DE102022119711A1 - Method, system and computer program product for checking data sets for testing and training a driver assistance system (ADAS) and/or an automated driving system (ADS) - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung von Datensätzen (320) für das Testen und Trainieren eines Fahrerassistenzsystems (ADAS) und/oder eines automatisierten Fahrsystems (ADS) und/oder einer Fahrfunktion in zumindest einem Szenario (SZi) hinsichtlich der Vollständigkeit von relevanten Szenarien (SZi), umfassend:
- Erfassen von Sensordaten (220) durch Sensoren (210) zumindest einer Sensoreinrichtung (200), die mit zumindest einem sich bewegenden Objekt (10) verbunden ist, beim Befahren einer oder mehrerer Fahrstrecken;
- Generieren einer Mehrzahl von Datensätzen (320) zumindest aus den Sensordaten (220) von einem Eingabemodul (300);
- Identifizieren und Klassifizieren von parametrisierten Szenarien (SZpi) aus den Datensätzen (320) von einem Szenarien-Analysemodul (400);
- Identifizieren und Klassifizieren von konkreten Szenarioparametern (Pci) aus den Datensätzen (320) und/oder Sensordaten (220) von einem Parameter-Analysemodul (500);
- Erstellen einer Daten-Repräsentation für die konkreten Szenarioparameter (Pci) und für die parametrisierten Szenarien (SZpi) jeweils in Form zumindest eines Vektors in einem latenten Vektorraum (570);
- Durchführen einer Vektorraumanalyse und Generieren von Ausgabeergebnissen (770) aus der Vektorraumanalyse, insbesondere in Form von Diagrammen, Tabellen, Graphiken.
The invention relates to a method for checking data sets (320) for testing and training a driver assistance system (ADAS) and/or an automated driving system (ADS) and/or a driving function in at least one scenario (SZ i ) with regard to the completeness of relevant scenarios (SZ i ), comprising:
- Acquiring sensor data (220) by sensors (210) of at least one sensor device (200), which is connected to at least one moving object (10), when driving on one or more routes;
- Generating a plurality of data sets (320) at least from the sensor data (220) from an input module (300);
- Identifying and classifying parameterized scenarios (SZp i ) from the data sets (320) by a scenario analysis module (400);
- Identifying and classifying specific scenario parameters (Pc i ) from the data sets (320) and/or sensor data (220) from a parameter analysis module (500);
- Creating a data representation for the concrete scenario parameters (Pc i ) and for the parameterized scenarios (SZp i ), each in the form of at least one vector in a latent vector space (570);
- Carrying out a vector space analysis and generating output results (770) from the vector space analysis, especially in the form of diagrams, tables, graphics.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein System und ein Computerprogrammprodukt zur Überprüfung von ein oder mehreren Datensätzen zum Testen und Trainieren eines Fahrerassistenzsystems (ADAS) und/oder eines automatisierten Fahrsystems (ADS) und/oder einer Fahrfunktion.The invention relates to a method, a system and a computer program product for checking one or more data sets for testing and training a driver assistance system (ADAS) and/or an automated driving system (ADS) and/or a driving function.
Moderne Fahrzeuge sind mit einer Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen bzw. automatisierten Fahrerassistenzfunktionen ausgestattet, um den Fahrer beim Fahren zu unterstützen und seine Sicherheit zu erhöhen. Fahrerassistenzsysteme unterstützen beispielsweise die Geschwindigkeits- und Abstandsregelung und beinhalten Spurhalte- und Spurwechselfunktionen. Hierbei kann eine bestimmte maximale Geschwindigkeit eingestellt werden, die nicht überschritten wird, solange die Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion aktiviert ist. Für die Abstandsregelung, bei der ein bestimmter Abstand insbesondere zu einem vorausfahrenden Fahrzeug eingestellt wird, werden Radarsensoren, aber auch Kamerasysteme eingesetzt. Hierdurch kann der Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen, aber auch zu Fahrzeugen im Seitenbereich überwacht werden. Dies führt zu einem verbesserten Fahrkomfort und einer höheren Sicherheit insbesondere bei Fahrten auf der Autobahn und bei Überholmanövern.Modern vehicles are equipped with a variety of driver assistance systems or automated driver assistance functions to support the driver while driving and increase his safety. Driver assistance systems, for example, support speed and distance control and include lane keeping and lane changing functions. A specific maximum speed can be set, which will not be exceeded as long as the speed limit function is activated. Radar sensors and also camera systems are used for distance control, in which a certain distance is set, particularly to a vehicle in front. This allows the distance to vehicles in front, but also to vehicles in the side area, to be monitored. This leads to improved driving comfort and greater safety, especially when driving on the motorway and during overtaking maneuvers.
Dieser Trend zu Fahrerassistenzsystemen (engl. Advanced Driver Assistance System, ADAS) und automatisierten Fahrsystemen (engl. Automated Driving System, ADS) bei Kraftfahrzeugen, aber auch bei Luftfahrzeugen oder Wasserfahrzeugen und anderen sich bewegenden Objekten, erfordert umfangreiche Absicherungsstrategien, da die Verantwortung über die Fahrzeugführung nicht mehr uneingeschränkt beim Fahrer liegt, sondern aktive Funktionen von Rechnereinheiten im Fahrzeug übernommen werden. Daher muss bei vollkommen oder teilweise sich autonom bewegenden Objekten sichergestellt werden, dass diese Systeme eine sehr geringere Fehlerrate beim Fahrverhalten aufweisen. Um eine sichere Funktionsfähigkeit eines ADAS/ADS-Systems zu gewährleisten, sind die Erkennung und Klassifizierung von anderen Objekten und die Interpretation von Verkehrsszenarien im Umfeld eines sich bewegenden Objekts, insbesondere eines Fahrzeugs, wichtige Voraussetzungen. Hierfür ist das gezielte Testen und Trainieren der Fahrerassistenzsysteme und automatisierten Fahrsysteme sowohl in Extrem- und Ausnahmesituationen (engl. Corner Cases) als auch in alltäglichen Situationen erforderlich. Derartige Extremsituationen ergeben sich durch eine besondere Kombination von verschiedenen Faktoren. Beispiele hierfür sind infrastrukturelle Besonderheiten wie beispielsweise der Straßentyp, die Randbebauung an einer Straße, die Qualität der Markierungen aber auch Umgebungsbedingungen wie beispielsweise Witterungsbedingungen, die Tages- und die Jahreszeit. Des Weiteren spielen das Verhalten der anderen Verkehrsteilnehmer, die geographische Topographie und die Wetterverhältnisse eine große Rolle.This trend towards driver assistance systems (Advanced Driver Assistance System, ADAS) and automated driving systems (ADS) in motor vehicles, but also in aircraft or watercraft and other moving objects, requires extensive security strategies, as the responsibility for the Vehicle control is no longer entirely the responsibility of the driver, but active functions are taken over by computer units in the vehicle. Therefore, for objects that move completely or partially autonomously, it must be ensured that these systems have a very low error rate in driving behavior. In order to ensure the safe functionality of an ADAS/ADS system, the detection and classification of other objects and the interpretation of traffic scenarios in the vicinity of a moving object, especially a vehicle, are important prerequisites. This requires targeted testing and training of driver assistance systems and automated driving systems both in extreme and exceptional situations (corner cases) as well as in everyday situations. Such extreme situations arise from a special combination of different factors. Examples of this are infrastructural features such as the type of road, the development on the edge of a road, the quality of the markings but also environmental conditions such as weather conditions, the time of day and the season. The behavior of other road users, the geographical topography and the weather conditions also play a major role.
Mit zunehmender Leistungsfähigkeit von ADAS/ADS-Systemen steigt allerdings auch die Anzahl der Fahrszenarien, die von den ADAS/ADS-Systemen im Straßenverkehr bewältigt werden müssen. Für die Sicherstellung eines sicheren, komfortablen und effizienten Verhaltens eines ADAS/ADS-Systems ist insbesondere das Trainieren der auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmen eines ADAS/ADS-Systems ein wichtiger Baustein. Allerdings ist es für das Testen und Trainieren eines ADAS/ADS-Systems bzw. einer Fahrfunktion erforderlich, dass alle relevanten Szenarien in einem Trainingsdatensatz vollständig enthalten sind, denn nur mit einem vollständigen Datensatz kann das ADAS/ADS-System umfassend trainiert werden. Hierdurch kann ausgeschlossen werden, dass beim Einsatz des ADAS/ADS-Systems im realen Straßenverkehr ein Szenario auftritt, das in den Trainingsdaten in dieser Form oder einer ähnlichen Form nicht vorhanden war und daher das ADAS/ADS-System nicht angemessen reagieren kann. Da die Leistungsfähigkeit und Performance eines ADAS/ADS-Systems von der Qualität der Trainingsdaten abhängt, ist daher eine Überprüfung bestehender Datensätze hinsichtlich der Vollständigkeit der enthaltenen unterschiedlichen Szenarien und damit ihrer Eignung, als Trainingsdatensätze eingesetzt werden zu können, eine wichtige Voraussetzung, um dieses Ziel zu erreichen.However, as the performance of ADAS/ADS systems increases, the number of driving scenarios that the ADAS/ADS systems have to handle in road traffic also increases. In order to ensure safe, comfortable and efficient behavior of an ADAS/ADS system, training the algorithms of an ADAS/ADS system based on artificial intelligence is an important component. However, in order to test and train an ADAS/ADS system or a driving function, it is necessary that all relevant scenarios are completely contained in a training data set, because the ADAS/ADS system can only be comprehensively trained with a complete data set. This makes it possible to rule out the possibility that when using the ADAS/ADS system in real road traffic, a scenario occurs that was not present in the training data in this form or a similar form and therefore the ADAS/ADS system cannot react appropriately. Since the capability and performance of an ADAS/ADS system depends on the quality of the training data, checking existing data sets with regard to the completeness of the different scenarios they contain and thus their suitability for use as training data sets is an important prerequisite for achieving this goal to reach.
Die
Die
Die
Die
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht nun darin, Möglichkeiten zur Überprüfung von ein oder mehreren Datensätzen für das Testen und Trainieren eines Fahrerassistenzsystems (ADAS) und/oder eines automatisierten Fahrsystems (ADS) oder einer Fahrfunktion auf Vollständigkeit hinsichtlich der enthaltenen unterschiedlichen Szenarien anzugeben, um die Sicherheit von ADAS/ADS-Systemen und/oder einer Fahrfunktion zu erhöhen.The object on which the invention is based is to provide options for checking one or more data sets for testing and training a driver assistance system (ADAS) and/or an automated driving system (ADS) or a driving function for completeness with regard to the different scenarios they contain, to increase the safety of ADAS/ADS systems and/or a driving function.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, hinsichtlich eines Systems durch die Merkmale des Patentanspruchs 9, und hinsichtlich eines Computerprogrammprodukts durch die Merkmale des Patentanspruchs 15 erfindungsgemäß gelöst. Die weiteren Ansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved according to the invention with regard to a method by the features of patent claim 1, with regard to a system by the features of patent claim 9, and with regard to a computer program product by the features of patent claim 15. The further claims relate to preferred embodiments of the invention.
Durch die vorliegende Erfindung werden bestehende Datensätze mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Szenarien dahingehend überprüft, ob ein Datensatz diejenigen relevanten Szenarien für das Testen und Trainieren eines auf Algorithmen der künstlichen Intelligenz beruhenden ADAS/ADS-Systems und/oder einer Fahrfunktion vollständig enthält, die für das Trainieren eines ADAS/ADS-Systems und/oder einer Fahrfunktion erforderlich sind. Durch die Auswahl eines vollständigen Trainingsdatensatzes kann die Sicherheit und Funktionsfähigkeit eines Fahrerassistenzsystems (ADAS) und/oder eines automatisierten Fahrsystems (ADS) und/oder einer Fahrfunktion für eine bestimmte Fahraufgabe deutlich verbessert werden.The present invention checks existing data sets with a variety of different scenarios to determine whether a data set completely contains those relevant scenarios for testing and training an ADAS/ADS system based on artificial intelligence algorithms and/or a driving function that is required for the Training an ADAS/ADS system and/or a driving function are required. By selecting a complete training data set, the safety and functionality of a driver assistance system (ADAS) and/or an automated driving system (ADS) and/or a driving function for a specific driving task can be significantly improved.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Überprüfung von ein oder mehreren Datensätzen für das Testen und Trainieren eines Fahrerassistenzsystems (ADAS) und/oder eines automatisierten Fahrsystems (ADS) und/oder einer Fahrfunktion in zumindest einem Szenario hinsichtlich der Vollständigkeit von relevanten Szenarien bereit. Ein Szenario stellt ein Verkehrsgeschehen in einer zeitlichen Sequenz dar und wird durch eine Auswahl von Szenarioparametern und zugehörigen Szenarioparameterwerten definiert, wobei bei einem parametrisierten Szenario die Szenarioparameter und zugehörigen Szenarioparameterwerte frei wählbar sind, und bei einem konkreten Szenario die konkreten Szenarioparameter und zugehörigen konkreten Szenarioparameterwerte festgelegt sind. Ein Datensatz enthält eine Vielzahl von Szenarien. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
- - Erfassen von Sensordaten durch Sensoren zumindest einer Sensoreinrichtung, die mit zumindest einem sich bewegenden Objekt verbunden ist, beim Befahren einer oder mehrerer Fahrstrecken, wobei die Sensoren die Sensordaten von der Umgebung des sich bewegenden Objekts aufnehmen;
- - Generieren einer Mehrzahl von Datensätzen zumindest aus den Sensordaten von einem Eingabemodul;
- - Identifizieren und Klassifizieren von parametrisierten Szenarien aus den Datensätzen von einem Szenarien-Analysemodul;
- - Identifizieren und Klassifizieren von konkreten Szenarioparametern aus den Datensätzen und/oder Sensordaten von einem Parameter-Analysemodul;
- - Erstellen einer Daten-Repräsentation für die konkreten Szenarioparameter in Form zumindest eines Vektors in einem latenten Vektorraum;
- - Erstellen einer Daten-Repräsentation für die parametrisierten Szenarien in Form zumindest eines Vektors in einem latenten Vektorraum;
- - Durchführen einer Vektorraumanalyse insbesondere mittels einer Clusteranalyse der parametrisierten Szenarien in dem Vektorraum in Bezug auf die konkreten Szenarioparameter;
- - Generieren und Ausgeben von Ausgabeergebnissen aus der Vektorraumanalyse, insbesondere in Form von Diagrammen, Tabellen, Graphiken.
- - Acquiring sensor data by sensors of at least one sensor device, which is connected to at least one moving object, when driving on one or more routes, the sensors recording the sensor data from the surroundings of the moving object;
- - Generating a plurality of data sets at least from the sensor data from an input module;
- - Identifying and classifying parameterized scenarios from the datasets from a scenario analysis module;
- - Identifying and classifying specific scenario parameters from the data sets and/or sensor data from a parameter analysis module;
- - Creating a data representation for the specific scenario parameters in the form of at least one vector in a latent vector space;
- - Creating a data representation for the parameterized scenarios in the form of at least one vector in a latent vector space;
- - Carrying out a vector space analysis, in particular by means of a cluster analysis of the parameterized scenarios in the vector space in relation to the specific scenario parameters;
- - Generate and output output results from vector space analysis, especially in the form of diagrams, tables, graphics.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die analysierten Datensätze aufgrund der Ausgabeergebnisse mit einem Eignungsindex hinsichtlich der Eignung als Trainingsdatensatz für das Testen und Trainieren eines ADAS/ADS-Systems und/oder einer Fahrfunktion versehen werden.In a further development it is provided that the analyzed data sets are provided with a suitability index based on the output results with regard to their suitability as a training data set for testing and training an ADAS/ADS system and/or a driving function.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Szenarien-Analysemodul eine Softwareapplikation umfasst, die Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz verwendet, wobei das Parameter-Analysemodul eine Softwareapplikation umfasst, die Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz verwendet; und wobei das Ausgabenmodul eine Softwareapplikation umfasst, die Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz verwendet.In an advantageous embodiment, it is provided that the scenario analysis module comprises a software application that uses calculation methods and/or artificial intelligence algorithms, wherein the parameter analysis module comprises a software application that uses calculation methods and/or artificial intelligence algorithms; and wherein the output module comprises a software application, the calculation methods and/or algorithms of artificial intelligence are used.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz als Mittelwerte, Minimal- und Maximalwerte, Lookup Tabellen, Modelle zu Erwartungswerten, lineare Regressionsverfahren, Gauß-Prozesse, Fast Fourier Transformationen, Integral- und Differentialrechnungen, Markov-Verfahren, Wahrscheinlichkeitsverfahren wie Monte Carlo-Verfahren, Temporal Difference Learning, erweiterte Kalman-Filter, radiale Basisfunktionen, Datenfelder, konvergente neuronale Netzwerke, tiefe neuronale Netzwerke, rückgekoppelte neuronale Netzwerke, und/oder gefaltete neuronale Netzwerke ausgebildet sind.In a further embodiment it is provided that the calculation methods and/or algorithms of artificial intelligence are used as mean values, minimum and maximum values, lookup tables, models for expected values, linear regression methods, Gaussian processes, fast Fourier transformations, integral and differential calculations, Markov Methods, probability methods such as Monte Carlo methods, temporal difference learning, extended Kalman filters, radial basis functions, data fields, convergent neural networks, deep neural networks, feedback neural networks, and / or folded neural networks are formed.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass ein Parameter eine physikalische Größe, eine chemische Größe, ein Drehmoment, eine Drehzahl, eine Spannung, eine Stromstärke, eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit, einen Bremswert, eine Richtung, einen Winkel, einen Radius, einen Ort, eine Zahl, ein bewegliches Objekt wie ein Kraftfahrzeug, eine Person oder einen Radfahrer, ein unbewegliches Objekt wie ein Gebäude oder einen Baum, eine Straßenkonfiguration wie eine Autobahn, ein Straßenschild, eine Ampel, einen Tunnel, einen Kreisverkehr, eine Abbiegespur, ein Verkehrsaufkommen, eine topographische Struktur wie eine Steigung, eine Uhrzeit, eine Temperatur, einen Niederschlagswert, eine Witterung und/oder eine Jahreszeit darstellt.It is advantageously provided that a parameter is a physical quantity, a chemical quantity, a torque, a speed, a voltage, a current, an acceleration, a speed, a braking value, a direction, an angle, a radius, a location, a number , a moving object such as a motor vehicle, a person or a cyclist, an immovable object such as a building or a tree, a road configuration such as a highway, a street sign, a traffic light, a tunnel, a roundabout, a turning lane, a traffic volume, a topographic Structure such as a slope, a time, a temperature, a precipitation value, a weather and/or a season.
Insbesondere sind die Sensoren als Radarsysteme, LIDAR-Systeme zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung, bildaufnehmende 2D/3D-Kameras im sichtbaren, IR- und/oder UV-Bereich, GPS-Systeme, Beschleunigungssensoren, Geschwindigkeitssensoren, kapazitive Sensoren, induktive Sensoren, Spannungssensoren, Drehmomentsensoren, Drehzahlsensoren, Niederschlagssensoren und/oder Temperatursensoren ausgebildet. in einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Szenarien-Analysemodul, das Parameter-Analysemodul und/oder das Ausgabemodul in einer Cloud-Computing-Infrastruktur integriert sind.In particular, the sensors are radar systems, LIDAR systems for optical distance and speed measurement, image-recording 2D/3D cameras in the visible, IR and/or UV range, GPS systems, acceleration sensors, speed sensors, capacitive sensors, inductive sensors, voltage sensors , torque sensors, speed sensors, precipitation sensors and / or temperature sensors. In a further embodiment it is provided that the scenario analysis module, the parameter analysis module and/or the output module are integrated in a cloud computing infrastructure.
Vorteilhafterweise ist/sind die Sensoreinrichtung und/oder das Eingabemodul mit Mobilfunkmodulen des 5G oder 6G-Mobifunkstandards zum Senden und Empfangen von Daten ausgestattet.Advantageously, the sensor device and/or the input module is/are equipped with mobile radio modules of the 5G or 6G mobile radio standard for sending and receiving data.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein System zur Überprüfung von ein oder mehreren Datensätzen für das Testen und Trainieren eines Fahrerassistenzsystems (ADAS) und/oder eines automatisierten Fahrsystems (ADS) und/oder einer Fahrfunktion in zumindest einem Szenario hinsichtlich der Vollständigkeit von relevanten Szenarien bereit. Ein Szenario stellt ein Verkehrsgeschehen in einer zeitlichen Sequenz dar und ist durch eine Auswahl von Szenarioparametern und zugehörigen Szenarioparameterwerten definiert, wobei bei einem parametrisierten Szenario die Szenarioparameter und zugehörigen Szenarioparameterwerte frei wählbar sind, und bei einem konkreten Szenario die konkreten Szenarioparameter und zugehörigen konkreten Szenarioparameterwerte festgelegt sind, Ein Datensatz enthält eine Vielzahl von Szenarien. Das System umfasst eine Sensoreinrichtung, ein Eingabemodul, ein Szenario-Analysemodul, ein Parameter-Analysemodul und ein Ausgabemodul. Das Eingabemodul ist ausgebildet, Sensordaten durch Sensoren zumindest einer Sensoreinrichtung, die mit zumindest einem sich bewegenden Objekt verbunden ist, beim Befahren einer oder mehrerer Fahrstrecken zu erfassen, wobei die Sensoren die Sensordaten von der Umgebung des sich bewegenden Objekts aufnehmen, und eine Mehrzahl von Datensätzen zumindest aus den Sensordaten zu generieren. Das Szenarien-Analysemodul ist ausgebildet, parametrisierte Szenarien aus den Datensätzen von einem Szenarien-Analysemodul zu identifizieren und zu klassifizieren. Das Parameter-Analysemodul ist ausgebildet, konkrete Szenarioparameter aus den Datensätzen und/oder Sensordaten zu identifizieren und zu klassifizieren. Das Parameter-Analysemodul ist ausgebildet, für die konkreten Szenarioparameter und für die parametrisierten Szenarien jeweils eine Daten-Repräsentation in Form zumindest eines Vektors in einem latenten Vektorraum zu erstellen, und eine Vektorraumanalyse insbesondere mittels einer Clusteranalyse der parametrisierten Szenarien in dem Vektorraum in Bezug auf die konkreten Szenarioparametern durchzuführen. Das Ausgabemodul ist ausgebildet, Ausgabeergebnissen aus der Vektorraumanalyse, insbesondere in Form von Diagrammen, Tabellen, Graphiken zu generieren und auszugeben.According to a second aspect, the invention provides a system for checking one or more data sets for testing and training a driver assistance system (ADAS) and/or an automated driving system (ADS) and/or a driving function in at least one scenario with regard to the completeness of relevant scenarios ready. A scenario represents a traffic event in a temporal sequence and is defined by a selection of scenario parameters and associated scenario parameter values, whereby in a parameterized scenario the scenario parameters and associated scenario parameter values are freely selectable, and in a specific scenario the specific scenario parameters and associated specific scenario parameter values are fixed , A data set contains a variety of scenarios. The system includes a sensor device, an input module, a scenario analysis module, a parameter analysis module and an output module. The input module is designed to record sensor data by sensors of at least one sensor device, which is connected to at least one moving object, when driving on one or more routes, the sensors recording the sensor data from the surroundings of the moving object, and a plurality of data sets at least to generate from the sensor data. The scenario analysis module is designed to identify and classify parameterized scenarios from the data sets from a scenario analysis module. The parameter analysis module is designed to identify and classify specific scenario parameters from the data sets and/or sensor data. The parameter analysis module is designed to create a data representation in the form of at least one vector in a latent vector space for the specific scenario parameters and for the parameterized scenarios, and to perform a vector space analysis in particular by means of a cluster analysis of the parameterized scenarios in the vector space with respect to the specific scenario parameters. The output module is designed to generate and output output results from the vector space analysis, in particular in the form of diagrams, tables, graphics.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die analysierten Datensätze aufgrund der Ausgabeergebnisse mit einem Eignungsindex hinsichtlich der Eignung als Trainingsdatensatz für das Testen und Trainieren eines ADAS/ADS-Systems und/oder einer Fahrfunktion versehen werden.In an advantageous embodiment it is provided that the analyzed data sets are provided with a suitability index based on the output results with regard to their suitability as a training data set for testing and training an ADAS/ADS system and/or a driving function.
In einer Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass das Szenarien-Analysemodul eine Softwareapplikation umfasst, die Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz verwendet, wobei das Parameter-Analysemodul eine Softwareapplikation umfasst, die Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz verwendet; und wobei das Ausgabenmodul eine Softwareapplikation umfasst, die Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz verwendet.In a further development, it is provided that the scenario analysis module comprises a software application that uses calculation methods and/or artificial intelligence algorithms, wherein the parameter analysis module comprises a software application that uses calculation methods and/or artificial intelligence algorithms; and wherein the output module includes a software application that calculates Artificial intelligence procedures and/or algorithms are used.
Vorteilhafterweise sind die Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen er künstlichen Intelligenz als Mittelwerte, Minimal- und Maximalwerte, Lookup Tabellen, Modelle zu Erwartungswerten, lineare Regressionsverfahren, Gauß-Prozesse, Fast Fourier Transformationen, Integral- und Differentialrechnungen, Markov-Verfahren, Wahrscheinlichkeitsverfahren wie Monte Carlo-Verfahren, Temporal Difference Learning, erweiterte Kalman-Filter, radiale Basisfunktionen, Datenfelder, konvergente neuronale Netzwerke, tiefe neuronale Netzwerke, rückgekoppelte neuronale Netzwerke, und/oder gefaltete neuronale Netzwerke ausgebildet.The calculation methods and/or algorithms of artificial intelligence are advantageously as mean values, minimum and maximum values, lookup tables, models for expected values, linear regression methods, Gaussian processes, fast Fourier transformations, integral and differential calculations, Markov methods, probability methods such as Monte Carlo -Methods, temporal difference learning, extended Kalman filters, radial basis functions, data fields, convergent neural networks, deep neural networks, feedback neural networks, and/or convolutional neural networks.
Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Parameter eine physikalische Größe, eine chemische Größe, ein Drehmoment, eine Drehzahl, eine Spannung, eine Stromstärke, eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit, einen Bremswert, eine Richtung, einen Winkel, einen Radius, einen Ort, eine Zahl, ein bewegliches Objekt wie ein Kraftfahrzeug, eine Person oder einen Radfahrer, ein unbewegliches Objekt wie ein Gebäude oder einen Baum, eine Straßenkonfiguration wie eine Autobahn, ein Straßenschild, eine Ampel, einen Tunnel, einen Kreisverkehr, eine Abbiegespur, ein Verkehrsaufkommen, eine topographische Struktur wie eine Steigung, eine Uhrzeit, eine Temperatur, einen Niederschlagswert, eine Witterung und/oder eine Jahreszeit darstellt.In particular, it is provided that a parameter is a physical quantity, a chemical quantity, a torque, a speed, a voltage, a current, an acceleration, a speed, a braking value, a direction, an angle, a radius, a location, a number , a moving object such as a motor vehicle, a person or a cyclist, an immovable object such as a building or a tree, a road configuration such as a highway, a street sign, a traffic light, a tunnel, a roundabout, a turning lane, a traffic volume, a topographic Structure such as a slope, a time, a temperature, a precipitation value, a weather and/or a season.
Vorteilhafterweise sind die Sensoren als Radarsysteme, LIDAR-Systeme zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung, bildaufnehmende 2D/3D-Kameras im sichtbaren, IR- und/oder UV-Bereich, GPS-Systeme, Beschleunigungssensoren, Geschwindigkeitssensoren, kapazitive Sensoren, induktive Sensoren, Spannungssensoren, Drehmomentsensoren, Drehzahlsensoren, Niederschlagssensoren und/oder Temperatursensoren ausgebildet.Advantageously, the sensors are radar systems, LIDAR systems for optical distance and speed measurement, image-recording 2D/3D cameras in the visible, IR and/or UV range, GPS systems, acceleration sensors, speed sensors, capacitive sensors, inductive sensors, voltage sensors , torque sensors, speed sensors, precipitation sensors and / or temperature sensors.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Szenarien-Analysemodul, das Parameter-Analysemodul und/oder das Ausgabemodul in einer Cloud-Computing-Infrastruktur integriert sind, und wobei die Sensoreinrichtung und/oder das Eingabemodul mit Mobilfunkmodulen des 5G oder 6G-Mobifunkstandards zum Senden und Empfangen von Daten ausgestattet ist/sind.In a further embodiment it is provided that the scenario analysis module, the parameter analysis module and/or the output module are integrated in a cloud computing infrastructure, and wherein the sensor device and/or the input module is connected to mobile radio modules of the 5G or 6G mobile radio standard is/are equipped to send and receive data.
Gemäß einem dritten Aspekt stellt die Erfindung ein Computerprogrammprodukt bereit, das einen ausführbaren Programmcode umfasst, der derart konfiguriert ist, dass er bei seiner Ausführung das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt ausführt.According to a third aspect, the invention provides a computer program product comprising executable program code configured to, when executed, carry out the method according to the first aspect.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments shown in the drawing.
Dabei zeigt:
-
1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems; -
2 eine schematische Darstellung eines Vektorraumes; -
3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der einzelnen Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens; -
4 ein Blockdiagramm eines Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung.
-
1 a block diagram to explain an exemplary embodiment of a system according to the invention; -
2 a schematic representation of a vector space; -
3 a flowchart to explain the individual method steps of a method according to the invention; -
4 a block diagram of a computer program product according to an embodiment of the third aspect of the invention.
Zusätzliche Kennzeichen, Aspekte und Vorteile der Erfindung oder ihrer Ausführungsbeispiele werden in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen erläutert.Additional features, aspects and advantages of the invention or its embodiments are explained in the following description in conjunction with the claims.
Für das Testen, Trainieren und Absichern von Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und automatisierten Fahrsystemen (ADS) werden real vermessene Verkehrsszenarien, aber auch zunehmend virtuelle Verkehrsszenarien, die durch Programmierung erstellt werden, verwendet. Als Szenario wird im Rahmen der Erfindung ein Verkehrsgeschehen in einer zeitlichen Sequenz bezeichnet. Ein Beispiel für ein Szenario ist das Befahren einer Autobahnbrücke, das Abbiegen auf einer Abbiegespur, das Durchfahren eines Tunnels, das Einbiegen in einen Kreisverkehr oder das Halten vor einem Fußgängerübergang. Ein weiteres Beispiel ist ein Überholvorgang, der als ein Szenario beschrieben werden kann, bei dem ein erstes Fahrzeug sich zunächst hinter einem anderen Fahrzeug befindet, dann einen Spurwechsel auf die andere Fahrbahn durchführt und die Geschwindigkeit erhöht, um das andere Fahrzeug zu überholen. Ein derartiges Szenario wird auch als Cut-In-Szenario bezeichnet. Darüber hinaus können spezifische Sichtverhältnisse beispielsweise aufgrund der Dämmerung oder einer hohen Sonnenlichteinstrahlung sowie Umweltbedingungen wie das Wetter und die Jahreszeit, das Verkehrsaufkommen sowie bestimmte geographische topographische Verhältnisse ein Szenario beeinflussen. Es ist bekannt, dass bei Starkregen und Glätte die Straßenverhältnisse anders aussehen als an einem sonnigen Sommertag. Die Menge von Szenarien, die in der Fahrumgebung des Fahrzeugs auftreten können und die von einem ADAS/ADS-System korrekt erkannt und verarbeitet werden müssen, wird durch eine Operational Design Domain (ODD) dargestellt. Dazu gehören sowohl alltägliche Fahrszenarien als auch sehr selten auftretende Corner Cases.Really measured traffic scenarios, but also increasingly virtual traffic scenarios that are created through programming, are used to test, train and secure driver assistance systems (ADAS) and automated driving systems (ADS). In the context of the invention, a scenario is a traffic event in a temporal sequence. An example of a scenario is driving on a highway bridge, turning in a turning lane, driving through a tunnel, turning into a roundabout or stopping in front of a pedestrian crossing. Another example is an overtaking operation, which can be described as a scenario in which a first vehicle is initially behind another vehicle, then changes lanes to the other lane and increases speed in order to overtake the other vehicle. Such a scenario is also known as a cut-in scenario. In addition, specific visibility conditions, for example due to twilight or high levels of sunlight, as well as environmental conditions such as the weather and season, traffic volume and certain geographical topographical conditions can influence a scenario. It is well known that road conditions look different in heavy rain and slippery conditions than on a sunny summer day. The set of scenarios that can occur in the vehicle's driving environment and that must be correctly recognized and processed by an ADAS/ADS system is represented by an Operational Design Domain (ODD). This includes both everyday driving scenarios and very rarely occurring corner cases.
Um ein ADAS/ADS-System oder eine Fahrfunktion in einem Kraftfahrzeug einsetzen zu können, müssen diese für einen verlässlichen Einsatz getestet und trainiert werden. Ziel des Testens und Trainierens ist es, die Zuverlässigkeit und Robustheit eines ADAS/ADS-Systems bzw. einer Fahrfunktion in der gesamten ODD nachzuweisen und anschließend eine Freigabe zu erteilen. Voraussetzung ist jedoch, dass die ausgewählten Verkehrsszenarien die gesamte ODD auch abdecken. Zum Testen und Trainieren eines ADAS/ADS-Systems bzw. einer Fahrfunktion werden daher eine Menge von Datensätzen erstellt, wobei ein Datensatz jeweils eine Vielzahl von unterschiedlichen Verkehrsszenarien enthält.In order to be able to use an ADAS/ADS system or a driving function in a motor vehicle, they must be tested and trained for reliable use. The aim of testing and training is to demonstrate the reliability and robustness of an ADAS/ADS system or a driving function throughout the entire ODD and then to grant approval. However, the prerequisite is that the selected traffic scenarios also cover the entire ODD. To test and train an ADAS/ADS system or a driving function, a number of data sets are created, with each data set containing a large number of different traffic scenarios.
Dabei stellt sich die Frage, ob die Datensätze mit den ausgewählten Verkehrsszenarien auch vollständig sind und die gesamte ODD in einer Weise abdecken, dass in einer Simulation verifizierbare Aussagen zur Sicherheit und Funktionsfähigkeit von ADAS/ADS-Systemen bzw. Fahrfunktionen getroffen werden können. Erfindungsgemäß daher eine Überprüfung der Datensätze mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Verkehrsszenarien hinsichtlich ihrer Vollständigkeit mittels einer künstlichen Intelligenz vorgesehen.The question arises as to whether the data sets with the selected traffic scenarios are complete and cover the entire ODD in such a way that verifiable statements can be made in a simulation about the safety and functionality of ADAS/ADS systems or driving functions. According to the invention, a check of the data sets with a large number of different traffic scenarios is provided for their completeness using artificial intelligence.
Unter einem „Modul“ kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein Prozessor und/oder eine Prozessoreinheit und/oder eine Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen verstanden werden. Der Prozessor ist speziell dazu eingerichtet, die Programmbefehle derart auszuführen, um das erfindungsgemäße Verfahren oder einen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zu implementieren oder zu realisieren. Insbesondere kann ein Modul in einer Cloud-Computing-Infrastruktur 250 integriert sein.In connection with the invention, a “module” can be understood to mean, for example, a processor and/or a processor unit and/or a memory unit for storing program instructions. The processor is specifically set up to execute the program instructions in order to implement or realize the method according to the invention or a step of the method according to the invention. In particular, a module can be integrated into a
Unter einem „Prozessor“ kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Maschine oder eine elektronische Schaltung verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc. handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor, eine virtuelle Maschine oder eine Soft-CPU verstanden werden. Es kann sich beispielsweise auch um einen programmierbaren Prozessor handeln, der mit Konfigurationsschritten zur Ausführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens ausgerüstet wird oder mit Konfigurationsschritten derart konfiguriert ist, dass der programmierbare Prozessor die erfindungsgemäßen Merkmale des Verfahrens, des Systems, der Module, oder anderer Aspekte und/oder Teilaspekte der Erfindung realisiert. Insbesondere kann der Prozessor hochparallele Rechnereinheiten und leistungsfähige Grafikmodule enthalten.In connection with the invention, a “processor” can be understood to mean, for example, a machine or an electronic circuit. A processor can in particular be a main processor (Central Processing Unit, CPU), a microprocessor or a microcontroller, for example an application-specific integrated circuit or a digital signal processor, possibly in combination with a memory unit for storing program instructions, etc . A processor can also be understood as a virtualized processor, a virtual machine or a soft CPU. For example, it can also be a programmable processor that is equipped with configuration steps for carrying out the method according to the invention or is configured with configuration steps in such a way that the programmable processor has the features of the method, the system, the modules, or other aspects and/or other aspects according to the invention. or partial aspects of the invention are realized. In particular, the processor can contain highly parallel computing units and powerful graphics modules.
Unter einer „Speichereinheit“ oder einem „Speichermodul“ kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein flüchtiger Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder ein dauerhafter Speicher wie eine Festplatte oder ein Datenträger oder beispielsweise ein wechselbares Speichermodul verstanden werden. Es kann sich bei dem Speichermodul aber auch um eine cloudbasierte Speicherlösung handeln.In the context of the invention, a “memory unit” or a “memory module” can be understood to mean, for example, a volatile memory in the form of a random access memory (RAM) or a permanent memory such as a hard drive or a data carrier or, for example, a removable memory module become. The storage module can also be a cloud-based storage solution.
Unter „Datenbank“ ist sowohl ein Speicheralgorithmus als auch die Hardware in Form einer Speichereinheit zu verstehen. Insbesondere können die Datenbanken als Teil einer Cloud-Computing-Infrastruktur ausgebildet sein.“Database” means both a storage algorithm and the hardware in the form of a storage unit. In particular, the databases can be designed as part of a cloud computing infrastructure.
Bei dem sich bewegenden Objekt 10 handelt es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug, ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug, ein landwirtschaftliches Fahrzeug wie ein Mähdrescher, ein Roboter in der Produktion oder in Service- und Pflegeeinrichtungen, oder um ein Wasserfahrzeug oder um ein Flugobjekt wie ein Flugtaxi. Das sich bewegende Objekt 10 kann aber auch als ein Motorrad oder ein elektrisches Fahrrad ausgebildet sein. Das sich bewegende Objekt 10 kann im Rahmen der Erfindung auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet werden.The moving object 10 is in particular a motor vehicle, an autonomous motor vehicle, an agricultural vehicle such as a combine harvester, a robot in production or in service and care facilities, or a watercraft or a flying object such as an air taxi. The moving object 10 can also be designed as a motorcycle or an electric bicycle. The moving object 10 can also be referred to as an ego vehicle within the scope of the invention.
Die Sensoreinrichtung 200 ist mit dem sich bewegenden Objekt 10 verbunden und umfasst Sensoren 210, die Sensordaten 220 von der Umgebung des Objekts 10 wie Straßenmarkierungen, Fahrzeuge, Personen, Leitplanken, Verkehrsschilder, etc. erfassen und an das Eingabemodul 300 übermitteln.The
Unter Sensordaten 220 sind im Zusammenhang mit der Erfindung sowohl Rohdaten als auch bereits aufbereitete Daten aus den Messergebnissen der Sensoren 220 sowie gegebenenfalls weiteren Datenquellen zu verstehen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Eingabemodul 300 mit einer Datenbank 270 verbunden ist, in der weitere Daten enthalten sind. Des Weiteren kann das Eingabemodul 300 eine Benutzerschnittstelle 350 aufweisen bzw.mit einer Benutzerschnittstelle 350 verbunden sein. Die Benutzerschnittstelle 350 ist für die Eingabe und Generierung von Daten in Form von Textnachrichten und/oder Sprachnachrichten und/oder Bildern und Graphiken ausgebildet. Für die Eingabe der Daten sind insbesondere eine Tastatur, ein Mikrofon, eine Kamera und/oder ein als Touchscreen ausgebildetes Display vorgesehen.In connection with the invention,
Die Sensoren 210 der Sensoreinrichtung 200 können insbesondere ein oder mehrere Radarsysteme mit einem oder mehreren Radarsensoren, ein oder mehrere LIDAR-Systeme (engl. Light Detection and Ranging) zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung, ein oder mehrere bildaufnehmende 2D/3D-Kameras im sichtbaren Bereich, aber auch im IR- und UV-Bereich, und/oder GPS-Systeme umfassen. Des Weiteren können Beschleunigungssensoren, Geschwindigkeitssensoren, kapazitive Sensoren, induktive Sensoren, Spannungssensoren, Drehmomentsensoren, Drehzahlsensoren, Niederschlagssensoren und/oder Temperatursensoren, etc. vorgesehen sein.The
Insbesondere ist die 2D/3D-bildaufnehmende Kamera als RGB-Kamera im sichtbaren Bereich mit den Grundfarben Blau, Grün und Rot ausgebildet. Es kann aber auch noch zusätzlich eine UV-Kamera im ultravioletten Bereich und/oder eine IR-Kamera im infraroten Bereich vorgesehen sein. Die sich durch ihr Aufnahmespektrum unterscheidenden Kameras können somit den Aufnahmebereich auch bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen optimal aufnehmen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine 3D-Kamera als Stereokamera ausgebildet ist.In particular, the 2D/3D image-recording camera is designed as an RGB camera in the visible range with the primary colors blue, green and red. However, a UV camera in the ultraviolet range and/or an IR camera in the infrared range can also be provided. The cameras, which differ in their recording spectrum, can therefore optimally record the recording area even in different lighting conditions. Furthermore, it can be provided that a 3D camera is designed as a stereo camera.
Die Aufnahmefrequenz der Sensoreinrichtung 200 ist insbesondere für schnelle Geschwindigkeiten des sich bewegenden Objekts 10 ausgelegt und kann Sensordaten 220 mit einer hohen Bildaufnahmefrequenz aufzunehmen. Des Weiteren kann die Sensoreinrichtung 200 für die Erfassung von akustischen Signalen mit einem Mikrofon ausgestattet sein. Hierdurch können Abrollgeräusche von Reifen oder Motorgeräusche aufgenommen werden.The recording frequency of the
Zudem kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung 200 automatisch den Bildaufnahmeprozess dann startet, wenn sich eine flächenmäßig signifikante Änderung im Aufnahmebereich der Sensoreinrichtung 200 ergibt, beispielsweise wenn eine deutliche Änderung einer Verkehrssituation erkennbar ist. Hierdurch wird ein selektiver Datenerfassungsprozess ermöglicht und nur relevante Sensordaten 220 werden von dem Eingabemodul 300 verarbeitet. Hierdurch können Rechenkapazitäten effizienter genutzt werden.In addition, it can be provided that the
Insbesondere ist vorgesehen, als Kameratyp für eine oder mehrere Kameras eine wetterfeste Action-Kamera zu verwenden, die insbesondere im Außenbereich des Objekts 10 angeordnet sein kann. Die Anbringungsposition einer Kamera an dem Objekt 10 bestimmt, welcher Aufnahmebereich von der Kamera aufgenommen werden kann. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Aufnahmebereiche von zwei oder mehr Kameras sich überlappen, um beispielsweise mittels einer nachfolgenden Bildverarbeitung eine Panoramadarstellung zu erzeugen. Hierdurch kann die räumliche Umgebung eines sich bewegenden Objekts 10 umfassend erfasst werden.In particular, it is intended to use a weatherproof action camera as the camera type for one or more cameras, which can be arranged in particular in the outside area of the object 10. The attachment position of a camera on the object 10 determines which recording area can be recorded by the camera. In particular, it can be provided that the recording areas of two or more cameras overlap in order to generate a panoramic display, for example by means of subsequent image processing. This allows the spatial surroundings of a moving object 10 to be comprehensively recorded.
Radarsensoren können für längere Strecken bis zu 250 Meter verwendet werden und haben den Vorteil, gegenüber Wetter- und Lichtverhältnissen unabhängig zu sein. Die Leistungsfähigkeit eines Radars hängt von vielen Faktoren ab wie den gewählten Hardwarekomponenten, der Softwareverarbeitung und dem Radarecho. So ist beispielsweise die Radargenauigkeit bei einem geringeren Signal-Rausch-Verhältnis weniger präzise als bei einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis. Zudem ist die Einbauposition entscheidend für eine hohe Leistungsfähigkeit eines Radarsensors, da sich Effekte wie eine Mehrwegeausbreitung und eine Verzerrung durch Abdeckungen auf die Detektionsgenauigkeit auswirken.Radar sensors can be used for longer distances of up to 250 meters and have the advantage of being independent of weather and lighting conditions. The performance of a radar depends on many factors such as the selected hardware components, software processing and the radar echo. For example, radar accuracy is less precise with a lower signal-to-noise ratio than with a high signal-to-noise ratio. In addition, the installation position is crucial for the high performance of a radar sensor, as effects such as multipath propagation and distortion caused by covers affect the detection accuracy.
Neben bildaufnehmenden Kameras und Radarsensoren stellen LIDAR-Sensoren einen wichtigen Sensortyp für die Wahrnehmung der Umgebung für sich bewegende Objekte 10 dar. Wie mit Kameras und Radarsensoren kann das Umfeld aufgenommen werden und Abstände zu anderen Umgebungsobjekten gemessen werden. Insbesondere 3D-LIDAR-Sensoren können detaillierte Informationen über ein Umgebungsobjekt aufnehmen durch eine hohe Abtastrate. Im Vergleich zu Radarsensoren zeichnen sich LIDAR-Sensoren durch eine höhere Orts- und Tiefenauflösung aus.In addition to image-recording cameras and radar sensors, LIDAR sensors represent an important type of sensor for perceiving the environment for moving objects 10. As with cameras and radar sensors, the environment can be recorded and distances to other surrounding objects can be measured. In particular, 3D LIDAR sensors can record detailed information about an environmental object through a high sampling rate. Compared to radar sensors, LIDAR sensors are characterized by a higher spatial and depth resolution.
Des Weiteren ist vorteilhafterweise eine GPS-Verbindung vorgesehen, um den geographischen Standort des Objekts 10 zu ermitteln und diesen den aufgenommenen Sensordaten 220 zuzuordnen.Furthermore, a GPS connection is advantageously provided in order to determine the geographical location of the object 10 and to assign it to the recorded
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sensordaten 220 von mehreren sich bewegenden Objekten 10, insbesondere einer Flotte von Objekten 10, an das Eingabemodul 300 übermittelt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Sensordaten 220 zunächst an die Cloud-Computing-Infrastruktur 250 übermittelt und von dort an das Eingabemodul 300 weitergegeben werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Eingabemodul 300 in der Cloud-Computing-Infrastruktur 250 integriert ist. Hierdurch kann eine schnelle Berechnung gewährleistet werden, da cloudbasierte Lösungen den Vorteil von hohen und damit schnellen Rechenleistungen bieten.In particular, it can be provided that the
Die von der Sensoreinrichtung 200 erfassten Sensordaten 220 der Umgebung des Objekts 10 werden mittels Datenverbindungen an das Eingabemodul 300 oder zunächst an die Cloud-Computing-Infrastruktur 250 weitergegeben. Insbesondere ist eine drahtlose Datenverbindung vorgesehen, die beispielsweise als Mobilfunkverbindung und/oder einer Nahfelddatenverbindung wie Bluetooth®, Ethernet, NFC (near field communication) oder Wi-Fi® ausgebildet sein kann. Für die Kommunikation der Sensoreinrichtung 200 mit dem Eingabemodul 300 bzw. der Cloud-Computing-Infrastruktur 250 wird insbesondere eine 5G-Mobilfunkverbindung oder 6G-Mobilfunkverbindung verwendet, da auf diese Weise eine Datenübermittlung in Echtzeit erfolgen kann. Die Sensoreinrichtung 200 ist hierfür mit den entsprechenden Mobilfunkmodulen ausgestattet.The
5G ist der Mobilfunkstandard der fünften Generation und zeichnet sich im Vergleich zum 4G-Mobilfunkstandard durch höhere Datenraten bis zu 10 Gbit/sec, der Nutzung höherer Frequenzbereiche wie beispielsweise 2100, 2600 oder 3600 Megahertz, eine erhöhte Frequenzkapazität und damit einen erhöhten Datendurchsatz und eine Echtzeitdatenübertragung aus, da bis zu eine Million Geräte pro Quadratkilometer gleichzeitig ansprechbar sind. Die Latenzzeiten betragen wenige Millisekunden bis unter 1 ms, so dass Echtzeitübertragungen von Daten und von Berechnungsergebnissen möglich sind. Daher können die von der Sensoreinrichtung 200 aufgenommenen Sensordaten 220 in Echtzeit an das Eingabemodul 300 bzw. die Cloud-Computing-Infrastruktur 250 gesendet werden.5G is the fifth generation mobile communications standard and, compared to the 4G mobile communications standard, is characterized by higher data rates of up to 10 Gbit/sec, the use of higher frequency ranges such as 2100, 2600 or 3600 megahertz, increased frequency capacity and thus increased data throughput and real-time data transmission because up to a million devices per square kilometer can be addressed simultaneously. The latency times range from a few milliseconds to less than 1 ms, so that real-time transmission of data and calculation results is possible. Therefore, the
Durch die Integration des Eingabemoduls 300 in einer Cloud-Computing-Infrastruktur 250 in Verbindung mit einer 5G-Mobilfunkverbindung kann somit eine Verarbeitung der von der Sensoreinrichtung 200 aufgenommenen Sensordaten 220 in Echtzeit sichergestellt werden. Um die Verbindung zu der Cloud-Computing-Infrastruktur 250 mittels einer Mobilfunkverbindung zu schützen, sind insbesondere kryptographische Verschlüsselungsverfahren vorgesehen.By integrating the
In dem Eingabemodul 300 werden Sensordaten 220 weiterverarbeitet, um aus den Rohdaten der Sensordaten 220 für die weitere Verarbeitung ein oder mehrere handhabbare Datensätze 320 zu generieren. Dabei kann beispielsweise eine Filterung, eine Zeitsynchronisierung, eine Änderung der Datenformate (z.B. MPEG, JPEG, FP16) oder eine Datenfusion der Sensordaten 220 vorgenommen werden. Zudem können die aus der Datenbank 270 abgerufenen Daten sowie die mittels der Benutzerschnittstelle 350 eingegebenen Daten von dem Eingabemodul 300 in die jeweiligen Datensätze 320 integriert werden.In the
Die ein oder mehreren Datensätze 320 werden nun an das Szenarien-Analysemodul 400 weitergegeben. In dem Szenarien-Analysemodul 400 werden mittels einer Softwareapplikation 450 aus den Datensätzen 320 Szenarien SZi abgeleitet. Ein Beispiel für ein Szenario SZi ist ein Überholvorgang, bei dem ein erstes Fahrzeug sich zunächst hinter einem anderen Fahrzeug befindet, dann einen Spurwechsel auf die andere Fahrbahn durchführt und die Geschwindigkeit erhöht, um das andere Fahrzeug zu überholen. Ein derartiges Szenario wird auch als Cut-In-Szenario bezeichnet. Andere Beispiele von Szenarien ist das Einbiegen in eine andere Straße, das Warten an einer Ampel, das Befahren einer Baustelle, oder das Durchführen einer Notbremsung beispielsweise beim Auflaufen auf ein Stauende, etc.The one or
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zwischen einem parametrisierten Szenario SZp und einem konkreten Szenario SZc unterschieden. Ein parametrisiertes Szenario SZp kann auch als logisches Szenario bezeichnet werden. Ein beliebiges parametrisiertes Szenario SZpi wird durch verschiedene Szenarioparameter P1, P2, ..., Pn aus einer Menge von möglichen Szenarioparametern Pi und zugehörigen Szenarioparameterwerten PV1, PV2, ..., PVn aus einer Menge von möglichen Szenarioparameterwerten PVi definiert, wobei Szenarioparameterwerte PVi den Wertebereich eines Szenarioparameters Pi festlegen. Ein Szenarioparameter Pi stellt beispielsweise eine physikalische Größe, eine chemische Größe, ein Drehmoment, eine Drehzahl, eine Spannung, eine Stromstärke, eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit, einen Bremswert, eine Richtung, einen Winkel, einen Radius, einen Ort, eine Zahl, ein bewegliches Objekt wie ein Kraftfahrzeug, eine Person oder einen Radfahrer, ein unbewegliches Objekt wie ein Gebäude oder einen Baum, eine Straßenkonfiguration wie eine Autobahn, ein Straßenschild, eine Ampel, einen Tunnel, einen Kreisverkehr, eine Abbiegespur, ein Verkehrsaufkommen, eine topographische Struktur wie eine Steigung, eine Uhrzeit, eine Temperatur, einen Niederschlagswert, eine Witterung und/oder eine Jahreszeit dar. Szenarioparameter Pi kennzeichnen somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung Eigenschaften und Merkmale eines Szenarios SZpi. Ein Beispiel für einen Szenarioparameter Pi eines Szenarios SZpi ist die Geschwindigkeit eines Ego-Fahrzeugs und der Wertebereich des zugehörigen Szenarioparameterwertes PVi kann beispielsweise den Bereich von 100 km/h bis 180 km/h umfassen. Für ein anderes Szenario SZpk kann der Wertebereich des Szenarioparameterwertes PVi sich von 40 km/h bis 70 km/h erstrecken.In the context of the present invention, a distinction is made between a parameterized scenario SZp and a concrete scenario SZc. A parameterized scenario SZp can also be referred to as a logical scenario. Any parameterized scenario SZp i is defined by various scenario parameters P 1 , P 2 , ..., P n from a set of possible scenario parameters P i and associated scenario parameter values PV 1 , PV 2 , ..., PV n from a set of possible ones Scenario parameter values PV i are defined, with scenario parameter values PV i defining the value range of a scenario parameter P i . A scenario parameter P i represents, for example, a physical quantity, a chemical quantity, a torque, a speed, a voltage, a current, an acceleration, a speed, a braking value, a direction, an angle, a radius, a location, a number, a moving object such as a motor vehicle, a person or a cyclist, an immovable object such as a building or a tree, a road configuration such as a highway, a street sign, a traffic light, a tunnel, a roundabout, a turning lane, a traffic volume, a topographical structure such as a gradient, a time of day, a temperature, a precipitation value, a weather condition and/or a season. Scenario parameters P i thus characterize properties and features of a scenario SZp i within the scope of the present invention. An example of a scenario parameter P i of a scenario SZp i is the speed of an ego vehicle and the value range of the associated Sze narioparameter value PV i can, for example, cover the range from 100 km/h to 180 km/h. For another scenario SZp k, the value range of the scenario parameter value PV i can extend from 40 km/h to 70 km/h.
Ein parametrisiertes Szenario SZp umfasst eine zeitliche Folge von Zeitintervallen Δt1, Δt2., ...,Δtn, in denen jeweils verschiedene Szenen und Ereignisse stattfinden. Ein parametrisiertes Szenario SZp beginnt mit einer Startszene und entwickelt sich dann durch auftretende Ereignisse weiter, aus denen im zeitlichen Verlauf neue Folgeszenen entstehen. Die Startszene wird somit durch ein oder mehrere Ereignisse verändert. Bei einem Ereignis kann es sich sowohl um eine von einem Verkehrsteilnehmer aktiv ausgelöste Reaktion wie eine Beschleunigung handeln als auch um ein Ereignis, das zyklisch wiederkehrt, wie beispielsweise die Schaltvorgänge einer Ampel. Die Startszene und die einzelnen Folgeszenen umfassen somit jeweils nur ein kleines Zeitintervall Δt bzw. eine Momentaufnahme, während ein parametrisiertes Szenario SZp eine längere Zeitspanne umfasst. Eine mögliche Veranschaulichung eines Szenarios SZp ist eine Graphendarstellung, bei der die Ereignisse als Kanten und die einzelnen Szenen als Knoten eines Graphen dargestellt werden.A parameterized scenario SZp comprises a temporal sequence of time intervals Δt 1 , Δt 2 ., ..., Δt n , in which different scenes and events take place. A parameterized scenario SZp begins with a starting scene and then develops further through occurring events, from which new subsequent scenes emerge over time. The starting scene is thus changed by one or more events. An event can be a reaction actively triggered by a road user, such as an acceleration, or an event that recurs cyclically, such as the switching of a traffic light. The start scene and the individual subsequent scenes therefore only cover a small time interval Δt or a snapshot, while a parameterized scenario SZp covers a longer period of time. A possible illustration of a scenario SZp is a graph representation in which the events are represented as edges and the individual scenes as nodes of a graph.
Bei einem parametrisierten oder logischen Szenario SZp sind sowohl die Szenarioparameter Pi als auch die zugehörigen Szenarioparameterwerte PVi nicht alle festgelegt. Als ein konkretes Szenario SZc wird ein Szenario SZ bezeichnet, bei dem die konkreten Szenarioparameter Pci und die zugehörigen konkreten Szenarioparameterwerte PVci bzw. Wertebereiche der konkreten Szenarioparameterwerte PVci festgelegt sind. Bei beiden Szenarien, sowohl dem parametrisierten Szenario SZp als auch dem konkreten Szenario SZc, handelt es sich jeweils um Szenarien, die insbesondere in einem maschinenlesbaren Code bzw. Skript geschrieben sind.In a parameterized or logical scenario SZp, both the scenario parameters P i and the associated scenario parameter values PV i are not all fixed. A scenario SZ in which the concrete scenario parameters Pc i and the associated concrete scenario parameter values PVc i or value ranges of the concrete scenario parameter values PVc i are defined is referred to as a concrete scenario SZc. Both scenarios, both the parameterized scenario SZp and the concrete scenario SZc, are scenarios that are written in particular in a machine-readable code or script.
Die Softwareapplikation 450 erstellt aus den Datensätzen 320 parametrisierte Szenarien SZpi. So kann mittels der Softwareapplikation 450 aus einem oder mehreren Datensätzen 320 für einen bestimmten geographischen Ort ein jeweils passendes parametrisiertes Szenario SZpi abgeleitet werden. Ein beispielhaftes identifiziertes Szenario SZpi ist die Durchführung einer Notbremsung beim Auflaufen auf ein Stauende.The
Die Softwareapplikation 450 verwendet insbesondere Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz zur Identifikation und Klassifikation der parametrisierten Szenarien SZpi. Die Berechnungsverfahren und Algorithmen der Künstlichen Intelligenz können Mittelwerte, Minimal- und Maximalwerte, Lookup Tabellen, Modelle zu Erwartungswerten, lineare Regressionsverfahren, Gauß-Prozesse, Fast Fourier Transformationen, Integral- und Differentialrechnungen, Markov-Verfahren, Wahrscheinlichkeitsverfahren wie Monte Carlo-Verfahren, Temporal Difference Learning, aber auch erweiterte Kalman-Filter, radiale Basisfunktionen, Datenfelder, konvergente neuronale Netzwerke, tiefe neuronale Netzwerke, und/oder rückgekoppelte neuronale Netzwerke umfassen. Bei den Algorithmen der künstlichen Intelligenz kann es sich insbesondere um Encoder und Decoder mit neuronalen Netzen und/oder um zumindest einen Lernverstärkungs-Agenten (Reinforcement Learning Agent, LV) handeln.The
Ein neuronales Netzwerk besteht aus Neuronen, die in mehreren Schichten angeordnet und unterschiedlich miteinander verbunden sind. Ein Neuron ist in der Lage, an seinem Eingang Informationen von außerhalb oder von einem anderen Neuron entgegenzunehmen, die Information in einer bestimmten Art zu bewerten und sie in veränderter Form am Neuronen-Ausgang an ein weiteres Neuron weiterzuleiten oder als Endergebnis auszugeben. Hidden-Neuronen sind zwischen den Input-Neuronen und Output-Neuronen angeordnet. Je nach Netzwerktyp können mehrere Schichten von Hidden-Neuronen vorhanden sein. Sie sorgen für die Weiterleitung und Verarbeitung der Informationen. Output-Neuronen liefern schließlich ein Ergebnis und geben dieses an die Außenwelt aus. Neuronale Netzwerke lassen sich durch unbeaufsichtigtes oder überwachtes Lernen trainieren.A neural network consists of neurons arranged in several layers and connected to each other in different ways. A neuron is able to receive information from outside or from another neuron at its input, evaluate the information in a certain way and forward it in a modified form to another neuron at the neuron output or output it as the end result. Hidden neurons are located between the input neurons and output neurons. Depending on the network type, there may be multiple layers of hidden neurons. They ensure the forwarding and processing of the information. Output neurons ultimately deliver a result and output it to the outside world. Neural networks can be trained through unsupervised or supervised learning.
Durch die unterschiedliche Anordnung und Verknüpfung der Neuronen entstehen verschiedene Typen von neuronalen Netzwerken wie insbesondere ein vorwärtsgerichtetes Netzwerk (engl. Feedforward Neural Network, FNN), ein rückgekoppeltes Netzwerk (engl. Recurrent Neural Network, RNN) oder ein gefaltetes neuronales Netzwerk (engl. Convolutional Neural Network, CNN). Ein gefaltetes neuronales Netzwerk besitzt mehrere Faltungsschichten und ist für maschinelles Lernen und Anwendungen im Bereich der Mustererkennung und Bilderkennung sehr gut geeignet. Da ein großer Teil der von den Sensoren aufgenommenen Daten als Bilder vorliegen, werden insbesondere gefaltete neuronale Netzwerke (CNN) verwendet.The different arrangement and connection of the neurons creates different types of neural networks, such as in particular a feedforward neural network (FNN), a feedback network (recurrent neural network, RNN) or a folded neural network (convolutional Neural Network, CNN). A convolutional neural network has multiple convolution layers and is very suitable for machine learning and applications in the field of pattern recognition and image recognition. Since a large part of the data recorded by the sensors is available as images, convolutional neural networks (CNN) are used in particular.
Das Convolutional Neural Network (CNN) ist für maschinelles Lernen und Anwendungen mit Künstlicher Intelligenz (KI) im Bereich der Bild- und Spracherkennung besonders gut geeignet, da es mehrere Faltungsschichten aufweist. Die Funktionsweise eines Convolutional Neural Networks ist in einer gewissen Weise biologischen Vorgängen nachempfunden und der Aufbau ist vergleichbar der Sehrinde des Gehirns. Herkömmliche neuronale Netzwerke bestehen aus voll- oder teilverknüpften Neuronen in mehreren Ebenen und diese Strukturen stoßen bei der Verarbeitung von Bildern an ihre Grenzen, da eine der Pixelanzahl entsprechende Zahl an Eingängen vorhanden sein müsste. Das Convolutional Neural Network setzt sich aus verschiedenen Schichten zusammen und ist vom Grundprinzip ein zum Teil lokal verknüpftes neuronales Feedforward-Netzwerk. Die einzelnen Schichten des CNN sind die Convolutional-Schicht, die Pooling-Schicht und die vollständig verknüpfte Schicht. Das Convolutional Neural Network (CNN) eignet sich daher für maschinelles Lernen und Anwendungen der Künstlichen Intelligenz mit großen Mengen an Eingabedaten wie in der Bilderkennung. Das Netzwerk arbeitet zuverlässig und ist gegenüber Verzerrungen oder anderen optischen Veränderungen unempfindlich. Das CNN kann unter verschiedenen Lichtverhältnissen und in unterschiedlichen Perspektiven aufgenommene Bilder verarbeiten. Es erkennt dennoch die typischen Merkmale eines Bildes. Da das CNN mehrere lokale teilverknüpfte Schichten umfasst, hat es einen wesentlich geringeren Speicherplatzbedarf als vollverknüpfte neuronale Netze, da durch die Faltungsschichten die Speicheranforderungen erheblich reduziert werden. Zudem verkürzt sich hierdurch die Trainingszeit eines CNN, insbesondere bei der Verwendung von modernen Grafikprozessoren.The Convolutional Neural Network (CNN) is particularly well suited for machine learning and artificial intelligence (AI) applications in the field of image and speech recognition because it has multiple convolution layers. The way a convolutional neural network works is to a certain extent modeled on biological processes and the structure is comparable to the visual cortex of the brain. Conventional neural network Works consist of fully or partially connected neurons in several levels and these structures reach their limits when processing images, as there would have to be a number of inputs corresponding to the number of pixels. The convolutional neural network is made up of different layers and is basically a partially locally linked feedforward neural network. The individual layers of the CNN are the convolutional layer, the pooling layer and the fully connected layer. The Convolutional Neural Network (CNN) is therefore suitable for machine learning and artificial intelligence applications with large amounts of input data, such as in image recognition. The network works reliably and is insensitive to distortions or other optical changes. The CNN can process images captured under different lighting conditions and from different perspectives. It still recognizes the typical features of an image. Since the CNN includes several local partially connected layers, it has a significantly lower storage space requirement than fully connected neural networks, as the convolutional layers significantly reduce the storage requirements. This also shortens the training time of a CNN, especially when using modern graphics processors.
Die von der Softwareapplikation 450 identifizierten und klassifizierten parametrisierten Szenarien SZpi können in einer Szenariendatenbank 470 gespeichert oder direkt an das Parameter-Analysemodul 700 weitergegeben werden. Insbesondere kann die Szenariendatenbank 470 in der Cloud-Computing-Infrastruktur 250 integriert sein, aus der die parametrisierten Szenarien SZpi für eine Weiterverarbeitung von dem Parameter-Analysemodul 700 abgerufen werden. Insbesondere sind sowohl das Szenarien-Analysemodul 400 als auch das Parameter-Analysemodul 700 in der Cloud-Computing-Infrastruktur 250 integriert. The parameterized scenarios SZp i identified and classified by the
In dem Parameter-Analysemodul 500 werden aus den Sensordaten 220 bzw. den Datensätze 320 die konkreten Szenarioparameter Pci für die jeweils identifizierten parametrisierten Szenarien SZpi extrahiert und klassifiziert, so dass konkrete Szenarien SZci generiert werden können. Hierzu verwendet das Parameter-Analysemodul 500 eine Softwareapplikation 550, die gleichfalls Berechnungsverfahren und/oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz wie insbesondere Deep Learning mit beispielsweise zumindest einem gefalteten neuronalen Netzwerk (engl.: convolutional neural network, CNN) und/oder zumindest einem Lernverstärkungs-Agenten (Reinforcement Learning Agent, LV) verwendet. Bei den Szenarioparametern Pi bei dem beispielhaften identifizierten Szenario SZpi „Durchführung einer Notbremsung beim Auflaufen auf ein Stauende“ handelt es sich beispielsweise um den „Abstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und einem Target-Fahrzeug zu Beginn der Bremsung“, „eine Verzögerung des Target-Fahrzeugs“, „eine Zeitdauer der Verzögerung“, etc.In the
Mittels einer Softwareapplikation 550 wird von den Szenarioparametern Pi eines parametrisierten Szenarios SZpi nun von latenter Vektorraum 570 aufgespannt, in dem die konkreten Szenarien SZci als Repräsentationen dargestellt werden können. Der Vektorraum wird durch automatisiertes endloses Lernen durch die konkreten Szenarioparameter Pci und konkreten Szenarien SZci erstellt, so dass sich Ähnlichkeitsstrukturen wie Cluster von konkreten Szenarien SZci selbstlernend entwickeln. Diese Cluster von konkreten Szenarien SZci können nun mittels einer Ähnlichkeitsanfrage analysiert werden.Using a
Für die Transformation der konkreten Szenarioparameter Pci und konkreten Szenarien SZci in Daten-Repräsentationen in Form eines oder mehrerer Vektoren in dem latenten Vektorraum 570 umfasst die Softwareapplikation zumindest einen Encoder, um die Szenarioparameter Pci derart zu codieren, dass die Szenarioparameter Pci als eine Daten-Repräsentation in Form eines oder mehrerer Vektoren in einem latenten Vektorraum 570 vorliegen. Des Weiteren ist ein zweiter Encoder vorgesehen, mit dem die Softwareapplikation 550 die konkreten Szenarien SZci derart codiert, dass sie ebenfalls als eine Daten-Repräsentation in Form eines oder mehrerer Vektoren in dem latenten Vektorraum 570 vorliegen. Bei dem latenten Vektorraum 570 handelt es sich um einen mehrdimensionalen Vektorraum mit einer Dimension, die der Repräsentation der konkreten Szenarioparameter Pci und konkreten Szenarien SZci entspricht.For the transformation of the concrete scenario parameters Pc i and concrete scenarios SZc i into data representations in the form of one or more vectors in the
Bei den Encodern der Softwareapplikation 550 handelt es sich insbesondere um tiefe Encoder, die tiefe neuronale Netze und insbesondere für gekoppelte neuronale Netze umfassen, die unterschiedliche Strukturen aufweisen können. Darüber hinaus können die Encoder weitere Strukturen und Algorithmen wie genetische Algorithmen und Lernverstärkungsagenten umfassen, um eine effiziente und präzise Klassifikation und Extraktion von Merkmalen der konkreten Szenarioparameter Pci und durchzuführen, die die Basis für die Erstellung der Daten-Repräsentationen bildet.The encoders of the
Der Vektorraum 570 wird somit mit jedem weiteren Lernzyklus durch Eingabe eines neuen Datensatzes 320 weiterentwickelt, wobei sich seine Dimension ständig verändern kann. Da für eine Vielzahl von Datensätzen 320 eine Codierung der jeweiligen konkreten Szenarioparameter Pci und der konkreten Szenarien SZpi durchgeführt wird, entsteht sukzessive in einem kontinuierlichen Lernmodus durch neue Datensätze 320 ein latenter Vektorraum 570 mit einer Vielzahl von konkreten Szenarioparametern Pci und konkreten Szenarien SZpi.The
In der
Der generierte Vektorraum 570 und/oder die Ergebnisse der Vektorraumanalyse werden an ein Ausgabemodul 700 weitergegeben, von dem sie als Ausgabedaten 770 ausgegeben werden. Insbesondere umfasst das Ausgabemodul 700 eine Softwareapplikation 750 mit Bearbeitungs- und/oder Bewertungsalgorithmen, um die Ausgabedaten 770 einem Benutzer in Form von Diagrammen, Tabellen, Graphiken, etc. zu präsentieren. Hierzu können beispielsweise Algorithmen wie Decoder eingesetzt werden, um die Datenformate des Vektorraums 570 wieder in benutzerfreundliche Datenformate zu transformieren. Ein Benutzer kann dann entscheiden, ob der analysierte Datensatz 320 als Trainingsdatensatz für ein ADAS/ADS-System geeignet ist. In einer Weiterentwicklung ist jedoch denkbar, dass auch hier eine künstliche Intelligenz eingesetzt wird, die selbstlernend anhand der Analyseergebnisse erkennt, welche Datensätze 320 als Trainingsdatensätze geeignet sind. Es kann dann vorgesehen sein, dass die nicht geeigneten Datensätze 320 automatisch von der künstlichen Intelligenz aus einem Pool von möglichen Trainingsdatensätzen entfernt werden. Die verbleibenden Trainingsdatensätze zeichnen sich hingegen dadurch aus, dass sie die relvanten Szenarien SZi vollständig enthalten, die zum Testen und Trainieren eines ADAS/ADS-Systems für eine bestimmte Fahraufgabe erforderlich sind. Zudem können die analysierten Datensätze 320 aufgrund der Ausgabeergebnisse 770 mit einem Eignungsindex hinsichtlich der Eignung als Trainingsdatensatz für das Testen und Trainieren eines ADAS/ADS-Systems und/oder einer Fahrfunktion versehen werden. Beispielsweise kann der Eignungsindex Werte auf einer Skala von 0 bis1 umfassen.The generated
In
In einem Schritt S10 werden Sensordaten 220 durch Sensoren 210 zumindest einer Sensoreinrichtung 200, die mit zumindest einem sich bewegenden Objekt 10 verbunden ist, beim Befahren einer oder mehrerer Fahrstrecken erfasst, wobei die Sensoren 210 die Sensordaten 220 von der Umgebung des sich bewegenden Objekts 10 aufnehmen.In a step S10,
In einem Schritt S20 wird eine Mehrzahl von Datensätzen 320 zumindest aus den Sensordaten 220 von einem Eingabemodul 300 generiert.In a step S20, a plurality of
In einem Schritt S30 werden parametrisierte Szenarien SZpi und Szenarioparameter Pci aus den Datensätzen 320 von einem Szenarien-Analysemodul 400 identifiziert und klassifiziert.In a step S30, parameterized scenarios SZp i and scenario parameters Pc i from the
In einem Schritt S40 werden konkrete Szenarioparameter Pci aus den Datensätzen 320 und/oder Sensordaten 220 von einem Parameter-Analysemodul 500 identifiziert und klassifiziert.In a step S40, concrete scenario parameters Pc i from the
In einem Schritt S50 werden für ein parametrisiertes Szenario SZpi konkrete Szenarien SZci mit den identifizierten konkreten Szenarioparametern Pci generiert.In a step S50, concrete scenarios SZc i with the identified concrete scenario parameters Pc i are generated for a parameterized scenario SZp i .
In einem Schritt S60 wird für ein konkretes Szenario SZci jeweils eine Daten-Repräsentation insbesondere in Form eines Vektors in einem latenten Vektorraum 570 erstellt, wobei der Vektorraum 570 zumindest von den Szenarioparametern Pi des parametrisierten Szenarios SZpi aufgespannt wird.In a step S60, a data representation is created for a specific scenario SZc i , in particular in the form of a vector in a
In einem Schritt S70 wird eine Vektorraumanalyse, insbesondere eine Clusteranalyse, der konkreten Szenarien SZci in dem Vektorraum 570 in Bezug auf die konkreten Szenarioparameter Pci durchgeführt.In a step S70, a vector space analysis, in particular a cluster analysis, of the concrete scenarios SZc i in the
In einem Schritt S80 werden Ausgabeergebnisse 770 aus der Vektorraumanalyse, insbesondere in Form von Diagrammen, Tabellen, Graphiken, hinsichtlich der Vollständigkeit und Ausprägung der konkreten Szenarien SZci in einem oder mehreren Datensätzen (320) generiert und ausgegeben.In a step S80,
Durch die vorliegende Erfindung werden bestehende Datensätze mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Szenarien dahingehend überprüft, ob ein Datensatz diejenigen relevanten Szenarien für die Erstellung einer Simulationsumgebung für das Testen und Trainieren eines ADAS/ADS-Systems und/oder einer Fahrfunktion diejenigen relevanten Szenarien vollständig enthält, die für das Trainieren der auf künstlicher Intelligenz beruhenden Algorithmen eines ADAS/ADS-Systems und/oder einer Fahrfunktion geeignet sind. Durch die Auswahl eines vollständigen Trainingsdatensatzes kann die Sicherheit und Funktionsfähigkeit eines Fahrassistenzsystems (ADAS) und/oder eines automatisierten Fahrsystems (ADS) und/oder einer Fahrfunktion für eine bestimmte Fahraufgabe deutlich verbessert werden.The present invention checks existing data sets with a variety of different scenarios to determine whether a data set completely contains those relevant scenarios for the creation of a simulation environment for testing and training an ADAS/ADS system and/or a driving function are suitable for training the artificial intelligence-based algorithms of an ADAS/ADS system and/or a driving function. By selecting a complete training data set, the safety and functionality of a driving assistance system (ADAS) and/or an automated driving system (ADS) and/or a driving function for a specific driving task can be significantly improved.
BezugszeichenReference symbols
- 1010
- sich bewegendes Objektmoving object
- 100100
- Systemsystem
- 200200
- SensoreinrichtungSensor device
- 210210
- SensorenSensors
- 220220
- SensordatenSensor data
- 250250
- Cloud-Computing-InfrastrukturCloud computing infrastructure
- 270270
- DatenbankDatabase
- 300300
- EingabemodulInput module
- 320320
- Datensatzrecord
- 350350
- BenutzerschnittstelleUser interface
- 400400
- Szenarien-AnalysemodulScenario analysis module
- 450450
- SoftwareapplikationSoftware application
- 470470
- SzenariendatenbankScenario database
- 500500
- Parameter-AnalysemodulParameter analysis module
- 550550
- SoftwareapplikationSoftware application
- 570570
- VektorraumVector space
- 700700
- AusgabemodulOutput module
- 750750
- SoftwareapplikationSoftware application
- 770770
- AusgabedatenOutput data
- 10001000
- ComputerprogrammproduktComputer program product
- 10501050
- ProgrammcodeProgram code
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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