiben.
DE 102012220655 A1 zeigt ein System und ein Verfahren zum Verwalten von Fahrzeugkonfigurationen, sowie eine Datenbank, die eine Vielzahl von Konfigurationsvorlagen enthält. Die Konfigurationsvorlage enthält Parameter konfigurierbarer Funktionen und Einstellungen für ein entsprechendes Fahrzeug. WO 2019/060938 A1 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils eines Fahrzeugs, welches sich zur Simulation eines, insbesondere realen, Fährbetriebs auf einer Route eignet oder sich zur Vorgabe von Soll-Geschwindigkeiten für Fahrerassistenzsysteme, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen, eignet.
WO 2007060 134 A1 zeigt ein Verfahren zum Ermitteln eines Werts eines Modellparameters eines Referenzfahrzeugmodells. Der Referenzwert der Zustandsgröße wird üblicherweise anhand eines Fahrzeugmodells ermittelt. Die einsetzbaren Fahrzeugmodelle enthalten in der Regel mehrere Parameter, die an einen bestimmten Fahrzeugtyp angepasst werden müssen, damit das Modell das Referenzverhalten eines konkreten Fahrzeugs korrekt wiedergibt.
Bekannt ist das Ausführen von Simulationen bezüglich der Fahrfunktionen beispielsweise im Rahmen des autonomen bzw. automatisierten Fahrens. Zur Berechnung verlässlicher Ergebnisse ist eine Modellgenauigkeit ausreichend zu wählen. Der Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass Effizienzsteigerungen typischerweise zu Lasten der Systemgenauigkeit gehen.
Es existiert ein Trade-Off zwischen der Modellgenauigkeit und der Komplexität/ Rechenzeit. Je nach Anwendungsfall werden entweder einfache Modelle verwendet, welche die Dynamik des Fahrzeugs nicht in allen Situationen genau abbilden, dafür aber nicht komplex sind und eine schnelle Simulation ermöglicht. Alternativ wird ein hochgenaues analytisches Fahrzeugmodell erstellt, welches aus vielen Einzelkomponenten besteht, aufwändig parametriert und validiert werden muss und sehr rechenaufwändig ist.
Die Motivation zur Entwicklung eines Verfahrens zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen ist aus dem Bedürfnis entstanden, die Parametrierung komplexer werdender Fahrfunktionen mit vertretbarem Aufwand zu ermöglichen. Gestiegene Anforderungen an Komfort und Sicherheit der Systeme und die wachsende Derivatevielfalt sorgen für einen gestiegenen Applikationsaufwand, sodass Applikationen im Fahrzeug nicht mehr mit der gleichen Güte und dem Detailgrad wie in der Vergangenheit durchführbar sind. Stattdessen sollen verbesserte Simulationstools eingesetzt werden um ein systematisches, Szenarien basiertes virtuelles Applizieren mit Hilfe von Optimierungsverfahren zu ermöglichen. Da die Rechenkapazität in der Simulation begrenzt ist und virtuelle Applikationen möglichst schnell zur Verfügung stehen sollen, sollte die Anzahl an Systemevaluationen klein gehalten werden ohne dabei wichtige Lösungen außer Acht lassen zu müssen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes, insbesondere zuverlässigeres, Verfahren zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen, bevorzugt eines Automobils oder Motorrads, vorzuschlagen. Es soll der Rechenaufwand bzw. die Rechenkomplexität verringert werden ohne hierbei signifikante Einbußen bei der Qualität hinnehmen zu müssen. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine entsprechend eingerichtete Systemanordnung bereitzustellen sowie ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen vorzuschlagen, welche das Verfahren implementieren beziehungsweise die vorgeschlagene Systemanordnung zumindest teilweise betreiben.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 . Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demgemäß wird ein Verfahren zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen vorgeschlagen, aufweisend ein Auslesen einer Mehrzahl von Fahrszenarien und ein Auslesen einer Mehrzahl von Parametersätzen aus einem Datenspeicher, wobei die Parametersätze jeweils Parameter als Eingaben für eine Simulation eines Fahrszenarios bereitstellen; ein Aufteilen der Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter pro Parametersatz in Bezug auf ein Fahrszenario; und ein Identifizieren eines Referenzparametersatzes für einen Eingabeparametersatz, wobei der Referenzparametersatz und der Eingabeparametersatz eine im Wesentlichen gleiche Ausgabe bei einem Fahrszenario erzeugen und der Eingabeparametersatz und der Referenzparametersatz in ihren Parametern nur innerhalb nicht einflussreicher Parameter abweichen. Eine simulative Applikation automatisierter Fahrfunktionen bezieht sich auf die Identifikation und Anwendung von Fahrfunktionen, also mindestens teilautomatisierte Steuerungen eines Kraftfahrzeugs, in bestimmten Fahrszenarien. Flierzu werden Situationen vorab simuliert und es wird somit erlernt, wie sich ein Fahrzeug in einer bestimmten Situation zu verhalten hat. Die Ergebnisse einer solchen Simulation bzw. die Ergebnisse des vorgeschlagenen Verfahrens werden sodann zu Echtzeit bei einem automatisierten Fahren adaptiv und situationsspezifisch angewendet.
Erfindungsgemäß sinkt die Rechenkomplexität, ohne dass die Güte der Ergebnisse sinkt. Es werden einfach berechnete Simulationsergebnisse wieder verwendet. Eine Rechenkomplexität bezieht sich typischerweise darauf, dass diese anhand von notwendigen Rechenschritten beschrieben wird oder aber es werden benötigte System ressourcen beschrieben. So kann eine Rechenkomplexität eine bestimmte Prozessorleistung beanspruchen oder aber besonders speicherintensiv sein. Ein allgemeines Maß für die Rechenkomplexität ist die Anzahl der benötigten Rechenschritte.
Das Optimierungsproblem, welches adressiert wird zählt zu der Klasse der "Simulation Optimization Problems". Diese sind dadurch gekennzeichnet dass eine Systemevaluation (also die Auswertung der Zielfunktion in Abhängigkeit der Eingangsvariablen) durch einen Simulationsdurchlauf gekennzeichnet ist. Um diese Probleme effizient zu lösen, wird oftmals ein Ersatzmodell der Simulation oder der Realität erzeugt, welches eine geringere Modellgüte aufweist, aber eine schnelle Auswertung von Parametersets ermöglicht. Ein alternativer Ansatz ist die Anwendung von Einflussanalysen im Vorfeld zu der Optimierung und die a-priori- Reduktion des Parameterraums auf einflussreiche Bereiche.
Im Bereich der Applikation automatisierter Fahrfunktionen ist eine Ersatzmodellbildung nur schwer möglich, da die Performance immer unter Berücksichtigung der gesamten Wirkkette (Umfelderkennung, Umfeldverarbeitung, Bewegungsplanung, Regelung, Fahrzeugdynamik) erfolgen muss und kleine Modellfehler die anhand von Komfort- und Safety-KPIs gemessene Performance verfälschen könnten. Auch gesetzliche Rahmenbedingungen fordern eine hohe Modellgüte um virtuelle Tests für die Applikation oder Absicherung nutzen zu dürfen. Mit Hilfe von Einflussanalysen kann erfindungsgemäß der Parameterraum vor der Optimierung verkleinert werden. Zu bedenken ist allerdings, dass die Evaluation eines Applikationsparameter-Sets die Simulation eines Szenarienkatalogs und anschließende Aggregation der Einzel-KPIs erfordert. Es ist also möglich, dass eine Einflussanalyse bestimmte Bereiche des Parameterraums basierend auf den aggregierten KPls für nicht relevant erklärt, obwohl die Szenarien spezifischen KPls zum Teil einen wichtigen Einfluss haben. Die Erfindung sieht vor, dieser Problematik zu begegnen indem die Ergebnisse einer Szenarien spezifischen Sensitivitätsanalyse in einen Optimierungsalgorithmus integriert werden und somit einzelne Szenarien-Simulationen eingespart werden können. Die kumulierte Anzahl an Szenarien und die gesamte Rechenzeit zur virtuellen Applikation kann somit erfindungsgemäß reduziert werden.
Der Begriff Key-Performance-Indicator (KPI) bzw. Leistungskennzahl bezeichnet allgemein Kennzahlen, anhand derer der Fortschritt oder der Erfüllungsgrad hinsichtlich Zielsetzungen oder kritischer Erfolgsfaktoren gemessen und/ oder ermittelt werden kann. Diese in anderem Zusammenhang bekannten Faktoren dienen beispielsweise der Durchführung des Aufteilens der Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter pro Parametersatz in Bezug auf ein Fahrszenario. So kann empirisch festgestellt werden, welche Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter eingeordnet werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem geplanten Simulieren anhand eines Fahrszenarios mittels des Eingabeparametersatzes das Ergebnis einer früheren Simulation durch den identifizierten Referenzparametersatz verwendet. Dies hat den Vorteil, dass bereits berechnete Ergebnisse für andere Parametersätze wieder verwendet werden können. Es werden Parametersätze als Eingabe für eine Simulation genutzt und falls andere Parameter keine signifikanten Auswirkungen haben, so kann ein Ergebnis eines bereits berechneten Parametersatzes verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem Scheitern des Identifizierens eine neuerliche Simulation für mindestens ein Fahrszenario durchgeführt und der Eingabeparametersatz wird als Referenzparametersatz abgespeichert. Dies hat den Vorteil, dass die Bibliothek vorhandener Berechnungen, also Ergebnissen einer Simulation, erweitert werden kann. Hier ist zwar vorerst keine Einsparung zu erkennen, da die Simulation mangels vergleichbarer Referenzparametersätzen durchgeführt werden muss, allerdings wird dieses Ergebnis sodann gespeichert und kann in einer nächsten Iteration verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Fahrszenarien als Simulationsfunktionen bereitgestellt. Dies hat den Vorteil, dass Fahrszenarien empirisch virtuell behandelt werden können und es werden Modelle einzelner Fahrszenarien geschaffen. So kann ein realweltliches Fahrszenario modelliert werden und folglich kann anhand der Parametersätze ermittelt werden, wie sich ein Kraftfahrzeug zu verhalten hat.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beschreiben die Fahrszenarien ein Längsmanöver, ein Abbremsen, ein Beschleunigen, ein Quermanöver, eine Lenkbewegung und/ oder ein Parkmanöver. Dies hat den Vorteil, dass gängige Fahrszenarien abgebildet und modelliert werden können. Generell können alle Fahrszenarien abgebildet werden und somit kann anhand der Parameter eine Simulation durchgeführt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Aufteilen der Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter anhand von empirischen Testläufen, welche anhand eines bereitgestellten Schwellwerts entscheiden bei welcher Abweichung eines Simulationsergebnisses Parameter einflussreich sind oder nicht einflussreich sind. Dies hat den Vorteil, dass diejenigen Parameter die wenig Einfluss auf das Simulationsergebnis haben ausgeblendet werden können und bei dem Vergleich der Parametersätze nicht berücksichtigt werden müssen. Dies erhöht signifikant die Wahrscheinlichkeit, dass Referenzparametersätze gefunden werden, da sich die Parametersätze nur in relevanten Parametern ähneln müssen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beschreibt die im Wesentlichen gleiche Ausgabe eine Ausgabe eines Simulationsprozesses bezüglich eines Fahrszenarios, welche lediglich im Rahmen eines vorbestimmten Toleranzbereichs abweicht. Dies hat den Vorteil, dass spezifizierbar ist, nach welchen Kriterien Ausgaben gleich sind. Im Wesentlichen beschreibt hierbei ein optionales Merkmal, welches vorliegend zum Ausdruck bringt, dass Gleichheit auch bei einem Abweichen innerhalb eines Toleranzbereichs vorliegen soll. Somit ist das Merkmal „im Wesentlichen“ klar definiert, wobei allerdings dieses Merkmal vorliegend zu vernachlässigen ist bzw. gestrichen werden kann. Folglich kann die Ausgabe gleich sein oder innerhalb eines Toleranzbereichs abweichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das vorgeschlagene Verfahren iterativ für alle ausgelesenen Parametersätze und alle ausgelesenen Fahrszenarien durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass alle ausgelesenen Parametersätze und alle ausgelesenen Fahrszenarien miteinander kombiniert werden und es werden alle Ergebnisse vergleichbarer Parametersätze abgespeichert, wobei dies jeweils für jedes Fahrszenario erfolgt. Ergebnis ist folglich eine Datenbank, die für eine Teilmenge der Parametersätze für jedes Fahrszenario ein Ergebnis bereitstellt. Die Datenbank enthält gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung für eine Teilmenge der Parametersätze Ergebnisse für eine Teilmenge der Fahrszenarien. Nur wenn eine Simulation für das betrachtete Szenario nötig ist, gelangt die Parametersatz-Szenario-Kombination inkl. des Ergebnisses in die Datenbank. Aufgrund der Ähnlichkeit der Parametersätze findet letztendlich jeder der Parametersätze ein Ergebnis. Dies ist deshalb der Fall, da ein Simulationsergebnis für ein oder mehrere Eingabeparametersätze vorliegt, welches jedoch jeweils nur für einen Referenzparametersatz berechnet wurde. Somit ist die Anzahl der Simulationsläufe vorteilhaft geringer als die Anzahl der Eingabeparametersätze, da nicht für jeden der Eingabeparametersätze eine Simulation durchgeführt wird, sondern es kann teilweise eine Simulation des Referenzparametersatzes verwendet werden.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Systemanordnung zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen, aufweisend eine Schnittstelleneinheit eingerichtet zum Auslesen einer Mehrzahl von Fahrszenarien und zum Auslesen einer Mehrzahl von Parametersätzen aus einem Datenspeicher, wobei die Parametersätze jeweils Parameter als Eingaben für eine Simulation eines Fahrszenarios bereitstellen; eine Recheneinheit eingerichtet zum Aufteilen der Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter pro Parametersatz in Bezug auf ein Fahrszenario und einer Vergleichseinheit eingerichtet zum Identifizieren eines Referenzparametersatzes für einen Eingabeparametersatz, wobei der Referenzparametersatz und der Eingabeparametersatz eine im Wesentlichen gleiche Ausgabe bei einem Fahrszenario erzeugen und der Eingabeparametersatz und der Referenzparametersatz in ihren Parametern nur innerhalb nicht einflussreicher Parameter abweichen.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren ausführen und die vorgeschlagene Anordnung betreiben, wenn sie auf einem Computer zur Ausführung gebracht werden.
Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, dass das Verfahren zum Betreiben der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Einheiten bzw. der Systemanordnung verwendet werden kann. Ferner eignen sich die vorgeschlagenen Vorrichtungen und Einrichtungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Somit implementiert jeweils die Vorrichtung strukturelle Merkmale, welche geeignet sind, das entsprechende Verfahren auszuführen. Die strukturellen Merkmale können jedoch auch als Verfahrensschritte ausgestaltet werden. Auch hält das vorgeschlagene Verfahren Schritte zur Umsetzung der Funktion der strukturellen Merkmale bereit.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Aspekte der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Ebenso können die vorstehend genannten und die hier weiter ausgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Funktionsähnliche oder identische Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließend zu verstehen, sondern haben beispielhaften Charakter zur Erläuterung der Erfindung. Die detaillierte Beschreibung dient der Information des Fachmanns, daher werden bei der Beschreibung bekannte Schaltungen, Strukturen und Verfahren nicht im Detail gezeigt oder erläutert, um das Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren. In den Figuren zeigen:
Figur 1 : ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
Figur 2: ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt in einem schematischen Flussdiagramm das vorgeschlagene Verfahren. Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung und der Informationsfluss sind in Figur 1 veranschaulicht. Basierend auf Szenarien spezifischen Sensitivitätsinformationen wird während der Optimierung jeder neu zu simulierende Parametersatz dahingegen geprüft, ob eine Simulation des gesamten Szenarienkatalogs nötig ist oder einzelnen Szenarien-Simulationen eingespart werden können. Dafür werden bereits simulierte Parametersatz-Szenario- Kombinationen gesucht, dessen Parameterwerte sich von dem aktuellen Parametersatz nur innerhalb nicht einflussreicher Bereiche unterscheiden.
Parameter, dessen Werte im aktuellen Satz in einflussreichen Bereichen liegen, dürfen im Referenz-Datensatz nur innerhalb einer definierten Toleranz abweichen. Mit H ilfe dieses Verfahrens können Rechenzeiten für Szenarien basierte Optimierungsprobleme deutlich reduziert werden. Insbesondere im Bereich der Applikation automatisierter Fahrfunktionen sind Szenarien abhängig unterschiedliche Einflüsse von Parametern zu erwarten (für Längsmanöver, Quermanöver, Parkmanöver, ... ) sodass die Anwendung der Methodik eine deutliche Effizienzsteigerung verspricht. Ein Szenario ist somit beispielsweise ein Längsmanöver (Abbremsen/ Beschleunigen), Quermanöver (Lenkbewegung), ein Parkmanöver oder der Gleichen.
Die Effizienzsteigerung die mit diesem Verfahren erzielt wird, kann an einem repräsentativen Beispiel (simulative Applikation einer Level-3-Fahrfunktion) nachvollzogen werden. Eine Übertragbarkeit des Verfahrens für die Absicherung ist ebenfalls vorteilhaft möglich. Es kann dafür genutzt werden, die sicherheitskritischsten Situationen zu identifizieren und den zur Freigabe benötigten Versuchsaufwand (200 Mio. km) deutlich zu reduzieren. Sämtliche Bereiche, bei denen eine Systemevaluation die Simulation eines Szenarienkatalogs darstellt, können dieses Verfahren verwenden.
Die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ beziehen sich auf die Zeichnungen in einer Ausrichtung mit normal lesbarer Figurenbezeichnung bzw. normal lesbaren Bezugszeichen. Die Verfahrensschritte können wie folgt bezeichnet werden:
10: Für jedes Szenario s (Bereitstellen von Szenarien s)
11: Für jeden Parameterset P* (Bereitstellen von Parametersätzen P*)
12: Suche Referenz-Parameterset Pref, der von P* nur innerhalb nicht einflussreicher Bereiche abweicht und in einflussreichen Bereichen eine maximale Abweichung D zu P* einhält? (maximale Abweichung D als Toleranzbereich)
13: Gültige Referenz Pref gefunden? Falls Nein: Kontrollfluss nach unten, falls Ja: Kontrollfluss nach rechts.
14: Simuliere Szenario s für Parameterset P*
15: Füge P* der Referenz-Parameterset-Datenbasis hinzu (Bibliothek wird angereichert für zukünftige Iterationen)
16: Nehme das Ergebnis von Pref für P* 17: Alle Parametersets geprüft? Falls Nein: Kontrollfluss nach links, falls Ja: Kontrollfluss nach oben.
18: Alle Szenarien geprüft? Falls Nein: Kontrollfluss nach links, falls Ja: Kontrollfluss nach rechts. Figur 2 zeigt in einem schematischen Ablaufdiagramm ein Verfahren zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen, aufweisend ein Auslesen 100 einer Mehrzahl von Fahrszenarien und ein Auslesen 101 einer Mehrzahl von Parametersätzen aus einem Datenspeicher, wobei die Parametersätze jeweils Parameter als Eingaben für eine Simulation eines Fahrszenarios bereitstellen; ein Aufteilen 102 der Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter pro Parametersatz in Bezug auf ein Fahrszenario; und ein Identifizieren 103 eines Referenzparametersatzes für einen Eingabeparametersatz, wobei der Referenzparametersatz und der Eingabeparametersatz eine im Wesentlichen gleiche Ausgabe bei einem Fahrszenario erzeugen und der Eingabeparametersatz und der Referenzparametersatz in ihren Parametern nur innerhalb nicht einflussreicher Parameter abweichen.
Der Fachmann erkennt hierbei, dass die Schritte weitere Unterschritte aufweisen können und insbesondere, dass die Verfahrensschritte jeweils iterativ und/ oder in anderer Reihenfolge ausgeführt werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen, aufweisend:
- Auslesen (100) einer Mehrzahl von Fahrszenarien und Auslesen (101 ) einer Mehrzahl von Parametersätzen aus einem Datenspeicher, wobei die Parametersätze jeweils Parameter als Eingaben für eine Simulation eines Fahrszenarios bereitstellen;
- Aufteilen (102) der Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter pro Parametersatz in Bezug auf ein Fahrszenario; und
- Identifizieren (103) eines Referenzparametersatzes für einen Eingabeparametersatz, wobei der Referenzparametersatz und der Eingabeparametersatz eine im Wesentlichen gleiche Ausgabe bei einem Fahrszenario erzeugen und der Eingabeparametersatz und der Referenzparametersatz in ihren Parametern nur innerhalb nicht einflussreicher Parameter abweichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einem geplanten Simulieren anhand eines Fahrszenarios mittels des Eingabeparametersatzes das Ergebnis einer früheren Simulation durch den identifizierten (103) Referenzparametersatz verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Scheitern des Identifizierens (103) eine neuerliche Simulation für mindestens ein Fahrszenario durchgeführt wird und der Eingabeparametersatz als Referenzparametersatz abgespeichert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrszenarien als Simulationsfunktionen bereitgestellt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrszenarien ein Längsmanöver, ein Abbremsen, ein Beschleunigen, ein Quermanöver, eine Lenkbewegung und/ oder ein Parkmanöver beschreiben.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufteilen (102) der Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter anhand von empirischen Testläufen erfolgt, welche anhand eines bereitgestellten Schwellwerts entscheiden, bei welcher Abweichung eines Simulationsergebnisses Parameter einflussreich sind oder nicht einflussreich sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen gleiche Ausgabe eine Ausgabe eines Simulationsprozesses bezüglich eines Fahrszenarios beschreibt, welche lediglich im Rahmen eines vorbestimmten Toleranzbereichs abweicht.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgeschlagene Verfahren iterativ für alle ausgelesenen Parametersätze und alle ausgelesenen Fahrszenarien durchgeführt wird.
9. Systemanordnung zur effizienten, simulativen Applikation automatisierter Fahrfunktionen, aufweisend:
- eine Schnittstelleneinheit eingerichtet zum Auslesen (100) einer Mehrzahl von Fahrszenarien und zum Auslesen (101) einer Mehrzahl von Parametersätzen aus einem Datenspeicher, wobei die Parametersätze jeweils Parameter als Eingaben für eine Simulation eines Fahrszenarios bereitstellen;
- eine Recheneinheit eingerichtet zum Aufteilen (102) der Parameter der Parametersätze in einflussreiche und nicht einflussreiche Parameter pro Parametersatz in Bezug auf ein Fahrszenario; und
- einer Vergleichseinheit eingerichtet zum Identifizieren (103) eines Referenzparametersatzes für einen Eingabeparametersatz, wobei der Referenzparametersatz und der Eingabeparametersatz eine im Wesentlichen gleiche Ausgabe bei einem Fahrszenario erzeugen und der Eingabeparametersatz und der Referenzparametersatz in ihren Parametern nur innerhalb nicht einflussreicher Parameter abweichen.
10. Com puterprogramm produkt mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführen, wenn sie auf einem Computer zur Ausführung gebracht werden.
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