DE102018205804A1 - ECU testing device for testing, securing and developing functions - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Steuergerätetesteinrichtung zum Testen, Absichern und/oder Entwickeln einer Funktion eines Fahrerassistenzsystems oder eines autonomen Fahrzeugs. Die Steuergerätetesteinrichtung weist eine Datenbank, in welcher Sensor-Ausgabedaten von Sensoren des Fahrzeugs jeweils einem bestimmten Umfeldszenario zugeordnet sind und eine Recheneinheit auf. Die Recheneinheit ist zur Verwendung derjenigen Sensor-Ausgabedaten der Datenbank eingerichtet, welche einem ausgewählten Umfeldszenario zugeordnet sind, zum Testen, Absichern und/oder Entwickeln der Funktion oder eines Steuerprogramms eines Steuergeräts des Fahrerassistenzsystems oder des autonomen Fahrzeugs.The invention relates to a control unit test device for testing, safeguarding and / or developing a function of a driver assistance system or an autonomous vehicle. The ECU test device has a database in which sensor output data from sensors of the vehicle are each assigned to a specific environment scenario and a computing unit. The arithmetic unit is set up to use those sensor output data of the database, which are assigned to a selected environment scenario, for testing, safeguarding and / or developing the function or a control program of a control device of the driver assistance system or of the autonomous vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuergerätetesteinrichtung, ein Fahrzeug, welches Sensor-Ausgabedaten von einer Steuergerätetesteinrichtung empfängt, ein Verfahren zum Testen und Entwickeln von Funktionen, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.The invention relates to a controller testing device, a vehicle receiving sensor output data from a controller testing device, a method for testing and developing functions, a program element and a computer readable medium.
In der Automobilindustrie werden zunehmend neue Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance System, ADAS) entwickelt. Einige dieser Fahrerassistenzsysteme dienen der Vorhersage und der Vermeidung von Zusammenstößen zwischen Verkehrsteilnehmern, insbesondere des eigenen Fahrzeugs mit einem anderen Verkehrsteilnehmer. Ferner werden zunehmend automatisierte oder automatische Fahrfunktionen entwickelt. Durch die Vermeidung von Zusammenstößen kann die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. Insbesondere wird ein Augenmerk auf Systeme zur frühzeitigen Erkennung von Zusammenstößen gelegt, denn je früher ein Zusammenstoß erkannt wird, desto höher stehen die Chancen, den Zusammenstoß gänzlich vermeiden zu können. Jedoch müssen diese Fahrerassistenzsysteme und Fahrfunktionen bevor sie in Fahrzeuge eingebaut werden können, entwickelt, getestet und abgesichert werden. Dies kann zum einen anhand realer Testdaten und/oder realer Testfahrten geschehen und zum anderen durch Hardware in the Loop (HIL) Prüfstände. Diese HIL-Prüfstände wiederum können die zu testenden, zu entwickelnde oder abzusichernden Funktionen mit Testdaten beaufschlagen, welche z.B. durch Sensoren auf Testfahrten generiert wurden. Auf dem HIL-Prüfstand können Funktionen oder Steuerprogramme getestet werden, ohne eine reale Testfahrt durchführen zu müssen. Mit anderen Worten werden dort Testfahrten simuliert. Jedoch können gewisse Situationen, wie z.B. das Verhalten nach einem Unfall, nicht oder nur sehr schwer durch reale Testdaten abgebildet werden.In the automotive industry, new driver assistance systems (Advanced Driver Assistance System, ADAS) are being developed. Some of these driver assistance systems are used to predict and avoid collisions between road users, in particular one's own vehicle with another road user. Furthermore, increasingly automated or automatic driving functions are being developed. By avoiding collisions, road safety can be increased. In particular, attention is paid to systems for the early detection of collisions, because the sooner a collision is detected, the higher the chances of avoiding the collision altogether. However, these driver assistance systems and driving functions must be developed, tested and secured before they can be installed in vehicles. This can be done on the one hand by real test data and / or real test drives and on the other by hardware in the loop (HIL) test benches. These HIL test benches, in turn, can apply test data to the functions to be tested, developed or to be protected, which may be e.g. generated by sensors on test drives. Functions or control programs can be tested on the HIL test bench without having to carry out a real test drive. In other words, test drives are simulated there. However, certain situations, such as the behavior after an accident, not or only very difficult to be represented by real test data.
Somit wird es in Zukunft immer wichtiger werden, virtuelle Testdaten für die Entwicklung, den Test und die Absicherung von Fahrerassistenzsystemen (inkl. Sensoren und Steuergeräte) oder Funktionen zu erzeugen bzw. zu nutzen und diese Funktionen durch die Testdaten zu stimulieren.Thus, it will become more and more important in the future to create or use virtual test data for the development, testing and protection of driver assistance systems (including sensors and ECUs) or functions and to stimulate these functions through the test data.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Entwickeln und Testen von Fahrfunktionen zu vereinfachen und zu beschleunigen.It is an object of the invention to simplify and accelerate the development and testing of driving functions.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Embodiments and further developments can be taken from the dependent claims, the description and the figures.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuergerätetesteinrichtung zum Testen, Absichern und/oder Entwickeln einer Funktion oder eines Steuerprogramms eines Fahrerassistenzsystems oder eines autonomen Fahrzeugs. Diese Steuergerätetesteinrichtung weist eine Datenbank, in welcher Sensor-Ausgabedaten von Sensoren des Fahrzeugs jeweils einem bestimmten Umfeldszenario zugeordnet sind, und eine Recheneinheit auf. Die Recheneinheit ist zur Verwendung derjenigen Sensor-Ausgabedaten der Datenbank eingerichtet, welche einem ausgewählten Umfeldszenario zugeordnet sind, zum Testen, Absichern und/oder Entwickeln der Funktion oder des Steuerprogramms eines Steuergeräts des Fahrerassistenzsystems oder des autonomen Fahrzeugs.A first aspect of the invention relates to a control unit testing device for testing, safeguarding and / or developing a function or a control program of a driver assistance system or an autonomous vehicle. This ECU testing device has a database, in which sensor output data of sensors of the vehicle are each assigned to a specific environment scenario, and a computing unit. The arithmetic unit is set up to use those sensor output data of the database, which are assigned to a selected environment scenario, for testing, safeguarding and / or developing the function or the control program of a control device of the driver assistance system or of the autonomous vehicle.
Zum Testen, Absichern und/oder Entwickeln einer Funktion, insbesondere einer Fahrfunktion, und/oder eines Steuerprogramms eines Fahrerassistenzsystems oder eines autonomen Fahrzeugs können Sensor-Ausgabedaten eines entsprechenden Sensors erforderlich sein. Diese Sensor-Ausgabedaten werden üblicherweise von Fahrzeugsensoren erzeugt und dienen als Eingangsdaten für die zu testende, abzusichernde und/oder zu entwickelnde Funktion oder Steuerprogramm. Alternativ zu realen Sensor-Ausgabedaten können diese auch künstlich erzeugt bzw. berechnet werden, beispielsweise durch das Lösen der entsprechenden mathematischen Gleichungen, welche die Physik exakt abbilden. Z.B. beim Radar durch lösen der entsprechenden Maxwell-Gleichungen. Möchte man zum Beispiel ein Autobahnszenario mit Abstandsregeltempomat (Adaptive Cruise Control, ACC) und einem Long-Range-Radar simulieren, beträgt eine typische maximale Entfernung von Objekt und Fahrzeug ca. 200m, welche das ca. 50000 - 65000-fache der typischen Wellenlänge eines Radars mit einer Frequenz von 77GHz entspricht. Dieses Verhältnis führt zu einer sehr hohen Auflösung und Rechenzeit bei direkter numerischer Simulation, unabhängig ob im spektralen oder im zeitlichen Raum. Weniger rechenintensiv und aufwändig ist die Verwendung von Modellen auf Basis von vereinfachenden Annahmen, welche die nötigen physikalischen Effekte hinreichend genau abbilden. Beispielsweise kann ein Raytracing oder Shooting-Bouncing-Ray Verfahren verwendet werden, um die optische Ausbreitung von Strahlen in dem Sensorumfeld zu berechnen. Diese Strahlenausbreitung kann direkt als virtuelle oder simulierte Sensor-Ausgabedaten für einen Laser-Scanner verwendet werden, da dadurch das physikalische Messprinzip hinreichend genau abgebildet wird oder durch gewisse Annahmen und Weiterverarbeitung als Sensor-Ausgabedaten eines Radars genutzt werden. Annahmen für einen Radar wären zum Beispiel ab einer gewissen Entfernung (Fernfeldannahme) die Ausbreitung von Radarwellen, ausgehend von einer Patchantenne, wie Lichtwellen oder keine Beugung an Kanten. Durch die Hinzunahme weiterer Modelle können Effekte wie Beugung an Kanten aber wiederum in betrachtet werden. Bei einem solchen Modell ist es wichtig, die Eigenschaften von Oberflächen und deren Geometrie, an denen die Strahlen reflektiert, absorbiert oder gebeugt werden, genau zu erfassen.To test, secure and / or develop a function, in particular a driving function, and / or a control program of a driver assistance system or an autonomous vehicle, sensor output data of a corresponding sensor may be required. These sensor output data are usually generated by vehicle sensors and serve as input data for the function or control program to be tested, to be protected and / or to be developed. As an alternative to real sensor output data, these can also be generated or calculated artificially, for example by solving the corresponding mathematical equations, which precisely map the physics. For example, the radar by solving the corresponding Maxwell equations. For example, to simulate an Adaptive Cruise Control (ACC) highway scenario and a long-range radar, a typical maximum vehicle-to-vehicle distance is approximately 200 meters, which is approximately 50,000 to 65,000 times the typical wavelength of a vehicle Radar with a frequency of 77GHz. This ratio leads to a very high resolution and computing time in direct numerical simulation, regardless of whether in spectral or in time space. Less computationally intensive and expensive is the use of models on the basis of simplifying assumptions, which map the necessary physical effects with sufficient accuracy. For example, a ray tracing or shooting-bouncing ray method can be used to calculate the optical propagation of rays in the sensor environment. This beam propagation can be used directly as a virtual or simulated sensor output data for a laser scanner, as this the physical measurement principle is sufficiently accurately mapped or used by certain assumptions and further processing as the sensor output data of a radar. Assumptions for a radar would be, for example, at a certain distance (far field assumption) the propagation of radar waves, starting from a patch antenna, such as light waves or no diffraction at edges. By adding more models, effects such as edge diffraction can be considered. In such a model, it is important to accurately grasp the properties of surfaces and their geometry at which the rays are reflected, absorbed or diffracted.
Es sei angemerkt, dass verschiedene Ebenen der Datenverarbeitung in einem Sensor für ein Fahrerassistenzsystem existieren können, welche mit den virtuellen oder simulierten Sensor-Ausgabedaten beaufschlagt werden können, um die Entwicklung, die Absicherung oder die Tests durchführen zu können. Die Beaufschlagung kann auf einer höheren semantischen Ebene, auf welcher die Sensor-Ausgabedaten schon zeitlich verfolgt und interpretiert wurden, wie zum Beispiel die Objekt- oder Spur-Ebene, oder auf einer in der Datenverarbeitung weiter vorne liegenden Ebene, wie A/D-Daten oder der Cluster Ebene auf einem Radarsensor, erfolgen. Je weiter in der Datenverarbeitung des Sensors zeitlich nach vorne gegangen wird, desto sensor-spezifischer werden die Sensor-Ausgabedaten, welche für die Stimulierung der zu testenden, abzusichernden oder zu entwickelnden Funktion oder Steuerprogramm virtuell erzeugt, simuliert oder bereitgestellt werden können. Um Funktionen oder Steuerprogramme zu entwickeln, abzusichern und/oder zu testen reicht oft die Stimulation durch Sensor-Ausgabedaten auf einer höheren semantischen Ebene. Je umfangreicher der Test oder die Absicherung der Funktionen oder des Sensors ausfallen soll, desto weiter vorne, zeitlich gesehen, muss in der Datenverarbeitung die Stimulation mit virtuellen Sensor-Ausgabedaten stattfinden.It should be noted that various levels of data processing may exist in a sensor for a driver assistance system, which may be supplied with the virtual or simulated sensor output data in order to carry out the development, the safeguarding or the tests. The loading may be at a higher semantic level at which the sensor output data has already been tracked and interpreted, such as the object or track level, or at a higher level in the data processing, such as A / D data or the cluster level on a radar sensor, done. The further forward in the data processing of the sensor, the more sensor-specific the sensor output data, which can be virtually generated, simulated or provided for the stimulation of the function or control program to be tested, to be protected or developed. Developing, securing and / or testing functions or control programs often requires sensor output data stimulation at a higher semantic level. The more extensive the test or the safeguarding of the functions or the sensor should be, the further forward, in terms of time, the stimulation with virtual sensor output data must take place in the data processing.
Für das Testen, Absichern und/oder Entwickeln von Funktionen oder Steuerprogrammen des Fahrerassistenzsystems oder des autonomen Fahrzeugs kann die Steuergerätetesteinrichtung eine Datenbank und eine Recheneinheit aufweisen. Die Recheneinheit kann die zu testende, abzusichernde oder zu entwickelnde Funktion mit Sensor-Ausgabedaten beaufschlagen. Die Sensor-Ausgabedaten können virtuell, simuliert oder real (durch Testfahrten) generiert werden. Neben der Berechnung der entsprechenden Sensor-Ausgabedaten separat für jedes Umfeldszenario, können die Sensor-Ausgabedaten, welche einem bestimmten Umfeldszenario zugeordnet sind und anhand mehrere Eingangsparameter bestimmt werden, auch aus der Datenbank entnommen werden. Mit anderen Worten kann die Datenbank zu jedem möglichen Umfeldszenario entsprechende Sensor-Ausgabedaten aufweisen, welche anschließend durch die Recheneinheit bedarfsgerecht ausgelesen werden können. Somit entfällt eine erneute Berechnung oder Simulation der Sensor-Ausgabedaten zu dem jeweiligen Zeitpunkt der Verwendung bei dem Test, der Absicherung oder der Entwicklung und die Rechenzeit kann signifikant reduziert werden.For testing, hedging and / or developing functions or control programs of the driver assistance system or of the autonomous vehicle, the ECU testing device may have a database and a computing unit. The arithmetic unit can apply sensor output data to the function to be tested, to be protected or to be developed. The sensor output data can be generated virtually, simulated or real (by test drives). In addition to the calculation of the corresponding sensor output data separately for each environment scenario, the sensor output data, which are assigned to a specific environment scenario and are determined by means of several input parameters, can also be taken from the database. In other words, the database can have corresponding sensor output data for each possible environment scenario, which can then be read out as needed by the computing unit. Thus, re-calculation or simulation of the sensor output data at the respective time of use in the test, the fuse or the development and the calculation time can be significantly reduced.
Es ist zu verstehen, dass die Funktion oder das Steuerprogramm auf einem Steuergerät eines Fahrerassistenzsystems oder eines autonomen Fahrzeugs ausgeführt werden können.It is to be understood that the function or the control program may be executed on a control unit of a driver assistance system or an autonomous vehicle.
Ein Umfeldszenario kann hierbei eine bestimmte Situation sein, mit welcher die zu testende, abzusichernde oder zu entwickelnde Funktion konfrontiert oder beaufschlagt werden soll. Dieses kann durch Sensor-Ausgabedaten beschrieben werden, bzw. die Sensor-Ausgabedaten beschreiben ein bestimmtes Umfeldszenario aus der Sicht eines entsprechenden Sensors.An environment scenario can here be a specific situation with which the function to be tested, to be protected or to be developed is to be confronted or acted upon. This can be described by sensor output data, or the sensor output data describe a specific environment scenario from the perspective of a corresponding sensor.
Es sei angemerkt, dass die Recheneinheit auch auf mehrere Datenbanken für verschiedene Sensoren oder Sensortypen zugreifen kann, beispielsweise kann auf eine Datenbank für einen Radarsensor und auf eine andere Datenbank für einen LiDAR-Sensor zurückgegriffen werden.It should be noted that the arithmetic unit can also access a plurality of databases for different sensors or sensor types, for example, one database for a radar sensor and another database for a LiDAR sensor can be used.
Mit Entwicklung von Sensoren ist sowohl Umfeldwahrnehmung wie Objekt- oder Freiraumdetektion, als auch Funktionsentwicklung wie ACC oder ein Notbremsassistent (Emergency Brake Assistent, EBA) gemeint. Die Sensor-Ausgabedaten können das statische, wie auch das dynamische Umfeldszenario abdecken.Development of sensors means perception of the environment as well as object or free space detection, as well as functional development such as ACC or Emergency Brake Assistant (EBA). The sensor output data can cover the static as well as the dynamic environment scenario.
Die Erzeugung von realen Sensor-Ausgabedaten für Umfeldszenarien, in denen zum Beispiel die schwere eines unvermeidbaren Unfalls getestet werden soll, ist erst gar nicht möglich oder nur mit sehr großen Kosten und Risiken verbunden. Dies ist mit der vorhergehend und nachfolgend beschriebenen Einrichtung möglich, da hierfür die Sensor-Ausgabedaten auch simulativ erzeugt werden können.The generation of real sensor output data for surrounding scenarios, in which, for example, the seriousness of an unavoidable accident is to be tested, is not at all possible or involves only very high costs and risks. This is possible with the device described above and below, since for this purpose the sensor output data can also be generated simulatively.
Mit anderen Worten kann die Idee die Erzeugung und Kartierung der Materialeigenschaft des Sensorumfeldes in einer Sensorsimulation vor dem eigentlichen Test, der Absicherung oder dem Entwickeln der Funktion oder des Steuerprogramms sein, und zwar aus Sicht des Sensors. Es kann eine Datenbank erstellt werden, in welcher abgelegt ist, wie ein Sensor das Umfeld detektiert, unabhängig von dem physikalischen Messprinzip des Sensors. So können zum Beispiel für einen Laser-Scanner (LiDAR) die Reflektivitäten von Oberflächen und für einen Radar der geschätzte Radarquerschnitt (RCS) der reflektierenden Oberfläche in Abhängigkeiten von verschiedenen Parametern, wie zum Beispiel Entfernung, Betrachtungswinkel und Wettereinflüsse in der Datenbank abgelegt werden. Diese Sensor-Ausgabedaten können anschließend bedarfsgerecht mithilfe von den Parametern zur Simulationszeit wiederrum aus der Datenbank ausgelesen und zur Stimulation der Funktionen oder der Steuerprogramme des Steuergeräts verwendet werden, ohne diese „online“ berechnen zu müssen. Der RCS Wert kann eine wesentliche Basis für die weitere Berechnung von Informationen auf dem Radar darstellen. Diese Datenbank, z.B. eine Tabelle, kann vor der Simulation in den Speicher der Recheneinheit geladen und während der Simulation mit den Eingangsparametern, welche dem jeweiligen Umfeldszenario entsprechen, bedarfsgerecht der zu testenden, abzusichernden oder zu entwickelnden Funktion zur Verfügung gestellt werden bzw. diese damit beaufschlagt oder stimuliert werden. Die Sensor-Ausgabedaten können beispielsweise mittels Raytracing oder einem exakten Verfahren simulativ berechnet, bestimmt oder generiert werden.In other words, the idea may be the generation and mapping of the material property of the sensor environment in a sensor simulation prior to actual testing, validation, or development of the function or control program, as viewed by the sensor. It can be created a database in which is stored, as a sensor detects the environment, regardless of the physical measurement principle of the sensor. For example, for a laser scanner (LiDAR), the reflectivities of surfaces and, for a radar, the estimated radar cross section (RCS) of the reflective surface may be stored in the database in dependence on various parameters such as distance, viewing angle and weather conditions. These sensor output data can then be read out as needed from the database using the simulation time parameters and returned to the database Stimulation of the functions or the control programs of the controller can be used without having to calculate these "online". The RCS value can be an essential basis for further calculation of information on the radar. This database, eg a table, can be loaded before the simulation into the memory of the arithmetic unit and during the simulation with the input parameters which correspond to the respective surrounding scenario, be provided as needed the function to be tested, to be protected or developed or to be supplied with it or stimulated. The sensor output data can be simulated, determined or generated by means of ray tracing or an exact method, for example.
Auf diese Art kann eine Simulationsgeschwindigkeit erreicht werden, welche die Echtzeitanforderung von HIL-Prüfständen erfüllt oder darunterliegt und somit Zeiteinsparungen und Kosteneinsparung gegenüber realen Testfahrten möglich sind.In this way, a simulation speed can be achieved, which meets or falls short of the real-time requirement of HIL test benches and thus time savings and cost savings compared to real test drives are possible.
Solche Datenbanken mit Sensor-Ausgabedaten können zum einen basierend auf realen Sensor-Ausgabedaten oder mittels computergestützter Simulation erzeugt werden. Für einen Radarsensor können zum Beispiel die Daten von etlichen, bereits zur Verfügungen stehenden Messfahrten genutzt werden, um neue Szenarien zu simulieren oder es können Berechnungen durchgeführt werden, in denen sehr rechenintensive, exakte physikalische Modelle genutzt werden, um die Datenbank zu erzeugen.Such databases with sensor output data can be generated on the one hand based on real sensor output data or by means of computer-aided simulation. For a radar sensor, for example, the data from a number of already available measurement runs can be used to simulate new scenarios, or calculations can be made using highly computationally accurate physical models to generate the database.
Es sei angemerkt, dass die Recheneinheit eine Prozessoreinheit und eine Speichereinheit aufweisen kann. Ferner kann die Recheneinheit durch einen Computer (z.B. ein PC), durch einen HIL-Prüfstand, durch ein Diagnosegerät oder durch ein weiteres Steuergerät realisiert werden.It should be noted that the arithmetic unit may include a processor unit and a memory unit. Further, the computing unit may be implemented by a computer (e.g., a personal computer), by an HIL test bench, by a diagnostic device, or by another controller.
Ein wesentlicher technischer Vorteil kann in der Einsparung der Rechenzeit liegen. Momentan ist es nicht möglich, die nötigen Gleichungen, die zum Beispiel für die detaillierte Berechnung eines Radarsensors in komplexen Fahrszenarien nötig sind, in Echtzeit oder sogar schneller zu berechnen. Hierdurch kann man auf geeignete Sensor- und Umfeldmodelle angewiesen sein, welche das physikalische Verhalten hinreichend genau beschreiben. Erst hiermit wird die Stimulation eines HIL-Prüfstands oder die Simulation von mehr Kilometern pro Zeit ermöglicht, als es durch reale Testfahrten möglich wäre. Ein weiterer Vorteil kann die Erzeugung von Testdaten und „frühen“ Sensor-Ausgabedaten für Umfeldszenarien sein, welche in der Realität nicht abbildbar sind, da diese zu teuer oder zu gefährlich sind.An essential technical advantage can be the saving of the computing time. At the moment it is not possible to calculate the necessary equations, which are necessary for the detailed calculation of a radar sensor in complex driving scenarios, in real time or even faster. This makes it possible to rely on suitable sensor and environmental models that describe the physical behavior with sufficient accuracy. Only then is the stimulation of an HIL test bench or the simulation of more kilometers per time possible than would be possible by real test drives. Another advantage may be the generation of test data and "early" sensor output data for environmental scenarios, which are not imageable in reality, as these are too expensive or too dangerous.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Umfeldszenario wenigstens einen Eingangsparameter auf. Der Eingangsparameter ist einer aus der Liste bestehend aus: Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte, Entfernung, Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Betrachtungswinkel, Material des Objekts, Frequenzbereich (W-Band oder K-Band eines Radars), Entfernung (Nah- oder Fernbereich bei einem Infrarotsensor) und/oder Witterung.According to one embodiment, the environment scenario has at least one input parameter. The input parameter is one of the list consisting of: temperature, air pressure, humidity, distance, vehicle speed, viewing angle, material of the object, frequency range (W-band or K-band of a radar), distance (near or far with an infrared sensor ) and / or weather.
Die Frequenzen eines Radarsensors können in dem K- und/oder W-Band des Radars liegen oder es kann sich bei dem Infrarot-Sensor um ein Nah- oder Fernbereich Sensor handeln.The frequencies of a radar sensor may be in the K and / or W bands of the radar, or the infrared sensor may be a near or far sensor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Datenbank n-Dimensionen auf und jede Dimension der Datenbank korrespondiert mit einem Eingangsparameter des Umfeldszenarios.According to another embodiment, the database has n dimensions and each dimension of the database corresponds to an input parameter of the environment scenario.
Die Datenbank kann beliebig viele Eingangsparameter aufweisen, welche kombiniert ein bestimmtes Umfeldszenario beschreiben. Für jeden Eingangsparameter kann in der Datenbank eine Dimension vorgesehen sein, sodass die Datenbank n-Dimensionen aufweisen kann. Die jeweiligen Eingangsparameter der Datenbank können linear, logarithmisch oder exponentiell skaliert sein. Alternativ oder zusätzlich können auch bestimmte Bereiche eines Eingangsparameters bzw. einer Dimension anders skaliert sein. Mit anderen Worten kann ein gewisser Bereich eines Eingangsparameters eine höhere oder niedrigere Auflösung aufweisen als ein anderer Bereich. Ferner können mittels Interpolation Zwischenwerte berechnet werden, um die Auflösung der Datenbank zu erhöhen.The database can have any number of input parameters which combine to describe a specific environment scenario. For each input parameter, a dimension can be provided in the database so that the database can have n-dimensions. The respective input parameters of the database can be scaled linear, logarithmic or exponential. Alternatively or additionally, certain areas of an input parameter or a dimension may be scaled differently. In other words, a certain range of an input parameter may have a higher or lower resolution than another range. Furthermore, intermediate values can be calculated by means of interpolation in order to increase the resolution of the database.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Sensor-Ausgabedaten RCS-Werte (Radar Cross Section, Radarquerschnitt). Die Recheneinheit ist ferner dazu eingerichtet, die RCS-Werte abhängig von dem Umfeldszenario und mittels der Datenbank zu bestimmen.According to one embodiment, the sensor output data are RCS values (radar cross section). The arithmetic unit is further adapted to determine the RCS values depending on the environment scenario and by means of the database.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Sensor-Ausgabedaten Reflektionswerte an Objekten. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, die Reflektionswerte abhängig von dem Umfeldszenario und mittels der Datenbank zu bestimmen.According to one embodiment, the sensor output data are reflection values on objects. The arithmetic unit is set up to determine the reflection values as a function of the surrounding scenario and by means of the database.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform korrespondieren die Sensor-Ausgabedaten der Datenbank mit Sensordaten eines Radarsensors, eines LiDAR-Sensors, eines Laserscanners, einer Kamera oder eines Ultraschallsensors.According to a further embodiment, the sensor output data of the database correspond to sensor data of a radar sensor, a LiDAR sensor, a laser scanner, a camera or an ultrasound sensor.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuergerätetesteinrichtung dazu eingerichtet, durch die Verwendung der Sensor-Ausgabedaten der Datenbank die Funktion oder das Steuerprogramm des Fahrerassistenzsystems oder des autonomen Fahrzeugs in Echtzeit zu testen.According to one embodiment, the control device test device is set up by the use of the sensor output data of the database, the function or the control program of the Driver assistance system or the autonomous vehicle in real time.
Durch die Verwendung der Sensor-Ausgabedaten der Datenbank kann die Steuergerätetesteinrichtung die Funktion oder das Steuerprogramm des Fahrerassistenzsystems oder des autonomen Fahrzeugs in Echtzeit testen. Mit anderen Worten reduziert sich die Rechenzeit der Recheneinheit durch die Verwendung der Datenbank derart, dass das Echtzeitkriterium erfüllt ist. Dies ist insbesondere für die Entwicklung, Absicherung und Tests an HIL-Prüfständen relevant, da die Funktionen und Steuerprogramme im späteren Fahrzeug auch in Echtzeit verlässlich arbeiten müssen. Ferner kann so Zeit eingespart werden, da nicht für jeden Test eine große Zeitspanne benötigt wird, wodurch die Verwendung eines HIL-Prüfstands weiter an Attraktivität gegenüber einer realen Testfahrt gewinnt.By using the sensor output data of the database, the ECU testing device can test the function or the control program of the driver assistance system or the autonomous vehicle in real time. In other words, the computing time of the arithmetic unit is reduced by the use of the database such that the real-time criterion is met. This is particularly relevant for the development, protection and testing of HIL test benches, since the functions and control programs in the later vehicle must also work reliably in real time. It also saves time since it does not require a large amount of time for each test, thereby further making the use of an HIL test stand more attractive than a real test drive.
Unter Echtzeit versteht man gemäß DIN ISO/IEC 2382 den Betrieb eines Rechensystems, bei dem Programme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind. Die Daten können je nach Anwendungsfall nach einer zeitlich zufälligen Verteilung oder zu vorherbestimmten Zeitpunkten anfallen. Die Zeitspanne kann hierbei beispielsweise bei 5, 10, 20 oder 50ms liegen. Mit anderen Worten muss sichergestellt sein, dass die jeweilige Funktion in der jeweiligen Zeitspanne ausgeführt wurde.Under real time, according to DIN ISO / IEC 2382, the operation of a computer system in which programs for the processing of accumulating data are constantly ready for operation, such that the processing results are available within a predetermined period of time. Depending on the application, the data may be generated randomly or at predetermined times. The time span can be, for example, 5, 10, 20 or 50 ms. In other words, it must be ensured that the respective function was executed in the respective time span.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, die von dem Steuergerät ausgegebenen Steuerbefehle auszulesen, welche aufgrund der verwendeten Sensor-Ausgabedaten erzeugt wurden.According to one embodiment, the arithmetic unit is configured to read out the control commands issued by the control unit, which were generated on the basis of the sensor output data used.
Ferner kann die Recheneinheit die Ausgaben der zu testenden, abzusichernde oder zu entwickelnden Funktion oder des Steuerprogramms auslesen, welche eine Reaktion auf die zur Verfügung gestellten Sensor-Ausgabedaten darstellt. Somit kann die Recheneinheit die Ausgabe der zu testenden, abzusichernden oder zu entwickelnden Funktion mit einem Erwartungswert vergleichen. Ferner können auch die Funktionen auf einem Steuergerät in einem Fahrzeug auf korrekte Funktionalität hin überprüft werden. Beispielsweise kann eine Art TÜV für Fahrfunktionen bereitgestellt werden, welche die Reaktion einer bestimmten Funktion auf ein bestimmtes Umfeldszenario hin überprüft, testet oder absichert.Furthermore, the arithmetic unit can read the outputs of the function to be tested, protected or developed, or of the control program, which represents a response to the provided sensor output data. Thus, the arithmetic unit can compare the output of the function to be tested, protected or developed with an expected value. Furthermore, the functions on a control unit in a vehicle can be checked for correct functionality. For example, a type of TÜV can be provided for driving functions which checks, tests or safeguards the reaction of a specific function to a specific surrounding scenario.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, die Eingangsparameter des Umfeldszenarios zu runden, um zugeordnete Sensor-Ausgabedaten aus der Datenbank zu verwenden.According to a further embodiment, the arithmetic unit is designed to round the input parameters of the surrounding scenario in order to use assigned sensor output data from the database.
Für den Fall, dass die Eingangsparameter des Umfeldszenarios nicht direkt mit den Einträgen der Datenbank übereinstimmen, können die Eingangsparameter entsprechend auf den nächsten Eintrag der Datenbank gerundet werden. Somit wird kein Fehler durch die Datenbank zurückgegeben, wenn der Wert des Eingangsparameters nicht exakt mit den Werten der Datenbank übereinstimmt. Es sei angemerkt, dass abgerundet, aufgerundet oder auch eine Kombination aus beiden verwendet werden kann.If the input parameters of the environment scenario do not correspond directly to the entries in the database, the input parameters can be rounded to the next entry in the database accordingly. Thus, no error is returned by the database if the value of the input parameter does not exactly match the values of the database. It should be noted that rounded, rounded or even a combination of both can be used.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, zwischen den Eingangsparametern des Umfeldszenarios zu interpolieren, um zugeordnete Sensor-Ausgabedaten aus der Datenbank zu verwenden.According to one embodiment, the arithmetic unit is designed to interpolate between the input parameters of the environment scenario in order to use assigned sensor output data from the database.
Sollte die Datenbank zu den gegebenen Eingangsparametern des Umfeldszenarios keinen direkten Eintrag aufweisen, so kann zwischen einer Mehrzahl von Sensor-Ausgabedaten interpoliert werden, welche nächstliegend zu den gegebenen Eingangsparametern des Umfeldszenarios sind. Es sei angemerkt, dass die Interpolation hierbei linear, exponentiell, quadratisch, logarithmisch, trigonometrisch oder polynominal erfolgen kann.If the database does not have a direct entry for the given input parameters of the surrounding scenario, then it is possible to interpolate between a plurality of sensor output data, which are closest to the given input parameters of the surrounding scenario. It should be noted that the interpolation here can be linear, exponential, quadratic, logarithmic, trigonometric or polynomial.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, die Datenbank anhand realer und/oder simulierter Sensor-Ausgabedaten zu erzeugen. Ein vordefiniertes Umfeldszenario mit korrespondierenden Eingangsparametern führt zu bestimmten Sensor-Ausgabedaten.According to one embodiment, the arithmetic unit is configured to generate the database based on real and / or simulated sensor output data. A predefined environment scenario with corresponding input parameters leads to specific sensor output data.
Die Datenbank kann im Vorfeld erzeugt werden. Zum einen können reale Sensor-Ausgabedaten anhand ihrer Umfeldszenarien und der entsprechenden Eingangsparameter analysiert und entsprechend geordnet oder ausgewertet werden. Zum anderen kann die Datenbank durch Simulation die Sensor-Ausgabedaten erzeugen, indem durch eine Recheneinheit die entsprechenden Sensor-Ausgabedaten eines Sensors für ein bestimmtes Umfeldszenario mit den entsprechenden Eingangsparametern simuliert wird, z.B. mittels Raytracing oder einem exakten Verfahren. Diese realen bzw. simulierten Sensor-Ausgabedaten können in der Datenbank abhängig von dem jeweiligen Umfeldszenario hinterlegt werden. Somit muss die Recheneinheit zum Testen, Abzusichern und Entwickeln von Funktionen bzw. Steuerprogrammen nicht jedes Mal die Sensor-Ausgabedaten, welche als Eingangsdaten der zu testenden, abzusichernden und/oder zu entwickelnden Funktion dienen, berechnen oder simulieren, sondern die Recheneinheit kann die entsprechenden Sensor-Ausgabedaten aus der Datenbank auslesen. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenbank aus einer Kombination aus realen und simulierten Sensor-Ausgabedaten aufgebaut sein. Somit können auch Sensor-Ausgabedaten von in Realität schweren oder gar nicht erzeugbaren Umfeldszenarien (Unfälle oder hohe Geschwindigkeiten) zur Verfügung gestellt werden.The database can be generated in advance. On the one hand, real sensor output data can be analyzed based on their environment scenarios and the corresponding input parameters and ordered or evaluated accordingly. On the other hand, the database can generate the sensor output data by simulation by simulating the corresponding sensor output data of a sensor for a specific environment scenario with the corresponding input parameters, for example by means of ray tracing or an exact method. These real or simulated sensor output data can be stored in the database depending on the respective environment scenario. Thus, the arithmetic unit does not have to compute or simulate the sensor output data which serve as the input data of the function to be tested, protected and / or to be developed for testing, securing and developing functions or control programs. Instead, the arithmetic unit can calculate the corresponding sensor Read output data from the database. Alternatively or additionally, the database can be constructed from a combination of real and simulated sensor output data. Thus, even sensor output data may turn out to be difficult in reality or not at all producible environment scenarios (accidents or high speeds) are made available.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen, Absichern und/oder Entwickeln einer Funktion eines Fahrerassistenzsystems oder eines autonomen Fahrzeugs. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- - Auswählen eines Umfeldszenarios und Bestimmen korrespondierender Eingangsparameter;
- - Durchsuchen einer Datenbank anhand des bestimmten Umfeldszenarios und mit den korrespondierenden Eingangsparametern;
- - Auslesen von Sensor-Ausgabedaten aus der Datenbank, welche mit den Eingangsparametern des Umfeldszenarios korrespondieren;
- - Verwenden der ausgelesenen Sensor-Ausgabedaten, um die Funktion oder ein Steuerprogramm eines Fahrerassistenzsystems oder eines autonomen Fahrzeugs zu testen, abzusichern und/oder zu entwickeln.
- Selecting an environment scenario and determining corresponding input parameters;
- - searching a database based on the specific environment scenario and the corresponding input parameters;
- - reading sensor output data from the database, which correspond to the input parameters of the environment scenario;
- Use the read-out sensor output data to test, secure and / or develop the function or a control program of a driver assistance system or an autonomous vehicle.
Es sei angemerkt, dass das Verfahren auch die Eigenschaften aufweisen kann, welche im Zusammenhang mit der Steuergerätetesteinrichtung beschrieben wurden.It should be noted that the method may also have the properties which have been described in connection with the ECU test device.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches Sensor-Ausgabedaten von einer vorhergehend und nachfolgend beschriebenen Steuergerätetesteinrichtung empfängt und/oder Reaktionen auf diese Sensor-Ausgabedaten an dieses abgibt.In accordance with another aspect of the present invention, a vehicle is provided which receives sensor output data from a previously described and subsequently described ECU test device and / or issues responses to that sensor output data thereto.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie ein Auto, einen Bus, ein Motorrad oder einen Lastkraftwagen, um ein Flugzeug oder einen Helikopter oder um ein Schiff.The vehicle is, for example, a motor vehicle such as a car, a bus, a motorcycle or a truck, an airplane or a helicopter or a ship.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es von einer Recheneinheit einer Steuergerätetesteinrichtung ausgeführt wird, die Steuergerätetesteinrichtung anleitet, das im Kontext der vorliegenden Erfindung beschriebene Verfahren durchzuführen.Another aspect of the present invention relates to a program element that, when executed by a computing unit of a controller testing device, instructs the controller testing device to perform the method described in the context of the present invention.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es von einer Recheneinheit einer Steuergerätetesteinrichtung ausgeführt wird, die Steuergerätetesteinrichtung anleitet, das im Kontext der vorliegenden Erfindung beschriebene Verfahren durchzuführen.Another aspect of the present invention relates to a computer readable medium having stored thereon a computer program which, when executed by a computing unit of a controller testing device, instructs the controller testing device to perform the method described in the context of the present invention.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und Figuren.Other features, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of the embodiments and figures.
Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Sind in der nachfolgenden Beschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleichen oder ähnlichen Elemente.
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1 zeigt eine Steuergerätetesteinrichtung zum Testen und Entwickeln von Funktionen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. -
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Datenbank gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. -
3 zeigt ein Fahrzeug, welches Sensor-Ausgabedaten einer Steuergerätetesteinrichtung empfängt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. -
4 zeigt ein Flussdiagramm zum Testen, Absichern und Entwickeln einer Funktion eines Fahrerassistenzsystems oder eines autonomen Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 shows a controller testing device for testing and developing functions according to an embodiment of the invention. -
2 shows a schematic representation of a database according to an embodiment of the invention. -
3 FIG. 12 shows a vehicle receiving sensor output data of a controller testing device according to an embodiment of the invention. FIG. -
4 FIG. 12 is a flowchart for testing, hedging and developing a function of a driver assistance system or autonomous vehicle according to an embodiment of the invention. FIG.
Ein Vorteil von Simulierten Umfeldszenarien
Ferner kann die Ausgabe
Ferner ist zu verstehen, dass durch die Datenbankabfrage die Rechenzeit der Recheneinheit
Die Sensor-Ausgabedaten
Es sei angemerkt, dass die Funktion des Fahrerassistenzsystems oder des autonomen Fahrzeugs auch komplett auf einer Recheneinheit
Mit anderen Worten kann die Ausgabe eines bestimmten Sensors eines Fahrzeugs
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