Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit eines Sensors, insbesondere eines Sensors eines Fahrzeugs. TECHNISCHER HINTERGRUND

Umfeldsensoren werden in modernen Kraftfahrzeugen immer häufiger benutzt. Erst mit den durch sie gewonnenen Informationen aus einem Umfeld eines Fahrzeugs werden moderne Fahrerassistenzsysteme (ADAS) bzw. Systeme zur Erhöhung der Fahrzeugsicherheit möglich. Weiterhin sind sie für das automatisierte Fahren von Bedeutung. Damit einhergehend ist aber auch die immer größere Abhängigkeit des Fahrzeugs von Umfeldinformationen. Das führt jedoch auch zu immer größeren Anforderungen an die Richtigkeit der Umfeldinformationen. Teilweise ist es schwierig, die Informationen eines Sensors über andere Sensoren zu plausibilisieren, da andere Sensoren diese Information aufgrund des physikalischen Wirkprinzips zumeist nicht detektieren können. Beispielsweise kann ein Radarsensor typischerweise keine Farben erkennen und damit Farbinformationen aus einer Kamera auch nicht plausibilisieren. Zusätzlich wird es immer schwieriger, sämtliche möglichen Zustände, Situationen und Eingangsdaten im Vorfeld systematisch abzuprüfen. Vor allem lernende oder adaptive Systeme entziehen sich dieser Überprüfung typischerweise aus prinzipiellen Gründen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum

Überprüfen einer Funktionsfähigkeit eines Sensors eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren. Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit eines Sensors eines Fahrzeugs gelöst. Der Sensor ist ausgebildet, Sensordaten mit einer ersten Rate bereitzustellen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Speicher, in welchem vorbestimmte Prüfdaten gespeichert sind, und einen Prozessor, welcher ausgebildet ist, die vorbestimmten Prüfdaten mit den Sensordaten zu verknüpfen, um manipulierte Daten zu erhalten, die manipulierten Daten mit einer zweiten Rate gemäß einer Verarbeitungsvorschrift zu verarbeiten, um verarbeitete Daten zu erhalten, und die verarbeiteten Daten mit vorbestimmten Referenzdaten zu vergleichen, um die Funktionsfähigkeit des Sensors zu überprüfen.

Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Sensor ein Umfeldsensor, ein Kamerasensor, ein Radarsensor, ein Ultraschallsensor oder ein laserbasierter Sensor.

Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die zweite Rate größer als die erste Rate.

Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung umfassen die vorbestimmten Prüfdaten synthetisch erzeugte Daten, wobei die synthetisch erzeugten Daten nach vorbestimmten Synthese-Regeln erzeugt sind. Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die vorbestimmten Referenzdaten in dem Speicher gespeichert.

Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prozessor ferner ausgebildet, die Sensordaten gemäß der Verarbeitungsvorschrift zu verarbeiten.

Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prozessor ferner ausgebildet, eine Abweichung zwischen den verarbeiteten Daten und den Referenzdaten zu bestimmen, um ein Abweichungsmaß zu erhalten. Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prozessor ferner ausgebildet, das Abweichungsmaß mit einem vorbestimmten Schwellwert zu vergleichen, und die Sensordaten zu verwerfen, falls das Abweichungsmaß den vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist den manipulierten Daten ein Zeitstempel zugeordnet, und ist der Prozessor ferner ausgebildet, den Zeitstempel zu verändern, um die Funktionsfähigkeit des Sensors zu überprüfen. Die Vorrichtung kann in Autos, in Flugzeugen oder in Schiffen eingesetzt werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit eines Sensors eines Fahrzeugs gelöst, wobei der Sensor ausgebildet ist, Sensordaten mit einer ersten Rate bereitzustellen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen von vorbestimmten Prüfdaten, Verknüpfen der vorbestimmten Prüfdaten mit den Sensordaten, um manipulierte Daten zu erhalten, Verarbeiten der manipulierten Daten mit einer zweiten Rate gemäß einer Verarbeitungsvorschrift, um verarbeitete Daten zu erhalten, und Vergleichen der verarbeiteten Daten mit vorbestimmten Referenzdaten, um die Funktionsfähigkeit des Sensors zu überprüfen.

Das Verfahren kann durch die Vorrichtung ausgeführt werden. Weitere Merkmale des Verfahrens resultieren unmittelbar aus der Funktionalität und/oder den Merkmalen der Vorrichtung.

Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens nach dem zweiten Aspekt gelöst, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.

Die Vorrichtung kann programmtechnisch eingerichtet sein, um den Programmcode auszuführen.

Die Erfindung kann in Hardware und/oder Software realisiert werden.

BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Weitere Ausführungsbeispiele werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit eines Sensors in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform; und

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit eines Sensors in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.

Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Wenngleich ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform bezüglich nur einer von mehreren Implementierungen offenbart worden sein mag, kann außerdem ein derartiges Merkmal oder ein derartiger Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Weiterhin sollen in dem Ausmaß, in dem die Ausdrücke „enthalten", „haben", „mit" oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, solche Ausdrücke auf eine Weise ähnlich dem Ausdruck „umfassen" einschließend sein. Die Ausdrücke „gekoppelt" und „verbunden" können zusammen mit Ableitungen davon verwendet worden sein. Es versteht sich, dass derartige Ausdrücke dazu verwendet werden, um anzugeben, dass zwei Elemente unabhängig davon miteinander kooperieren oder interagieren, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Außerdem ist der Ausdruck „beispielhaft" lediglich als ein Beispiel aufzufassen anstatt der Bezeichnung für das Beste oder Optimale. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen. Fig. 1 zeigt eine schematische einer Vorrichtung 100 zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit eines Sensors 102 in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform. Die Vorrichtung 100 umfasst den Sensor 102, welcher ausgebildet ist, Sensordaten mit einer ersten Rate bereitzustellen, einen Speicher 104, in welchem vorbestimmte Prüfdaten gespeichert sind, und

einen Prozessor 106, welcher ausgebildet ist, die vorbestimmten Prüfdaten mit den Sensordaten zu verknüpfen, um manipulierte Daten zu erhalten, die manipulierten Daten mit einer zweiten Rate gemäß einer Verarbeitungsvorschrift zu verarbeiten, um verarbeitete Daten zu erhalten, und die verarbeiteten Daten mit vorbestimmten Referenzdaten zu vergleichen, um die Funktionsfähigkeit des Sensors 102 zu überprüfen.

Durch die Vorrichtung 100 wird der Vorteil erreicht, dass die Funktionsfähigkeit des Sensors 102, z.B. eines Umfeldsensors, kontinuierlich während des Betriebs geprüft werden kann, da es möglich ist, die Sensordatenverarbeitung systematisch mit an sich bekannten Informationen auf ihren Zustand zu überprüfen. Beispielsweise kann die Sensordatenverarbeitung gemäß der Verarbeitungsvorschrift mit einer größeren Abtastrate laufen, als Daten vom Sensor bereitgestellt werden. So kann beispielsweise die Sensordatenverarbeitung mit 18 Hz laufen, falls der Sensor mit 16 Hz Daten liefert. In den zusätzlich zur Verfügung stehenden Abtastschritten können Informationen als Eingang simuliert werden, deren Ausgang am Ende der Sensordatenverarbeitung bekannt ist. Damit kann überprüft werden, ob beispielsweise durch eine fehlerhafte Adaption das Sensordatenverarbeitungssystem instabil geworden ist bzw. sich in seiner Performance verschlechtert hat.

Als Eingangsdaten können bei diesen Prüfsequenzen folgende Varianten verwendet werden: es werden die Daten des letzten normalen Durchlaufs des Sensors 102 genommen, jedoch an bestimmten Stellen manipuliert. Das kann beispielsweise ein zusätzliches Schild oder eine Fahrstreifenmarkierung in einem Videobild oder eine Straße, wo keine sein dürfte, oder zusätzliche Radarreflektionen in einem Radarempfangspattern oder Echos von einem Ultraschall- oder Lidarsensor sein. Je nach Sensor können die Daten auf verschiedenen Abstraktionsniveaus eingespielt werden, z.B. auf niedrigster Ebene Bilddaten bei einer Kamera oder Radar-Peaks bei einem Radar-Sensor. Auf höherer Ebene kann eine modifizierte Disparitätskarte oder ein anders vorverarbeitetes Bild, z.B. durch Kantendetektion oder Berechnung eines optischen Flusses in Bildsequenzen, für eine Kamera oder Cluster für einen Radarsensor verwendet werden. Die Daten für die Manipulation können dabei aus einer sensorlokalen Datenbank oder Speicher kommen, die bereits bei Auslieferung feststehen. Weiterhin können synthetisch erzeugten Daten verwendet werden, die nach festen Regeln erstellt werden, oder es können gespeicherte Testeingangsdaten verwendet werden, die bereits bei der Auslieferung feststehen. Falls es nicht möglich ist, zusätzliche Rechenleistung zu verbauen (d.h. die Rechenleistung reicht nur für die Verarbeitung der Eingangsdaten des Sensors), können auch situationsabhängige Daten injiziert werden. Beispielsweise werden Teile der Eingangsdaten geändert, in der späteren Kette jedoch wieder herausgefiltert. Weiterhin können z.B. zusätzliche Objekte integriert werden, wobei die Daten dabei aus einer lokalen Datenbank oder einem Speicher kommen und bereits bei der Auslieferung feststehen. Während generell unkritischer Situationen können kurzzeitig synthetische Daten eingespielt werden, jedoch kann nach der Situationsinterpretation die Verarbeitung abgebrochen werden. Weiterhin können Daten ergänzt werden, die nicht zum Kontext passen und daher herausgefiltert werden sollten. Beispielsweise kann auf einer Autobahn ein Fußgänger eingespielt werden.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Verarbeitung der Sensordaten und die Verarbeitung der manipulierten Daten voneinander getrennt. So kann erreicht werden, dass keine Filter (für Tracking, etc.) dejustiert werden oder sich falsch einschwingen. Ebenso wie direkt an den Sensoren können auch Daten an späteren Stellen der Verarbeitung integriert werden. Beispielsweise können kritische Objekte an einer Objektschnittstelle injiziert werden und parallel zu den Sensordaten bewerten werden. Diese können andere Verkehrsteilnehmer (z.B. Fahrzeuge mit hoher Bremsdynamik oder geringem Abstand) oder Fußgänger sein, aber es können auch andere Objekten, wie beispielsweise injizierte Verkehrsschilder, Fahrstreifenmarkierungen oder Randbebauungen verwendet werden. So kann vor allem eine kontextabhängige Bewertung geprüft werden, die mit synthetischen oder vorab festgelegten Situationen nicht ohne weiteres überprüft werden kann. Eine weitere Möglichkeit stellt die Veränderung von Zeitstempeln vor einer Assoziation dar. Es werden die Zeitstempel der Sensordaten oder normalen Objekten verändert oder es werden Objekte injiziert, die geringfügig unpassende Zeitstempel haben. Damit ist es möglich, die Zeitsynchronisation sowie die Assoziation bzw. das Tracking zu prüfen. Die nachgestellten Fehler sollten dabei systematisch das Verhalten des Systems abprüfen. Dabei werden vor allem die Grenzen des Systems abgeprüft. Beispielsweise können, in einer Last-Situation, gefährliche Objekte in Test-Frames einbracht werden und geprüft werden, ob das System die Situation „Voll-Last-Situation" noch beherrscht (z.B. funktioniert die Bewertung und Priorisierung, Tracking von Objekten, usw.). Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 200 zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit eines Sensors 102 in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform. Der Sensor 102 ist ausgebildet, Sensordaten mit einer ersten Rate bereitzustellen. Das Verfahren 200 umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen 202 von vorbestimmten Prüfdaten, Verknüpfen 204 der vorbestimmten Prüfdaten mit den Sensordaten, um manipulierte Daten zu erhalten, Verarbeiten 206 der manipulierten Daten mit einer zweiten Rate gemäß einer Verarbeitungsvorschrift, um verarbeitete Daten zu erhalten, und Vergleichen 208 der verarbeiteten Daten mit vorbestimmten Referenzdaten, um die Funktionsfähigkeit des Sensors 102 zu überprüfen. Durch das beschriebene Verfahren wird der Vorteil erreicht, dass eine Selbstdiagnose des Sensors 102 bzw. Umfeldsensors und/oder weiterer Verarbeitungsschritte der entsprechenden Informationskette möglich ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 Vorrichtung

102 Sensor

104 Speicher

106 Prozessor

200 Verfahren

202 Bereitstellen 204 Verknüpfen

206 Verarbeiten

208 Vergleichen