DE102022134155A1 - Method for monitoring the functionality of a sensor, system for data processing, and motor vehicle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Funktionstüchtigkeit eines Sensors (1, 2), eine System (5) zur Datenverarbeitung, sowie ein Kraftfahrzeug (22), mittels welchen eine Fehlfunktion eines Sensors effektiv und zuverlässig erkannt werden kann. Das Verfahren umfasst insbesondere die Schritte:a) Empfangen zumindest einer Anfrage (7, 8) zumindest eines Dienstes (3, 4) nach Sensordaten (9, 10) des Sensors;b) Konfigurieren des Sensors abhängig von der zumindest einen Anfrage des zumindest einen Dienstes;c) Erfassen eines Energieverbrauchs (11) und/oder einer Sensordatenrate (12) des konfigurierten Sensors;d) Bestimmen eines von der zumindest einen Anfrage abhängigen, erwarteten Energieverbrauchs (13) und/oder einer von der zumindest einen Anfrage abhängigen, erwarteten Sensordatenrate (14) des Sensors;e) Bestimmen eines Wertes (15, 16) eines Konfidenzparameters als Indikator für die Funktionstüchtigkeit des Sensors, basierend auf einer Abweichung des erfassten Energieverbrauchs von dem erwarteten Energieverbrauch und/oder der erfassten Sensordatenrate von der erwarteten Sensordatenrate.The invention relates to a method for monitoring the functionality of a sensor (1, 2), a system (5) for data processing, and a motor vehicle (22), by means of which a malfunction of a sensor can be detected effectively and reliably. The method comprises in particular the steps: a) receiving at least one request (7, 8) from at least one service (3, 4) for sensor data (9, 10) of the sensor; b) configuring the sensor depending on the at least one request from the at least one service; c) detecting an energy consumption (11) and/or a sensor data rate (12) of the configured sensor; d) determining an expected energy consumption (13) and/or an expected sensor data rate (14) of the sensor dependent on the at least one request; e) determining a value (15, 16) of a confidence parameter as an indicator of the functionality of the sensor, based on a deviation of the detected energy consumption from the expected energy consumption and/or the detected sensor data rate from the expected sensor data rate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Funktionstüchtigkeit eines Sensors, eine System zur Datenverarbeitung, sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for monitoring the functionality of a sensor, a data processing system, and a motor vehicle.

Moderne Fahrzeuge verfügen über eine zunehmende Anzahl von Sensoren, die für fortschrittliche Funktionen wie autonomes Fahren erforderlich sein können. Insbesondere für die Sicherheit im Straßenverkehr ist es notwendig, diese Sensoren daraufhin zu überwachen, ob diese normal funktionieren, insbesondere ob diese innerhalb ihrer Spezifikationen arbeiten. Abweichungen können auf einen anormalen Betrieb hinweisen und sollten diagnostiziert werden. Darüber hinaus gibt es einen wachsenden Trend zum energiebewussten Rechnen, um den Stromverbrauch für eine bestimmte Aufgabe zu minimieren.Modern vehicles have an increasing number of sensors that may be required for advanced features such as autonomous driving. For road safety in particular, it is necessary to monitor these sensors to ensure they are functioning normally, particularly if they are operating within their specifications. Deviations may indicate abnormal operation and should be diagnosed. In addition, there is a growing trend towards energy-aware computing to minimize power consumption for a given task.

Die DE 10 2017 116 196 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erkennung von Fehlern eines Sensors, wobei ein Messwert von Sensordaten des Sensors mit einem berechneten, virtuellen Messwert verglichen wird. Basierend auf einer Differenz der Werte kann ein Prozessor einen Fehler des Sensors erkennen.The EN 10 2017 116 196 A1 describes a method for detecting errors in a sensor, whereby a measured value of sensor data from the sensor is compared with a calculated, virtual measured value. Based on a difference in the values, a processor can detect an error in the sensor.

Die US 2019/0378351 zeigt ein Verfahren zum Überwachen eines Sensors und Detektieren eines Problems basierend auf Fahrzeugsensordaten, welches kognitiv lernfähig ist.The US2019/0378351 shows a method for monitoring a sensor and detecting a problem based on vehicle sensor data, which is capable of cognitive learning.

Die US 2021/0286923 A1 beschreibt ein Verfahren zum Simulieren eines Sensors und ein Lernmodell basierend auf maschinellem Lernen, wobei ein neuronales Netzwerk mit Sensordaten und Szenenkonfigurationen trainiert wird, um den Sensor in einer Simulationsumgebung simulieren zu können.The US 2021/0286923 A1 describes a method for simulating a sensor and a learning model based on machine learning, whereby a neural network is trained with sensor data and scene configurations in order to be able to simulate the sensor in a simulation environment.

Die bekannten Lösungen zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit eines Sensors konzentrieren sich insbesondere auf die Datenintegrität der vom Sensor bereitgestellten Sensordaten. Jedoch kann allein durch die Sensordaten nicht zuverlässig erkannt werden, ob der Sensor tatsächlich funktionstüchtig ist.The known solutions for monitoring the functionality of a sensor focus in particular on the data integrity of the sensor data provided by the sensor. However, the sensor data alone cannot reliably determine whether the sensor is actually functional.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fehlfunktion eines Sensors effektiv und zuverlässig zu erkennen.The invention is based on the object of detecting a malfunction of a sensor effectively and reliably.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschriebenThe object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are described by the dependent patent claims, the following description and the figures.

Durch einen ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Überwachung einer Funktionstüchtigkeit zumindest eines Sensors bereitgestellt. Das Verfahren umfasst insbesondere die Schritte:

1. a) Empfangen zumindest einer Anfrage zumindest eines Dienstes nach Sensordaten des zumindest einen Sensors;
2. b) Konfigurieren des zumindest einen Sensors abhängig von der zumindest einen Anfrage des zumindest einen Dienstes;
3. c) Erfassen eines Energieverbrauchs und/oder einer Sensordatenrate des zumindest einen konfigurierten Sensors;
4. d) Bestimmen eines von der zumindest einen Anfrage abhängigen, erwarteten Energieverbrauchs und/oder einer von der zumindest einen Anfrage abhängigen, erwarteten Sensordatenrate des zumindest einen Sensors;
5. e) Bestimmen eines Wertes eines Konfidenzparameters als Indikator für die Funktionstüchtigkeit des zumindest einen Sensors, basierend auf einer Abweichung des erfassten Energieverbrauchs von dem erwarteten Energieverbrauch und/oder der erfassten Sensordatenrate von der erwarteten Sensordatenrate.

A first aspect of the invention provides a method for monitoring the functionality of at least one sensor. The method comprises in particular the steps:

1. a) receiving at least one request from at least one service for sensor data from the at least one sensor;
2. b) configuring the at least one sensor depending on the at least one request of the at least one service;
3. c) detecting an energy consumption and/or a sensor data rate of the at least one configured sensor;
4. d) determining an expected energy consumption dependent on the at least one request and/or an expected sensor data rate of the at least one sensor dependent on the at least one request;
5. e) determining a value of a confidence parameter as an indicator of the functionality of the at least one sensor, based on a deviation of the detected energy consumption from the expected energy consumption and/or the detected sensor data rate from the expected sensor data rate.

Die Überwachung der Funktionstüchtigkeit des zumindest einen Sensors basiert also nicht, insbesondere nicht allein auf der Überprüfung der Sensordaten, sondern vielmehr, insbesondere zusätzlich, auf dem Energieverbrauch bzw. der Sensordatenrate, nachfolgend auch als Spezifikationsdaten des Sensors bezeichnet. Diese Spezifikationsdaten eignen sich dafür, dass schnell und zuverlässig, und damit effektiv, eine Fehlfunktion des Sensors erkannt werden kann. Insbesondere können diese Spezifikationsdaten auf besonders einfache Weise abgegriffen werden, wobei durch einen Vergleich der Spezifikationsdaten mit erwarteten Spezifikationsdaten des Sensors auf die Funktionsfähigkeit des Sensors geschlossen werden kann, wobei insbesondere basierend auf der Abweichung der Spezifikationsdaten von erwarteten Spezifikationsdaten eine Fehlfunktion des Sensors diagnostiziert werden kann. Ein Vergleich stellt einen besonders robusten, eindeutigen und zuverlässigen Schritt dar, insbesondere gegenüber der Überprüfung der Sensordaten auf Korrektheit. Somit kann die Überwachung der Funktionstüchtigkeit des Sensors hinsichtlich der Robustheit, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit verbessert deutlich werden.The monitoring of the functionality of the at least one sensor is therefore not based, in particular not solely, on checking the sensor data, but rather, in particular additionally, on the energy consumption or the sensor data rate, hereinafter also referred to as the specification data of the sensor. This specification data is suitable for quickly and reliably, and thus effectively, detecting a malfunction of the sensor. In particular, this specification data can be accessed in a particularly simple manner, whereby the functionality of the sensor can be determined by comparing the specification data with the expected specification data of the sensor, whereby a malfunction of the sensor can be diagnosed in particular based on the deviation of the specification data from the expected specification data. A comparison represents a particularly robust, clear and reliable step, in particular compared to checking the sensor data for correctness. The monitoring of the functionality of the sensor can thus be significantly improved in terms of robustness, reliability and speed.

Vorzugsweise kann mittels des Verfahrens eine Vielzahl von Sensoren hinsichtlich deren jeweiliger Funktionstüchtigkeit überwacht werden. Bei den Sensoren kann es sich insbesondere um Sensoren eines Kraftfahrzeuges handeln, beispielsweise um bildgebende Sensoren, akustische Sensoren, Temperatursensoren, Drucksensoren oder dergleichen. Ein jeweiliger Sensor oder eine Gruppe von Sensoren können insbesondere eine Recheneinheit umfassen, welche für den Betrieb des Sensors oder der Gruppe von Sensoren notwendig ist.Preferably, the method can be used to monitor a large number of sensors with regard to their respective functionality. The sensors can in particular be sensors of a motor vehicle, for example imaging sensors, acoustic sensors, temperature sensors, etc. temperature sensors, pressure sensors or the like. A respective sensor or a group of sensors can in particular comprise a computing unit which is necessary for the operation of the sensor or the group of sensors.

Das Verfahren kann insbesondere von einem System zur Datenverarbeitung durchgeführt werden, insbesondere von einem Computerprogramm bzw. einer Software, welches auf dem System zur Datenverarbeitung ausgeführt wird. Beispielsweise kann das System, nachfolgend auch als Überwachungssystem bezeichnet, ein zentrales Steuergerät oder mehrere, dezentrale Steuergeräte umfassen, insbesondere eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere kann das System eine Vielzahl von Schnittstellen zur Anbindungen von Sensoren und weiteren Steuergeräten und/oder Recheneinheiten bereitstellen. Das Computerprogramm kann auf dem System ausgeführt werden, sodass die Verfahrensschritte des Verfahrens durchgeführt werden können. Insbesondere kann mittels dem Computerprogramm in dem Kraftfahrzeug zentrale Funktionalitäten bereitgestellt werden, mittels welchem die Überwachung der Funktionstüchtigkeit des Sensors sichergestellt werden kann. Bei dem System kann es sich um einen Central Sensor Management Service handeln, welcher insbesondere zentral in dem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann.The method can in particular be carried out by a data processing system, in particular by a computer program or software which is executed on the data processing system. For example, the system, also referred to below as a monitoring system, can comprise a central control unit or several decentralized control units, in particular of a motor vehicle. In particular, the system can provide a large number of interfaces for connecting sensors and other control units and/or computing units. The computer program can be executed on the system so that the method steps of the method can be carried out. In particular, the computer program can be used to provide central functionalities in the motor vehicle, by means of which the monitoring of the functionality of the sensor can be ensured. The system can be a Central Sensor Management Service, which can in particular be provided centrally in the motor vehicle.

Insbesondere kann mittels des Systems die zumindest eine Anfrage zumindest eines Dienstes nach Sensordaten des Sensors bzw. nach jeweiligen Sensordaten mehrerer Sensoren empfangen werden. Mit anderen Worten kann der zumindest eine Dienst ein Abonnement auf einen Kanal des Sensors bzw. auf einen jeweiligen Kanal mehrerer Sensoren anfragen, wobei das System die Anfrage auf das Abonnement empfängt. Vorzugsweise kann ein Dienst mehrere Sensordaten mehrerer Sensoren gleichzeitig anfragen. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass mehrere Dienste gleichzeitig ein jeweilige Anfrage nach einem jeweiligen Abonnement stellen, welche zentral empfangen werden können.In particular, the system can receive at least one request from at least one service for sensor data from the sensor or for respective sensor data from multiple sensors. In other words, the at least one service can request a subscription to a channel of the sensor or to a respective channel of multiple sensors, with the system receiving the request for the subscription. Preferably, a service can request multiple sensor data from multiple sensors at the same time. It can also be provided that multiple services simultaneously make a respective request for a respective subscription, which can be received centrally.

Ein Dienst bzw. ein Service kann beispielsweise durch ein weiteres Computerprogramm bereitgestellt werden, welches von einer Recheneinheit ausgeführt werden kann. Insbesondere benötigt der Dienst die angefragten Sensordaten der Sensoren, um Funktionalitäten bereitstellen zu können. Beispielsweise kann der Dienst ein Einparkassistent sein, welcher von einem Computerprogramm bereitgestellt wird, das auf einer Recheneinheit eines Kraftfahrzeuges ausgeführt wird. In diesem Beispiel kann es vorgesehen sein, dass der Einparkassistent Sensordaten von mehreren Abstandssensoren anfragt. Beispielsweise kann der Dienst für einen Insassen des Kraftfahrzeuges oder für ein weiteren Systems des Kraftfahrzeuges, insbesondere ein elektronisches Fahrzeugführungssystem des Kraftfahrzeuges bereitgestellt sein.A service can be provided, for example, by another computer program that can be executed by a computing unit. In particular, the service requires the requested sensor data from the sensors in order to be able to provide functionalities. For example, the service can be a parking assistant that is provided by a computer program that is executed on a computing unit of a motor vehicle. In this example, it can be provided that the parking assistant requests sensor data from several distance sensors. For example, the service can be provided for an occupant of the motor vehicle or for another system of the motor vehicle, in particular an electronic vehicle guidance system of the motor vehicle.

Der Begriff Dienst, auch als Service bezeichnet, kann im Allgemeinen eine technische, vorzugsweise autarke Einheit, beschreiben, die zusammenhängende Funktionalitäten zu einem Themenkomplex bündelt und über eine definierte Schnittstelle zur Verfügung stellt.The term service can generally describe a technical, preferably self-sufficient unit that bundles related functionalities into a complex of topics and makes them available via a defined interface.

Abhängig von der zumindest einen Anfrage des zumindest einen Dienstes kann mittels des Systems der Sensor bzw. jeweils die Sensoren konfiguriert werden. Beispielsweise kann durch die Konfiguration ein deaktivierter Sensor aktiviert werden. In einem Ausführungsbeispiel kann eine Auflösung, eine Bildrate, eine Fokuseinstellung oder dergleichen eines optischen Sensors durch die Konfiguration vorgegeben werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Sensor bzw. die Recheneinheit des Sensors oder der Gruppe von Sensoren ein Konfigurationssignal von dem System empfängt, woraufhin die Recheneinheit den Sensor oder die Gruppe von Sensoren basierend auf dem Konfigurationssignal konfiguriert. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine deaktivierte Recheneinheit durch das Konfigurationssignal aktiviert wird.Depending on the at least one request of the at least one service, the sensor or sensors can be configured using the system. For example, a deactivated sensor can be activated by the configuration. In one embodiment, a resolution, a frame rate, a focus setting or the like of an optical sensor can be specified by the configuration. In particular, it can be provided that the sensor or the computing unit of the sensor or group of sensors receives a configuration signal from the system, whereupon the computing unit configures the sensor or group of sensors based on the configuration signal. In particular, it can be provided that a deactivated computing unit is activated by the configuration signal.

In einem Ausführungsbeispiel kann in einem parallelen Verfahrensschritt eine Energieverwaltungseinheit und/oder eine Datenverwaltungseinheit bzw. eine kombinierte Energie- und Datenverwaltungseinheit abhängig von der zumindest einen Anfrage des zumindest einen Dienstes konfiguriert werden. Beispielsweise kann die Energieverwaltungseinheit derart konfiguriert werden, dass diese den angefragten Sensor mit Energie versorgt. Beispielsweise kann die Datenverwaltungseinheit derart konfiguriert werden, dass diese die angefragten Sensordaten empfängt, optional verarbeitet, und die Sensordaten an den anfragenden Dienst sendet.In one embodiment, in a parallel method step, an energy management unit and/or a data management unit or a combined energy and data management unit can be configured depending on the at least one request from the at least one service. For example, the energy management unit can be configured such that it supplies the requested sensor with energy. For example, the data management unit can be configured such that it receives the requested sensor data, optionally processes it, and sends the sensor data to the requesting service.

In einem Verfahrensschritt kann der Energieverbrauch und/oder die Sensordatenrate des konfigurierten Sensors durch das System erfasst werden. Beispielsweise kann der Energieverbrauch mittels der Energieverwaltungseinheit gemessen werden und/oder die Sensordatenrate mittels der Datenverwaltungseinheit gemessen werden. Die Spezifikationsdaten können dann an das System bereitgestellt werden. Insbesondere wird von jedem Sensor einzeln der jeweilige Energieverbrauch und/oder die jeweilige Sensordatenrate ermittelt. Ebenfalls kann es vorgesehen sein, dass eine Summe des Energieverbrauchs und/oder eine Summe der Sensordaten der mehreren, konfigurierten Sensoren erfasst wird.In one method step, the energy consumption and/or the sensor data rate of the configured sensor can be recorded by the system. For example, the energy consumption can be measured using the energy management unit and/or the sensor data rate can be measured using the data management unit. The specification data can then be provided to the system. In particular, the respective energy consumption and/or the respective sensor data rate is determined individually for each sensor. It can also be provided that a sum of the energy consumption and/or a sum of the sensor data of the multiple configured sensors is recorded.

In einem Verfahrensschritt wird der von der zumindest einen Anfrage abhängige, erwartete Energieverbrauchs und/oder der von der zumindest einen Anfrage abhängige, erwartete Sensordatenrate des Sensors, insbesondere jeweils eines Sensors mehrerer Sensoren und/oder der mehreren Sensoren bestimmt. Beispielsweise kann eine Tabelle vorgegeben und auf einer Speichereinheit gespeichert werden, welche einer jeweiligen Anfrage zugehörige, erwartete Spezifikationsdaten zuordnet. Insbesondere können somit die erwarteten Spezifikationsdaten durch Auslesen der Speichereinheit bestimmt werden.In one process step, the expected energy dependent on the at least one request is energy consumption and/or the expected sensor data rate of the sensor, in particular of a sensor of several sensors and/or of the several sensors, which is dependent on the at least one request. For example, a table can be specified and stored on a storage unit which assigns expected specification data associated with a respective request. In particular, the expected specification data can thus be determined by reading the storage unit.

In einem Verfahrensschritt wird ein Konfidenzwert (Wert des Konfidenzparameters) basierend auf der Abweichung des erfassten Energieverbrauchs von dem erwarteten Energieverbrauch und/oder der erfassten Sensordatenrate von der erwarteten Sensordatenrate bestimmt. Insbesondere werden hierzu die erfassten Spezifikationsdaten mit den erwarteten Spezifikationsdaten verglichen, sodass die Abweichung bestimmt werden kann. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass Werte der erfassten Spezifikationsdaten von zugehörigen Werten der erwarteten Spezifikationsdaten subtrahiert werden, wobei die Abweichung eine Differenz der Werte oder eine normierte Differenz darstellen kann.In one method step, a confidence value (value of the confidence parameter) is determined based on the deviation of the recorded energy consumption from the expected energy consumption and/or the recorded sensor data rate from the expected sensor data rate. In particular, the recorded specification data are compared with the expected specification data so that the deviation can be determined. For example, it can be provided that values of the recorded specification data are subtracted from associated values of the expected specification data, whereby the deviation can represent a difference in the values or a standardized difference.

Beispielsweise kann eine jeweilige Abweichungen einem jeweiligen Wert für den Konfidenzparameter zugeordnet sein, sodass der Konfidenzparameter direkt bestimmt werden kann.For example, a respective deviation can be assigned to a respective value for the confidence parameter so that the confidence parameter can be determined directly.

Der Konfidenzwert kann als Indikator für die Funktionstüchtigkeit des Sensors dienen. Mit anderen Worten kann basierend auf dem Konfidenzwert eine Annahme getroffen werden, ob der Sensor korrekt funktioniert oder nicht. Beispielsweise kann angenommen werden, dass der Sensor korrekt funktioniert, wenn der Konfidenzwert größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Beispielsweise kann angenommen werden, dass der Sensor nicht korrekt funktioniert, wenn der Konfidenzwert kleiner oder gleich als ein vorgegebener Schwellwert ist.The confidence value can serve as an indicator of the functionality of the sensor. In other words, based on the confidence value, an assumption can be made as to whether the sensor is functioning correctly or not. For example, it can be assumed that the sensor is functioning correctly if the confidence value is greater than a predetermined threshold. For example, it can be assumed that the sensor is not functioning correctly if the confidence value is less than or equal to a predetermined threshold.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein Reset des Sensors durchgeführt wird, wenn angenommen wird, dass dieser nicht korrekt funktioniert. Alternativ oder zusätzlich kann ein entsprechender Eintrag in einen Fehlerspeicher erstellt werden und/oder eine entsprechende Warnmeldung ausgegeben werden. Insbesondere können die Sensordaten des Sensors als nicht vertrauenswürdig eingestuft werden.In particular, it can be provided that the sensor is reset if it is assumed that it is not working correctly. Alternatively or additionally, a corresponding entry can be created in an error log and/or a corresponding warning message can be issued. In particular, the sensor data of the sensor can be classified as untrustworthy.

Beispielsweise kann ein zu niedriger Energieverbrauch ein Indiz dafür sein, dass Komponenten des Sensors unkorrekter Weise nicht aktiv sind oder bestimmte Operationen des Sensors nicht durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein zu hoher Energieverbrauch ein Indiz dafür sein, dass Komponenten des Sensors unkorrekter Weise aktiv sind oder bestimmte Operationen des Sensors fälschlicherweise durchgeführt werden.For example, energy consumption that is too low can be an indication that components of the sensor are not active correctly or that certain operations of the sensor are not being carried out. For example, energy consumption that is too high can be an indication that components of the sensor are not active correctly or that certain operations of the sensor are being carried out incorrectly.

Beispielsweise kann eine zu niedrige Datenrate ein Indiz dafür sein, dass die Sensordaten inkorrekt sind bzw. sich der Sensor bei einer bestimmten Operation aufgehängt hat. Beispielsweise kann eine zu hohe Datenrate ein Indiz dafür sein, dass der Sensor nicht korrekt konfiguriert sein kann.For example, a data rate that is too low can be an indication that the sensor data is incorrect or that the sensor has frozen during a certain operation. For example, a data rate that is too high can be an indication that the sensor may not be configured correctly.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass sowohl der Energieverbrauch, als auch die Sensordatenrate des konfigurierten Sensors erfasst und entsprechend der erwartete Energieverbrauch, als auch die erwartete Sensordatenrate bestimmt wird. Dies hat den Vorteil, dass diese jeweils in Beziehung zueinander erfasst bzw. bestimmt werden können. Insbesondere kann dadurch die Überwachung der Funktionstüchtigkeit noch zuverlässiger erfolgen.One embodiment provides that both the energy consumption and the sensor data rate of the configured sensor are recorded and the expected energy consumption and the expected sensor data rate are determined accordingly. This has the advantage that these can be recorded or determined in relation to one another. In particular, this allows the monitoring of functionality to be carried out even more reliably.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass der erwartete Energieverbrauch und/oder die erwartete Sensordatenrate bestimmt wird, indem die zumindest eine empfangene Anfrage einem vorbestimmten Anfragemuster zugeordnet wird, wobei zu dem Anfragemuster der erwartete Energieverbrauch und/oder die erwartete Sensordatenrate zugeordnet ist. Somit kann der Anfrage vorteilhaft direkt der erwartete Energieverbrauch und/oder die erwartete Sensordatenrate zugeordnet werden.One embodiment provides that the expected energy consumption and/or the expected sensor data rate is determined by assigning the at least one received request to a predetermined request pattern, wherein the expected energy consumption and/or the expected sensor data rate is assigned to the request pattern. The expected energy consumption and/or the expected sensor data rate can thus advantageously be assigned directly to the request.

Vorzugsweise können eine Vielzahl von Anfragemustern vorbestimmten sein, wobei jeweils einem Anfragemuster der Vielzahl von Anfragemustern ein jeweils zugehöriger, erwarteter Energieverbrauch und/oder eine jeweils zugehörige, erwartete Sensordatenrate zugeordnet ist. Beispielsweise kann diese Zuordnung durch entsprechende Studien vorab vorbestimmten worden sein.Preferably, a plurality of request patterns can be predetermined, with each request pattern of the plurality of request patterns being assigned a respective associated, expected energy consumption and/or a respective associated, expected sensor data rate. For example, this assignment can have been predetermined in advance by appropriate studies.

Insbesondere kann ein Anfragemuster charakterisierende Merkmale definieren. Die empfangene Anfrage kann ebenfalls charakterisierende Merkmale aufweisen, wobei die empfangene Anfrage dem Anfragemuster zugeordnet wird, wenn die charakterisierenden Merkmale der Anfrage mit den definierten Merkmalen vollständig oder zumindest teilweise übereinstimmen.In particular, a request pattern can define characterizing features. The received request can also have characterizing features, whereby the received request is assigned to the request pattern if the characterizing features of the request completely or at least partially match the defined features.

Ein solches Zuordnen kann dahingehend vorteilhaft sein, dass für die Anfrage auf einfache und schnelle Weise eindeutig erwartete Spezifikationsdaten bestimmt werden können, insbesondere dadurch, dass diese vorab für ein Abfragemuster vorbestimmt sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass nicht für jede aller möglichen Anfragen erwartete Spezifikationsdaten vorbestimmt sein müssen, sondern für eine deutlich kleinere Anzahl an Anfragemustern. Insbesondere können eine Gruppe von unterschiedlichen Anfragen gleiche oder zumindest ähnliche, charakterisierende Merkmale aufweisen, sodass die Gruppe der unterschiedlichen Anfragen unter ein Anfragemuster subsumiert werden kann. Dadurch wird vorteilhaft das Verfahren deutlich vereinfacht.Such an assignment can be advantageous in that clearly expected specification data can be determined for the query in a simple and quick manner, in particular because these are predetermined in advance for a query pattern. A further advantage is that expected specification data do not have to be predetermined for every possible query, but for a significantly smaller number of queries. patterns. In particular, a group of different requests can have the same or at least similar characterizing features, so that the group of different requests can be subsumed under a request pattern. This advantageously simplifies the process considerably.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Zuordnung des erwarteten Energieverbrauchs und/oder der erwarteten Sensordatenrate zu dem Anfragemuster maschinell erlernt wird. Bevorzugt erfolgt dies, indem ein Feedback des zumindest einen Dienstes von dem Überwachungssystem darüber empfangen wird, ob die abhängig von der zumindest einen Anfrage des zumindest einen Dienstes empfangenen Sensordaten des konfigurierten Sensors korrekt sind, woraufhin basierend auf dem Feedback dem Anfragemuster der erfasste Energieverbrauch als erwarteter Energieverbrauch und/oder die erfasste Sensordatenrate als erwartete Sensordatenrate zugeordnet wird.One embodiment provides that the assignment of the expected energy consumption and/or the expected sensor data rate to the request pattern is machine-learned. This is preferably done by receiving feedback from the at least one service from the monitoring system as to whether the sensor data of the configured sensor received as a function of the at least one request from the at least one service is correct, whereupon, based on the feedback, the recorded energy consumption is assigned to the request pattern as the expected energy consumption and/or the recorded sensor data rate is assigned as the expected sensor data rate.

Mit anderen Worten können mittels des anfragenden Dienstes die angefragten und empfangen Sensordaten hinsichtlich einer Plausibilität überprüft werden. Beispielsweise können die Sensordaten mit erwarteten Sensordaten verglichen werden, wobei bei einer unplausiblen Abweichungen der Sensordaten von den erwarteten Sensordaten als nicht korrekt eingestuft werden können. Hierzu können bekannte Verfahren angewendet werden.In other words, the requested and received sensor data can be checked for plausibility using the requesting service. For example, the sensor data can be compared with expected sensor data, and any implausible deviations of the sensor data from the expected sensor data can be classified as incorrect. Known methods can be used for this.

Basierend auf der Überprüfung kann der Dienst bzw. das zugehörige Computerprogramm bzw. die zugehörige Recheneinheit das Feedback erzeugen, welches beispielsweise als Information eines Feedbacksignals von der Recheneinheit an das zentrale Überwachungssystem gesendet werden kann. Beispielsweise kann das Feedback beinhalten, dass die empfangenen Sensordaten korrekt, inkorrekt oder mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit korrekt oder inkorrekt sind.Based on the check, the service or the associated computer program or the associated computing unit can generate the feedback, which can be sent, for example, as information of a feedback signal from the computing unit to the central monitoring system. For example, the feedback can include that the received sensor data is correct, incorrect or with a certain probability is correct or incorrect.

Das Feedback kann insbesondere von dem Überwachungssystem empfangen und ausgewertet werden. Beinhaltet beispielsweise das Feedback, dass die empfangenen Sensordaten korrekt sind oder zumindest mit einer Wahrscheinlichkeit größer als ein Wahrscheinlichkeitsschwellwert korrekt sind, dann können die empfangenen Spezifikationsdaten, welche dem angefragten und konfigurierten Sensor zugehörig sind, als erwartete Spezifikationsdaten dem Anfragemuster, welches der zugehörige Anfrage zugeordnet ist, zugeordnet werden.The feedback can be received and evaluated in particular by the monitoring system. If, for example, the feedback includes that the received sensor data is correct or at least correct with a probability greater than a probability threshold, then the received specification data associated with the requested and configured sensor can be assigned as expected specification data to the request pattern associated with the associated request.

Somit können die erwarteten Spezifikationsdaten zu dem Anfragemuster maschinell erlernet werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die erwarteten Spezifikationsdaten durch verstärkendes Lernen (engl. reinforcement learning, RL) erlernt werden. Insbesondere können die bereits vorhandenen, zugeordneten, erwarteten Spezifikationsdaten durch die empfangenen Spezifikationsdaten korrekter Sensordaten basierend auf einer vorgegebenen Anpassungsvorschrift anpassbar sein. Insbesondere können somit die erwarteten Spezifikationsdaten in einem laufenden Betrieb des Überwachungssystem weiter verbessert werden. Insbesondere kann das Überwachungssystem von Grund auf die erwarteten Spezifikationsdaten durch die empfangenen Spezifikationsdaten korrekter Sensordaten erlernen. Insbesondere kann es dadurch ermöglicht sein, dass das Verfahren bzw. das Überwachungssystem auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten verwendet werden kann, wobei die erwarteten Spezifikationsdaten im laufenden Betrieb ermittelt und durch Anpassung immer weiter verbessert werden.The expected specification data for the request pattern can thus be learned by machine. In particular, it can be provided that the expected specification data is learned through reinforcement learning (RL). In particular, the already existing, assigned, expected specification data can be adapted using the received specification data of correct sensor data based on a predetermined adaptation rule. In particular, the expected specification data can thus be further improved during ongoing operation of the monitoring system. In particular, the monitoring system can learn the expected specification data from scratch using the received specification data of correct sensor data. In particular, this can make it possible for the method or the monitoring system to be used in a variety of different applications, with the expected specification data being determined during ongoing operation and continually improved through adaptation.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Vielzahl von Anfragemustern basierend auf einer Klassifizierung einer Vielzahl von empfangener Anfragen einer Vielzahl von Diensten nach Sensordaten des Sensors vorbestimmt werden, insbesondere mittels maschinellem Lernen.One embodiment provides that the plurality of request patterns are predetermined based on a classification of a plurality of received requests from a plurality of services for sensor data of the sensor, in particular by means of machine learning.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Anfragemuster nicht extern vorgegeben werden, sondern mittels maschinellem Lernen durch das Überwachungssystem selbst bestimmt bzw. erlernt werden. Beispielsweise kann basierend auf zugehörigen, gleichen oder ähnlichen Spezifikationsdaten unterschiedlicher Anfragen gemeinsame, charakterisierende Merkmale dieser Anfragen erkannt werden, woraufhin basierend auf den gemeinsamen, charakterisierenden Merkmalen das Anfragemuster mit den gemeinsamen, charakterisierenden Merkmalen bestimmt wird. Insbesondere können die Anfragemuster bzw. die charakterisierenden Merkmale im laufenden Betrieb durch weitere, empfangene Anfragen bzw. Spezifikationsdaten anpassbar sein. Vorteilhafterweise können somit das Verfahren bzw. das Überwachungssystem auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten verwendet werden kann, wobei die Anfragemuster im laufenden Betrieb bestimmt und durch Anpassung immer weiter spezifiziert werden.In particular, it can be provided that the request patterns are not specified externally, but are determined or learned by the monitoring system itself using machine learning. For example, based on associated, identical or similar specification data of different requests, common, characterizing features of these requests can be recognized, whereupon the request pattern with the common, characterizing features is determined based on the common, characterizing features. In particular, the request patterns or the characterizing features can be adapted during operation by further received requests or specification data. Advantageously, the method or the monitoring system can thus be used for a variety of different application possibilities, with the request patterns being determined during operation and continuously specified through adaptation.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass der erwartete Energieverbrauch und/oder die erwartete Sensordatenrate einen Normalbereich umfasst. Beispielsweise kann der Normalbereich eine untere Grenze und eine obere Grenze von Spezifikationsdaten aufweisen.One embodiment provides that the expected energy consumption and/or the expected sensor data rate comprises a normal range. For example, the normal range may have a lower limit and an upper limit of specification data.

Bevorzugt wird ein hoher Wert für den Konfidenzparameter bestimmt, wenn der erfasste Energieverbrauch und/oder die erfassten Sensordatenrate innerhalb des Normalbereiches liegt. Insbesondere kann der hohe Wert besonders hoch sein, wenn die erfassten Spezifikationsdaten in einem mittleren Bereich des Normalbereiches liegen.Preferably, a high value for the confidence parameter is determined when the recorded energy consumption and/or the recorded sensor data rate is within the normal range. In particular, the high value may be particularly high if the recorded specification data are in a middle range of the normal range.

Bevorzugt wird ein niedriger Wert für den Konfidenzparameter bestimmt, wenn der erfasste Energieverbrauch und/oder die erfassten Sensordatenrate außerhalb des Normalbereiches liegt. Insbesondere kann der niedrige Wert umso niedriger sein, je weiter die erfassten Spezifikationsdaten von dem Normalbereich entfernt sind.Preferably, a low value is determined for the confidence parameter if the detected energy consumption and/or the detected sensor data rate is outside the normal range. In particular, the low value can be lower the further the detected specification data is from the normal range.

Insbesondere kann eine hoher Wert ein Indikator dafür sein, dass der Sensor funktionstüchtig ist. Insbesondere kann eine niedriger Wert ein Indikator dafür sein, dass der Sensor nicht funktionstüchtig ist. Entsprechend kann es vorgesehen sein, dass bei einem niedrigen Wert entsprechende Maßnahmen zur Wiederherstellung der Funktionstüchtigkeit oder zur Meldung der Funktionsuntüchtigkeit ergriffen werden.In particular, a high value can be an indicator that the sensor is functional. In particular, a low value can be an indicator that the sensor is not functional. Accordingly, it can be provided that, in the case of a low value, appropriate measures are taken to restore functionality or to report the inoperability.

Normalbereiche sind dahingehend vorteilhaft, dass systembedingte Schwankungen der erfassten Spezifikationsdaten berücksichtigt werden können, sodass auch bei einer leichten Schwankung der erfassten Spezifikationsdaten eines funktionstüchtigen Sensors ein hoher Konfidenzwert bestimmt werden kann.Normal ranges are advantageous in that system-related fluctuations in the recorded specification data can be taken into account, so that even with a slight fluctuation in the recorded specification data of a functioning sensor, a high confidence value can be determined.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erwarteten Spezifikationsdaten, insbesondere die Normbereiche, zeitabhängig sind. Mit anderen Worten umfassen die Spezifikationsdaten einen zeitlichen Verlauf. Beispielsweise kann bei einer Aktivierung des Sensors zu Beginn ein vergleichsweise erhöhter Stromverbrauch durch das Hochfahren des Sensors und eine entsprechend niedrige oder keine Sensordatenrate erwartet werden. Insbesondere kann in bestimmten, zeitlichen Intervallen bestimmte Peaks der Spezifikationsdaten erwartet werden. Beispielsweise kann bei einer Deaktivierung des Sensors zum Schluss ein vergleichsweise erhöhter Stromverbrauch durch das Runterfahren des Sensors und eine entsprechend niedrige oder keine Sensordatenrate erwartet werden.One embodiment provides that the expected specification data, in particular the standard ranges, are time-dependent. In other words, the specification data comprise a temporal progression. For example, when the sensor is activated at the beginning, a comparatively increased power consumption can be expected due to the sensor starting up and a correspondingly low or no sensor data rate. In particular, certain peaks in the specification data can be expected at certain time intervals. For example, when the sensor is deactivated at the end, a comparatively increased power consumption can be expected due to the sensor shutting down and a correspondingly low or no sensor data rate.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass zunächst eine Voranfrage des zumindest eines Dienstes nach dem erwarteten Energieverbrauch bezüglich der zumindest einen Anfrage empfangen wird. Insbesondere wird die Voranfrage durch den zumindest einen Dienst an das Überwachungssystem gesendet und von diesem empfangen. Vorzugsweise kann der Anfrage einem Anfragemuster zugeordnet werden, wobei dem Anfragemuster der erwartete Energieverbrauch zugeordnet ist. Insbesondere kann der erwartete Energieverbrauch an den zumindest einen Dienst übermittelt werden.One embodiment provides that first a preliminary request from the at least one service for the expected energy consumption with respect to the at least one request is received. In particular, the preliminary request is sent by the at least one service to the monitoring system and received by the latter. Preferably, the request can be assigned to a request pattern, the expected energy consumption being assigned to the request pattern. In particular, the expected energy consumption can be transmitted to the at least one service.

Bevorzugt wird die zumindest einer Anfrage zumindest eines Dienstes nach Sensordaten des Sensors nur dann empfangen, wenn der erwartete Energieverbrauch geringer ist als ein vorgegebener Energieverbrauchsgrenzwert. Mit anderen Worten kann der zumindest eine Dienst den Energieverbrauch mit dem Energieverbrauchsgrenzwert vergleichen. Ist der Energieverbrauch kleiner oder gleich dem Energieverbrauchsgrenzwert, kann es vorgesehen sein, dass der zumindest eine Dienst die Anfrage nach den Sensordaten des Sensors sendet, wobei die Anfrage gemäß Verfahrensschritt a) von dem Überwachungssystem empfangen wird.Preferably, the at least one request from at least one service for sensor data of the sensor is only received if the expected energy consumption is less than a predetermined energy consumption limit. In other words, the at least one service can compare the energy consumption with the energy consumption limit. If the energy consumption is less than or equal to the energy consumption limit, it can be provided that the at least one service sends the request for the sensor data of the sensor, wherein the request is received by the monitoring system according to method step a).

Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass dieser Verfahrensschritt lediglich dann automatisch durchgeführt wird, wenn ein Ladezustand einer Versorgungsbatterie eines elektrisch fahrenden Kraftfahrzeuges unter einem Schwellwert liegt. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass dieser Verfahrensschritt lediglich in einem Energiesparmodus des Kraftfahrzeuges durchgeführt wird, wobei der Energiesparmodus manuell durch den Insassen des Kraftfahrzeuges aktiviert werden kann.For example, it can be provided that this method step is only carried out automatically when a charge level of a supply battery of an electrically driven motor vehicle is below a threshold value. For example, it can be provided that this method step is only carried out in an energy-saving mode of the motor vehicle, whereby the energy-saving mode can be activated manually by the occupant of the motor vehicle.

Der Energieverbrauchsgrenzwert kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Ladezustand einer Versorgungsbatterie eines elektrisch fahrenden Kraftfahrzeuges vorgegeben sein. Beispielsweise kann der Energieverbrauchsgrenzwert niedrig angesetzt werden, wenn der Ladezustand der Versorgungsenergie ebenfalls niedrig ist. Somit kann vorteilhaft eine Reichweite des elektrisch fahrenden Kraftfahrzeuges erhöht werden.The energy consumption limit can, for example, be specified depending on the charge level of a supply battery of an electrically driven motor vehicle. For example, the energy consumption limit can be set low if the charge level of the supply energy is also low. This can advantageously increase the range of the electrically driven motor vehicle.

Ein derartiger Verfahrensschritt kann auch hinsichtlich einer energiebewussten Datenverarbeitung vorteilhaft sein. Insbesondere kann ein Energieverbrauch reduziert werden, insbesondere dann, wenn ein Dienst nicht zwingend notwendig die Sensordaten benötigt. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Dienst die Sensordaten schätzt oder aus bekannten Sensordaten extrapoliert. Alternativ kann der Dienst eine entsprechende Funktionalität, die nicht relevant für den Fahrbetrieb ist, gegebenenfalls nicht bereitstellen.Such a method step can also be advantageous in terms of energy-conscious data processing. In particular, energy consumption can be reduced, especially if a service does not absolutely need the sensor data. For example, it can be provided that the service estimates the sensor data or extrapolates it from known sensor data. Alternatively, the service may not provide a corresponding functionality that is not relevant for driving operations.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass der jeweilige Energieverbrauch und/oder die jeweilige Sensordatenrate einer Vielzahl von konfigurierten Sensoren zentral erfasst und der jeweilige, erwartete Energieverbrauch und/oder die jeweilige, erwartete Sensordatenrate zentral bestimmt werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die konfigurierten Sensoren, sowie die Dienste direkt oder indirekt mit dem Überwachungssystem zentral verbunden sind. Durch die zentrale Erfassung der Spezifikationsdaten aller Sensoren kann vorteilhaft auf eine große Datenlage zurückgegriffen werden, um die erwarteten Spezifikationsdaten zu bestimmen. Des Weiteren können die erwarteten Spezifikationsdaten vorteilhaft zentral mit den erfassten Spezifikationsdaten verglichen werden. Insbesondere kann das Verfahren zentral durch das Überwachungssystem durchgeführt werden.One embodiment provides that the respective energy consumption and/or the respective sensor data rate of a large number of configured sensors are recorded centrally and the respective expected energy consumption and/or the respective expected sensor data rate are determined centrally. In particular, it can be provided that the configured sensors and the services are centrally connected directly or indirectly to the monitoring system. By centrally recording the specification data of all sensors, a large data set can advantageously be used to determine the expected specification data. Furthermore, the expected specification data can advantageously be compared centrally with the recorded specification data. In particular, the process can be carried out centrally by the monitoring system.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erfassten Sensordaten der Vielzahl von konfigurierten Sensoren für einen vorgegebenen Zeitraum zentral zwischengespeichert werden, insbesondere in einer Speichereinheit des Überwachungssystem oder in einer Speichereinheit extern zum Überwachungssystem, auf welche das Überwachungssystem zugreifen kann.One embodiment provides that the recorded sensor data of the plurality of configured sensors are centrally cached for a predetermined period of time, in particular in a storage unit of the monitoring system or in a storage unit external to the monitoring system, which the monitoring system can access.

Bevorzugt wird der Sensor abhängig von der zumindest einen Anfrage des zumindest einen Dienstes nur dann konfiguriert wird, wenn die angefragten Sensordaten noch nicht zwischengespeichert sind oder wenn die angefragten Sensordaten nicht aus den zwischengespeicherten Sensordaten interpoliert oder extrapoliert werden können.Preferably, the sensor is configured depending on the at least one request of the at least one service only if the requested sensor data has not yet been cached or if the requested sensor data cannot be interpolated or extrapolated from the cached sensor data.

Beispielsweise können die angefragten Sensordaten bereits von einem weiteren Dienst parallel oder in einem unmittelbaren, zeitlichen Zusammenhang vorab angefragt worden sein, sodass die angefragten Sensordaten bereits gespeichert vorliegen. Entsprechend können dem Dienst die gespeicherten Sensordaten zur Verfügung gestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Sensor nicht konfiguriert, insbesondere aktiviert werden muss, um die Sensordaten erneut bereitzustellen. Dadurch können wertvolle Ressourcen gerade im Hinblick auf einen Energieverbrauch geschont werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die angefragten Sensordaten aus den zwischengespeicherten Sensordaten interpoliert werden, gerade wenn die Sensordaten nicht zwingend in Echtzeit erfasst zur Verfügung gestellt werden müssen. Ebenso ist es denkbar, dass die angefragten Sensordaten, welche durch den Dienst in Echtzeit benötigt werden, aus den zwischengespeicherten Sensordaten extrapoliert werden können. Dies kann insbesondere sinnvoll sein, wenn extrapolierte Sensordaten gegenüber in Echtzeit erfasste Sensordaten für den Dienst ausreichend sind, um die Funktionalitäten zu gewährsleisten. Dadurch kann vorteilhaft der Energieverbrauch reduziert werden.For example, the requested sensor data may have already been requested in parallel or in a direct temporal context by another service, so that the requested sensor data is already stored. The stored sensor data can be made available to the service accordingly. This has the advantage that the sensor does not have to be configured, in particular activated, in order to provide the sensor data again. This can save valuable resources, especially with regard to energy consumption. In particular, it can be provided that the requested sensor data is interpolated from the cached sensor data, especially if the sensor data does not necessarily have to be made available in real time. It is also conceivable that the requested sensor data, which is required by the service in real time, can be extrapolated from the cached sensor data. This can be particularly useful if extrapolated sensor data is sufficient for the service to guarantee the functionality compared to sensor data recorded in real time. This can advantageously reduce energy consumption.

Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.For use cases or application situations that may arise during the method and which are not explicitly described here, it may be provided that, in accordance with the method, an error message and/or a request to enter user feedback is issued and/or a default setting and/or a predetermined initial state is set.

Durch einen weiteren Aspekt der Erfindung ist ein System zur Datenverarbeitung, insbesondere zur Überwachung einer Funktionstüchtigkeit eines Sensors, bereitgestellt. Das System umfasst zumindest ein Steuergerät, welches zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Beispielsweise ist das System, auch als Überwachungssystem bezeichnet, als Central Sensor Management Service bereitgestellt.A further aspect of the invention provides a system for data processing, in particular for monitoring the functionality of a sensor. The system comprises at least one control device which is designed to carry out the method according to the invention. For example, the system, also referred to as a monitoring system, is provided as a Central Sensor Management Service.

Das Steuergerät kann eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Prozessorschaltung der Prozessoreinrichtung kann z.B. zumindest eine Schaltungsplatine und/oder zumindest ein SoC (System on Chip) aufweisen.The control unit can have a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code that is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device. The processor circuit of the processor device can, for example, have at least one circuit board and/or at least one SoC (System on Chip).

Der Begriff Service kann im Allgemeinen eine technische, vorzugsweise autarke Einheit, beschreiben, die zusammenhängende Funktionalitäten zu einem Themenkomplex bündelt und über eine definierte Schnittstelle zur Verfügung stellt.The term service can generally describe a technical, preferably self-sufficient unit that bundles related functionalities into a complex of topics and makes them available via a defined interface.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the system according to the invention which have features as have already been described in connection with the further developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding further developments of the system according to the invention are not described again here.

Durch einen weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Kraftfahrzeug umfasst insbesondere das erfindungsgemäße System zur Datenverarbeitung.A further aspect of the invention provides a motor vehicle. The motor vehicle comprises in particular the data processing system according to the invention.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Programmcode, der bei der Ausführung durch eine Prozessorschaltung eines Computers oder eines Computerverbunds diese veranlasst, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nichtflüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) bereitgestellt sein. Das Speichermedium kann in der Prozessorschaltung in deren Datenspeicher angeordnet sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server im Internet betrieben sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Der Programmcode können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) und/oder als Programmskript (z.B. Python) bereitgestellt sein.As a further solution, the invention also comprises a computer-readable storage medium comprising program code which, when executed by a processor circuit of a computer or a computer network, causes it to execute an embodiment of the inventive method. drive. The storage medium can, for example, be provided at least partially as a non-volatile data memory (e.g. as a flash memory and/or as an SSD - solid state drive) and/or at least partially as a volatile data memory (e.g. as a RAM - random access memory). The storage medium can be arranged in the processor circuit in its data memory. The storage medium can, however, also be operated, for example, as a so-called app store server on the Internet. The computer or computer network can provide a processor circuit with at least one microprocessor. The program code can be provided as binary code or assembler and/or as source code of a programming language (e.g. C) and/or as a program script (e.g. Python).

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments have not been described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

• 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems zur Datenverarbeitung, welches mit Dienste und Sensoren verbunden ist;
• 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
• 3 eine Ablaufdiagramm eines maschinellen Lernens eines erwarteten Energieverbrauchs und/oder einer erwarteten Sensordatenrate;
• 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges.

Exemplary embodiments of the invention are described below.

• 1 a schematic representation of an embodiment of a system for data processing according to the invention, which is connected to services and sensors;
• 2 a flow chart of an embodiment of a method according to the invention;
• 3 a flowchart of machine learning of an expected energy consumption and/or an expected sensor data rate;
• 4 a schematic representation of an embodiment of a motor vehicle according to the invention.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure should also include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by other features of the invention already described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols designate functionally identical elements.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 5 zur Datenverarbeitung, insbesondere zur Überwachung einer Funktionstüchtigkeit von Sensoren 1, 2. Das System 5, nachfolgend auch als Überwachungssystem 5 bezeichnet, kann beispielsweise als Central Sensor Management Service (CSMS) 5 in einem Kraftfahrzeug 22 bereitgestellt sein. Über Datenkanäle, welche durch Pfeile dargestellt werden, kann in diesem Ausführungsbeispiel das System 5 mit mehreren Sensoren 1, 2 und mehreren Diensten 3, 4 verbunden sein. Ebenso kann ein Energie- und Datenverwaltungseinheit 6 vorgesehen sein, welche über Datenkanäle mit den Sensoren 1, 2, den Diensten 3, 4 und dem System 5 direkt oder indirekt verbunden sein kann. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a system 5 according to the invention for data processing, in particular for monitoring the functionality of sensors 1, 2. The system 5, also referred to below as monitoring system 5, can be provided, for example, as a Central Sensor Management Service (CSMS) 5 in a motor vehicle 22. In this embodiment, the system 5 can be connected to several sensors 1, 2 and several services 3, 4 via data channels, which are represented by arrows. An energy and data management unit 6 can also be provided, which can be connected directly or indirectly to the sensors 1, 2, the services 3, 4 and the system 5 via data channels.

In einem Ausführungsbeispiel kann der CSMS 5 dazu ausgebildet sein, zentral die Sensoren 1, 2, sowie die Einheit 6 basierend auf Anfragen von Abonnements der Dienste 3, 4 zu konfigurieren. Darüber hinaus kann der CSMS 5 dazu ausgebildet sein, eine Reihe von weiteren Aufgaben auszuführen, insbesondere die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.In one embodiment, the CSMS 5 can be designed to centrally configure the sensors 1, 2 and the unit 6 based on requests for subscriptions to the services 3, 4. In addition, the CSMS 5 can be designed to carry out a series of further tasks, in particular the steps of the method according to the invention.

Die Energie- und Datenverwaltungseinheit 6 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, basierend auf deren Konfiguration die Sensoren 1, 2 mit Energie zu versorgen, Sensordaten 9, 10, welche die Sensoren 1, 2 erzeugen, zu empfangen und an die Dienste 3, 4 weiterzuleiten, sowie einen Energieverbrauch 11 und/oder eine Sensordatenrate 12 der konfigurierten Sensoren 1, 2 zu messen, und diese an den CSMS 5 zu übermitteln.The energy and data management unit 6 can, for example, be designed to supply the sensors 1, 2 with energy based on their configuration, to receive sensor data 9, 10 generated by the sensors 1, 2 and to forward them to the services 3, 4, and to measure an energy consumption 11 and/or a sensor data rate 12 of the configured sensors 1, 2 and to transmit them to the CSMS 5.

Der Sensor 1, 2 kann beispielsweise als optischer Sensor ausgebildet sein, welcher Bilddaten als Sensordaten erzeugt, welche beispielsweise ein Umfeld des Kraftfahrzeuges 22 abbilden. Der Dienst 3, 4, der die Bilddaten anfordert, kann beispielsweise die Funktionalität zum Ausgeben der Bilddaten auf einem Bildschirm des Kraftfahrzeuges 22 aufweisen.The sensor 1, 2 can be designed, for example, as an optical sensor, which generates image data as sensor data, which, for example, depicts an environment of the motor vehicle 22. The service 3, 4, which requests the image data, can, for example, have the functionality to output the image data on a screen of the motor vehicle 22.

In der 2 ist ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die folgende Beschreibung bezieht sich sowohl auf 1 als auch auf 2.In the 2 a flow chart of an embodiment of a method according to the invention is shown. The following description refers to both 1 as well as on 2 .

In einem optionalen Verfahrensschritt S1 zunächst eine Voranfrage 19 des Dienstes 3 und/oder eine Voranfrage 20 des Dienstes 4 nach dem erwarteten Energieverbrauch 13 bezüglich der jeweiligen einen Anfrage 7, 8 durch das CSMS 5 über einen entsprechenden Datenkanal empfangen werden.In an optional method step S1, first a preliminary request 19 of the service 3 and/or a preliminary request 20 of the service 4 for the expected energy consumption 13 with respect to the respective request 7, 8 are received by the CSMS 5 via a corresponding data channel.

In einem optionalen Schritt S2 kann der CSMS 5, der Zugriff auf Informationen über den angefragten, erwarteten Energieverbrauch 13 hat, diese an den jeweiligen Dienst 3, 4 über einen entsprechenden Datenkanal senden.In an optional step S2, the CSMS 5, which has access to information about the requested, expected energy consumption 13, can send this to the respective service 3, 4 via a corresponding data channel.

In einem Ausführungsbeispiel kann es vorgesehen sein, dass die folgenden Schritte lediglich dann erfolgen, wenn der erwartete Energieverbrauch 13 geringer ist als ein vorgegebener Energieverbrauchsgrenzwert.In one embodiment, it may be provided that the following steps only take place if the expected energy consumption 13 is lower than a predetermined energy consumption limit.

In einem Schritt S3 kann mittels des CSMS 5 die Anfrage 7 des Dienstes 3 und/oder die Anfrage 8 des Dienstes 4 nach Sensordaten 9, 10 des Sensors 1, 2 empfangen werden, wobei die Anfragen 7, 8 durch die Dienste 3, 4 initiiert sein können. Insbesondere können mit einer Anfrage 7 oder Anfrage 8 mehrere Sensordaten 9, 10 mehrerer Sensoren 1, 2 angefragt werden. Die Anzahl ist hierbei nicht auf die gezeigten zwei Sensoren 1, 2 beschränkt.In a step S3, the request 7 of the service 3 and/or the request 8 of the service 4 for sensor data 9, 10 of the sensor 1, 2 can be received by means of the CSMS 5, wherein the requests 7, 8 can be initiated by the services 3, 4. In particular, a request 7 or request 8 can be used to request multiple sensor data 9, 10 of multiple sensors 1, 2. The number is not limited to the two sensors 1, 2 shown.

In einem Schritt S4 können die Sensors 1, 2 abhängig von der zumindest einen Anfrage 7, 8 des zumindest einen Dienstes 3, 4 über einen entsprechenden Datenkanal konfiguriert werden. Ebenfalls kann vorzugsweise die Energie- und Datenverwaltungseinheit 6 abhängig von der zumindest einen Anfrage 7, 8 des zumindest einen Dienstes 3, 4 über einen entsprechenden Datenkanal konfiguriert werden.In a step S4, the sensors 1, 2 can be configured via a corresponding data channel depending on the at least one request 7, 8 of the at least one service 3, 4. Likewise, the energy and data management unit 6 can preferably be configured via a corresponding data channel depending on the at least one request 7, 8 of the at least one service 3, 4.

In einem Schritt S5 kann es vorgesehen sein, dass abhängig von der Konfiguration durch den CSMS 5 die Sensoren 1, 2 die Sensordaten 9, 10 erzeugen und über einen entsprechenden Datenkanal an die Energie- und Datenverwaltungseinheit 6 übermittelt werden. Die Sensordaten 9, 10 können dann mittels der Einheit 6 gemäß der Anfragen 9, 10 an die Dienste 3, 4 über entsprechende Datenkanäle gesendet werden. Beispielsweise kann die Einheit 6 oder der CSMS 5 oder eine zu diesen externe Einheit eine Speichereinheit 21 aufweisen, welche die Sensordaten 9, 10 zwischenspeichern kann.In a step S5, it can be provided that, depending on the configuration by the CSMS 5, the sensors 1, 2 generate the sensor data 9, 10 and transmit them to the energy and data management unit 6 via a corresponding data channel. The sensor data 9, 10 can then be sent by the unit 6 according to the requests 9, 10 to the services 3, 4 via corresponding data channels. For example, the unit 6 or the CSMS 5 or a unit external to them can have a storage unit 21 which can temporarily store the sensor data 9, 10.

In einem Schritt S6 kann es vorgesehen sein, dass die Energie- und Datenverwaltungseinheit 6 den entsprechend zugehörigen Energieverbrauch 11 und/oder die Sensordatenrate 11 (der jeweiligen Sensordaten 9, 10) der konfigurierten Sensoren 1, 2 misst und an den CSMS 5 bereitstellt. Insbesondere kann hierdurch der Energieverbrauch 11 und/oder die Sensordatenrate 11 (der jeweiligen Sensordaten 9, 10) der konfigurierten Sensoren 1, 2 erfasst werden.In a step S6, it can be provided that the energy and data management unit 6 measures the corresponding associated energy consumption 11 and/or the sensor data rate 11 (of the respective sensor data 9, 10) of the configured sensors 1, 2 and provides it to the CSMS 5. In particular, the energy consumption 11 and/or the sensor data rate 11 (of the respective sensor data 9, 10) of the configured sensors 1, 2 can be recorded in this way.

In einem Schritt S10 kann es vorgesehen sein, dass mittels des CSMS 5 ein von der zumindest einen Anfrage 7, 8 abhängigen, erwarteten Energieverbrauch 13 und/oder einer von der zumindest einen Anfrage 7, 8 abhängigen, erwarteten Sensordatenrate 14 des Sensors 1, 2 bestimmt wird. In einem Ausführungsbeispiel kann es vorgesehen sein, dass der erwartete Energieverbrauch 13 und/oder die erwartete Sensordatenrate 14 bestimmt wird, indem die zumindest eine empfangene Anfrage 7, 8 einem vorbestimmten Anfragemuster zugeordnet wird, wobei zu dem Anfragemuster der erwartete Energieverbrauch 13 und/oder die erwartete Sensordatenrate 14, insbesondere bereits vorbestimmt, zugeordnet ist. Insbesondere kann die Zuordnung des erwarteten Energieverbrauchs 13 und/oder der erwarteten Sensordatenrate 14 zu dem Anfragemuster maschinell erlernt werden. Dies wird näher in der Beschreibung zu der 3 erläutert.In a step S10, it can be provided that an expected energy consumption 13 dependent on the at least one request 7, 8 and/or an expected sensor data rate 14 of the sensor 1, 2 dependent on the at least one request 7, 8 is determined by means of the CSMS 5. In one embodiment, it can be provided that the expected energy consumption 13 and/or the expected sensor data rate 14 is determined by assigning the at least one received request 7, 8 to a predetermined request pattern, wherein the expected energy consumption 13 and/or the expected sensor data rate 14 is assigned to the request pattern, in particular already predetermined. In particular, the assignment of the expected energy consumption 13 and/or the expected sensor data rate 14 to the request pattern can be learned by machine. This is explained in more detail in the description of the 3 explained.

In einem Schritt S7 kann es vorgesehen sein, dass ein Wert 15 eines Konfidenzparameters als Indikator für die Funktionstüchtigkeit des Sensors 1 und/oder ein Wert 16 eines Konfidenzparameters als Indikator für die Funktionstüchtigkeit des Sensors 2 mittels dem CSMS 5, insbesondere durch eine Recheneinheit des CSMS 5, bestimmt wird, basierend auf einer Abweichung des erfassten Energieverbrauchs 11 von dem erwarteten Energieverbrauch 13 und/oder der erfassten Sensordatenrate 12 von der erwarteten Sensordatenrate 14. Lediglich beispielsweise kann der Konfidenzwert 15 an den Dienst 3 und der Konfidenzwert 16 an den Dienst 4 über einen entsprechenden Datenkanal übermittelt werden. Insbesondere können diejenigen Konfidenzwerte 15, 16 der Sensoren 1, 2 an einen jeweiligen Dienst 3, 4 gesendet werden, dessen Sensordaten 9, 10 der jeweilige Dienst 3, 4 angefragt hat.In a step S7, it can be provided that a value 15 of a confidence parameter as an indicator of the functionality of the sensor 1 and/or a value 16 of a confidence parameter as an indicator of the functionality of the sensor 2 is determined by means of the CSMS 5, in particular by a computing unit of the CSMS 5, based on a deviation of the recorded energy consumption 11 from the expected energy consumption 13 and/or the recorded sensor data rate 12 from the expected sensor data rate 14. For example, the confidence value 15 can be transmitted to the service 3 and the confidence value 16 to the service 4 via a corresponding data channel. In particular, those confidence values 15, 16 of the sensors 1, 2 can be sent to a respective service 3, 4 whose sensor data 9, 10 the respective service 3, 4 has requested.

3 zeigt eine Ablaufdiagramm eines maschinellen Lernens eines erwarteten Energieverbrauchs und/oder einer erwarteten Sensordatenrate. Die Schritte S3 bis S5 können insbesondere den Schritte des in 3 gezeigten Verfahren entsprechen. 3 shows a flow chart of machine learning of an expected energy consumption and/or an expected sensor data rate. The steps S3 to S5 can in particular correspond to the steps of the 3 procedures shown.

In einem Schritt S9 kann mittels dem Dienst 3, 4 ein Feedback 17, 18 darüber erzeugt werden, ob die empfangenen Sensordaten 9, 10 des konfigurierten Sensors 1, 2 korrekt sind. Dieses Feedback 17, 18 kann über einen entsprechenden Datenkanal an den CSMS 5 übermittelt werden.In a step S9, the service 3, 4 can generate feedback 17, 18 as to whether the received sensor data 9, 10 of the configured sensor 1, 2 are correct. This feedback 17, 18 can be transmitted to the CSMS 5 via a corresponding data channel.

Falls gemäß dem Feedback 17, 18 die Sensordaten 9, 10 korrekt sind, kann mittels dem CSMS 5 gemäß dem Schritt S10 dem Anfragemuster der erfasste Energieverbrauch 11 als erwarteter Energieverbrauch 13 und/oder die erfasste Sensordatenrate 12 als erwartete Sensordatenrate 14 auf geeignete Weise zugeordnet werden.If the sensor data 9, 10 are correct according to the feedback 17, 18, the CSMS 5 can assign the detected energy consumption 11 as the expected energy consumption 13 and/or the detected sensor data rate 12 as the expected sensor data rate 14 to the request pattern in a suitable manner according to step S10.

Somit können die erwarteten Spezifikationsdaten 13, 14 zu dem Anfragemuster maschinell erlernet werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die erwarteten Spezifikationsdaten 13, 14 durch verstärkendes Lernen (engl. reinforcement learning, RL) erlernt werden. Insbesondere können die bereits vorhandenen, zugeordneten, erwarteten Spezifikationsdaten 13, 14 durch die empfangenen Spezifikationsdaten 11, 12 korrekter Sensordaten 9, 10 basierend auf einer vorgegebenen Anpassungsvorschrift anpassbar sein. Insbesondere können somit die erwarteten Spezifikationsdaten 13, 14 in einem laufenden Betrieb des Überwachungssystem weiter verbessert werden. Insbesondere kann das Überwachungssystem 5 von Grund auf die erwarteten Spezifikationsdaten 13, 14 durch die empfangenen Spezifikationsdaten 11, 12 korrekter Sensordaten 9, 10 erlernen. Insbesondere kann es dadurch ermöglicht sein, dass das Verfahren bzw. das Überwachungssystem 5 auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten verwendet werden kann, wobei die erwarteten Spezifikationsdaten 13, 14 im laufenden Betrieb ermittelt und durch Anpassung immer weiter verbessert werden.Thus, the expected specification data 13, 14 for the query pattern can be learned by machine. In particular, it can be provided that that the expected specification data 13, 14 are learned through reinforcement learning (RL). In particular, the already existing, assigned, expected specification data 13, 14 can be adapted by the received specification data 11, 12 of correct sensor data 9, 10 based on a predetermined adaptation rule. In particular, the expected specification data 13, 14 can thus be further improved during ongoing operation of the monitoring system. In particular, the monitoring system 5 can learn the expected specification data 13, 14 from scratch using the received specification data 11, 12 of correct sensor data 9, 10. In particular, this can make it possible for the method or the monitoring system 5 to be used in a variety of different applications, with the expected specification data 13, 14 being determined during ongoing operation and continually improved through adaptation.

In 4 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges 22 gezeigt. Das Kraftfahrzeug 22 kann insbesondere das erfindungsgemäße System 5 umfassen.In 4 a schematic representation of an embodiment of a motor vehicle 22 according to the invention is shown. The motor vehicle 22 can in particular comprise the system 5 according to the invention.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie ein zentraler Sensordienst zur Überwachung und energiebewusstes Rechnen, auch als System 5 bezeichnet, bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how a central sensor service for monitoring and energy-aware computing, also known as System 5, can be provided.

In einem Kraftfahrzeug laufende Dienste können Sensordatenkanäle abonnieren, indem sie sich an einen zentralen Sensorverwaltungsdienst (CSMS) 5 wenden. Der CSMS kann die einzelnen Sensoren und die Energie- und Datenverwaltungseinheit entsprechend den Abonnements konfigurieren. Er kann sich auch um die Messung des Energieverbrauchs und/oder der Sensordatenraten der einzelnen Sensoren kümmern. Auf der Grundlage von Feedbacks der Dienste, wenn die Sensordaten korrekt sind (Reinforcement Learning), kann der CSMS die normalen Bereiche des Stromverbrauchs und der Datenraten für jeden Sensor in Bezug auf ein Anfragemuster von den Diensten lernen.Services running in a motor vehicle can subscribe to sensor data channels by contacting a central sensor management service (CSMS) 5 . The CSMS can configure the individual sensors and the energy and data management unit according to the subscriptions. It can also take care of measuring the energy consumption and/or sensor data rates of the individual sensors. Based on feedback from the services when the sensor data is correct (reinforcement learning), the CSMS can learn the normal ranges of power consumption and data rates for each sensor with respect to a request pattern from the services.

Wenn der Energieverbrauch und/oder die Sensordatenraten für einen Sensor auf der Grundlage der Anzahl der Dienste, die die Sensordaten abonniert haben, im normalen Bereich liegen, kann ein hoher Konfidenzwert an die angeschlossenen Dienste zurückgegeben werden. Wenn der Energieverbrauch und/oder die Sensordatenraten deutlich unter oder über den normalen Werten liegen, kann den Diensten ein niedriger Konfidenzwert für diesen Sensor zurückgegeben werden. If the power consumption and/or sensor data rates for a sensor are within the normal range based on the number of services that have subscribed to the sensor data, a high confidence score can be returned to the connected services. If the power consumption and/or sensor data rates are significantly below or above normal values, a low confidence score for that sensor can be returned to the services.

Die Dienste können den aktuellen Energieverbrauch für jeden der Sensoren, die sie abonniert haben, über das CSMS abrufen und während des Betriebs der Sensoren bewerten. Außerdem können sie einen potenziellen Stromverbrauch simulieren, indem sie die Sensoren nicht direkt über das CSMS aktivieren, sondern simulierte Energieverbrauchswerte und Sensordatenraten abfragen. Dies kann den Diensten helfen, energiebewusst zu werden und den Ressourcenverbrauch auf die für den Dienst relevanten Sensorkombinationen zu konzentrieren.Services can retrieve the current energy consumption for each of the sensors they have subscribed to via the CSMS and evaluate it while the sensors are running. They can also simulate potential energy consumption by not activating the sensors directly via the CSMS but by querying simulated energy consumption values and sensor data rates. This can help services become energy aware and focus resource consumption on the sensor combinations relevant to the service.

Insbesondere kann ein Stromverbrauchsmuster und damit verbundene Sensordatenraten von verschiedenen Sensoren mit Hilfe eines lernenden Systems überprüft werden, bei dem die Dienste, die die Sensordaten benötigen, dem CSMS ein Feedback über die Plausibilität der Sensordaten geben. Die Dienste können Konfidenzwerte zurückerhalten, die die Glaubwürdigkeit der Datenströme im Laufe der Zeit beschreiben.In particular, a power consumption pattern and associated sensor data rates from different sensors can be verified using a learning system, where the services requiring the sensor data provide feedback to the CSMS about the plausibility of the sensor data. The services can receive back confidence scores describing the credibility of the data streams over time.

Der Dienst kann simulieren, wie sich der Energieverbrauch entwickelt, wenn eine bestimmte Gruppe von Sensoren für ein Abonnement konfiguriert wird. Dies unterstützt energiebewusstes Rechnen und ermöglicht es, die Anzahl der Sensorkanäle auf der Grundlage des Energieverbrauchs zu minimieren.The service can simulate how energy consumption evolves when a specific group of sensors is configured for a subscription. This supports energy-aware computing and allows the number of sensor channels to be minimized based on energy consumption.

Über das CSMS verwenden alle Dienste eine zentrale Schnittstelle, um Sensoren zu konfigurieren (d. h. ob sie mit Strom versorgt werden und wenn ja, wie die Sensoren konfiguriert werden). Dies ermöglicht die Wiederverwendung von Daten für mehrere Dienste, indem sie zwischengespeichert werden.Through the CSMS, all services use a central interface to configure sensors (i.e. whether they are powered and if so, how to configure the sensors). This allows data to be reused across multiple services by caching it.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102017116196 A1 [0003]DE 102017116196 A1 [0003]
• US 20190378351 [0004]US20190378351 [0004]
• US 20210286923 A1 [0005]US 20210286923 A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zur Überwachung einer Funktionstüchtigkeit eines Sensors (1, 2), umfassend die Schritte: a) Empfangen zumindest einer Anfrage (7, 8) zumindest eines Dienstes (3, 4) nach Sensordaten (9, 10) des Sensors (1, 2); b) Konfigurieren des Sensors (1, 2) abhängig von der zumindest einen Anfrage (7, 8) des zumindest einen Dienstes (3, 4); c) Erfassen eines Energieverbrauchs (11) und/oder einer Sensordatenrate (12) des konfigurierten Sensors (1, 2); d) Bestimmen eines von der zumindest einen Anfrage (7, 8) abhängigen, erwarteten Energieverbrauchs (13) und/oder einer von der zumindest einen Anfrage (7, 8) abhängigen, erwarteten Sensordatenrate (14) des Sensors (1, 2); e) Bestimmen eines Wertes (15, 16) eines Konfidenzparameters als Indikator für die Funktionstüchtigkeit des Sensors (1, 2), basierend auf einer Abweichung des erfassten Energieverbrauchs (11) von dem erwarteten Energieverbrauch (13) und/oder der erfassten Sensordatenrate (12) von der erwarteten Sensordatenrate (14).Method for monitoring the functionality of a sensor (1, 2), comprising the steps: a) receiving at least one request (7, 8) from at least one service (3, 4) for sensor data (9, 10) of the sensor (1, 2); b) configuring the sensor (1, 2) depending on the at least one request (7, 8) from the at least one service (3, 4); c) detecting an energy consumption (11) and/or a sensor data rate (12) of the configured sensor (1, 2); d) determining an expected energy consumption (13) dependent on the at least one request (7, 8) and/or an expected sensor data rate (14) of the sensor (1, 2) dependent on the at least one request (7, 8); e) determining a value (15, 16) of a confidence parameter as an indicator of the functionality of the sensor (1, 2) based on a deviation of the detected energy consumption (11) from the expected energy consumption (13) and/or the detected sensor data rate (12) from the expected sensor data rate (14). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erwartete Energieverbrauch (13) und/oder die erwartete Sensordatenrate (14) bestimmt wird, indem die zumindest eine empfangene Anfrage (7, 8) einem vorbestimmten Anfragemuster zugeordnet wird, wobei zu dem Anfragemuster der erwartete Energieverbrauch (13) und/oder die erwartete Sensordatenrate (14) zugeordnet ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the expected energy consumption (13) and/or the expected sensor data rate (14) is determined by assigning the at least one received request (7, 8) to a predetermined request pattern, wherein the expected energy consumption (13) and/or the expected sensor data rate (14) is assigned to the request pattern. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung des erwarteten Energieverbrauchs (13) und/oder der erwarteten Sensordatenrate (14) zu dem Anfragemuster maschinell erlernt wird, indem ein Feedback (17, 18) des zumindest einen Dienstes (3, 4) darüber empfangen wird, ob die empfangenen Sensordaten (9, 10) des konfigurierten Sensors (1, 2) korrekt sind, woraufhin basierend auf dem Feedback (17, 18) dem Anfragemuster der erfasste Energieverbrauch (11) als erwarteter Energieverbrauch (13) und/oder die erfasste Sensordatenrate (12) als erwartete Sensordatenrate (14) zugeordnet wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the assignment of the expected energy consumption (13) and/or the expected sensor data rate (14) to the request pattern is machine-learned by receiving feedback (17, 18) from the at least one service (3, 4) as to whether the received sensor data (9, 10) of the configured sensor (1, 2) is correct, whereupon, based on the feedback (17, 18), the detected energy consumption (11) is assigned to the request pattern as the expected energy consumption (13) and/or the detected sensor data rate (12) is assigned as the expected sensor data rate (14). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Anfragemustern basierend auf einer Klassifizierung einer Vielzahl von empfangener Anfragen (7, 8) einer Vielzahl von Diensten (3, 4) nach Sensordaten des Sensors (1, 2) vorbestimmt werden, insbesondere mittels maschinellem Lernen.Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that a plurality of request patterns are predetermined based on a classification of a plurality of received requests (7, 8) of a plurality of services (3, 4) according to sensor data of the sensor (1, 2), in particular by means of machine learning. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erwartete Energieverbrauch (13) und/oder die erwartete Sensordatenrate (14) einen Normalbereich umfasst, wobei ein hoher Wert (15, 16) für den Konfidenzparameter bestimmt wird, wenn der erfasste Energieverbrauch (11) und/oder die erfassten Sensordatenrate (12) innerhalb des Normalbereiches liegt, oder ein niedriger Wert (15, 16) für den Konfidenzparameter bestimmt wird, wenn der erfasste Energieverbrauch und/oder die erfassten Sensordatenrate außerhalb des Normalbereiches liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the expected energy consumption (13) and/or the expected sensor data rate (14) comprises a normal range, wherein a high value (15, 16) is determined for the confidence parameter if the detected energy consumption (11) and/or the detected sensor data rate (12) is within the normal range, or a low value (15, 16) is determined for the confidence parameter if the detected energy consumption and/or the detected sensor data rate is outside the normal range. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Voranfrage (19, 20) des zumindest eines Dienstes (3, 4) nach dem erwarteten Energieverbrauch (13) bezüglich der zumindest einen Anfrage (7, 8) empfangen wird, wobei die zumindest einer Anfrage (7, 8) zumindest eines Dienstes (3, 4) nach Sensordaten (9, 10) des Sensors (1, 2) nur dann empfangen wird, wenn der erwartete Energieverbrauch (13) geringer ist als ein vorgegebener Energieverbrauchsgrenzwert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that first a preliminary request (19, 20) of the at least one service (3, 4) for the expected energy consumption (13) with respect to the at least one request (7, 8) is received, wherein the at least one request (7, 8) of at least one service (3, 4) for sensor data (9, 10) of the sensor (1, 2) is only received if the expected energy consumption (13) is less than a predetermined energy consumption limit value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Energieverbrauch (11) und/oder die jeweilige Sensordatenrate (12) einer Vielzahl von konfigurierten Sensoren (1, 2) zentral erfasst und der jeweilige, erwartete Energieverbrauch (13) und/oder die jeweilige, erwartete Sensordatenrate (14) zentral bestimmt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the respective energy consumption (11) and/or the respective sensor data rate (12) of a plurality of configured sensors (1, 2) are recorded centrally and the respective expected energy consumption (13) and/or the respective expected sensor data rate (14) are determined centrally. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Sensordaten der Vielzahl von konfigurierten Sensoren (1, 2) für einen vorgegebenen Zeitraum zentral zwischengespeichert werden, wobei der Sensor (1, 2) abhängig von der zumindest einen Anfrage (7, 8) des zumindest einen Dienstes (3, 4) nur dann konfiguriert wird, wenn die angefragten Sensordaten (9, 10) noch nicht zwischengespeichert sind oder wenn die angefragten Sensordaten (9, 10) nicht aus den zwischengespeicherten Sensordaten interpoliert oder extrapoliert werden können.Procedure according to Claim 7 , characterized in that sensor data of the plurality of configured sensors (1, 2) are centrally cached for a predetermined period of time, wherein the sensor (1, 2) is configured depending on the at least one request (7, 8) of the at least one service (3, 4) only if the requested sensor data (9, 10) have not yet been cached or if the requested sensor data (9, 10) cannot be interpolated or extrapolated from the cached sensor data. System (5) zur Datenverarbeitung, umfassend zumindest ein Steuergerät zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.System (5) for data processing, comprising at least one control device for carrying out the method according to one of the Claims 1 until 8th . Kraftfahrzeug (22), umfassend ein System (5) zur Datenverarbeitung nach Anspruch 9.Motor vehicle (22), comprising a system (5) for data processing according to Claim 9 .

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