用于检查包括多个部件的作用链的方法与流程

本发明涉及一种用于检查包括多个部件的作用链的方法——该作用链用于在基础设施内受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车、一种设备、一种计算机程序和一种机器可读的存储介质。

背景技术：

1、公开文献de 10 2018 205 872 a1公开了一种用于产生物理对象的数字孪生的方法。

2、公开文献de 10 2012 222 562 a1公开了一种针对受管理的(bewirtschaftete)停车处的用于将车辆从起始位置转移到目标位置的系统。

技术实现思路

1、本发明所基于的任务可以视为，提供一种用于高效地检查包括多个部件的作用链的方案，该作用链用于在基础设施内受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车。

2、该任务借助本发明来解决。本发明的有利构型是各个优选实施方式的内容。

3、根据第一方面，提供一种用于检查包括多个部件的作用链的方法，该作用链用于在基础设施内受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车，该方法包括以下步骤：

4、接收状态信号，所述状态信号代表该作用链的状态，

5、基于所述状态信号来创建该作用链的部件的至少一个数字孪生，

6、在使用所述至少一个数字孪生的情况下检查该作用链：该作用链是否适合用于受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车，

7、基于该检查来确定该作用链是否适合用于受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车。

8、根据第二方面，提供一种设备，该设备设置为用于实施根据第一方面的方法的所有步骤。

9、根据第三方面，提供一种计算机程序，该计算机程序包括指令，所述指令在通过计算机、例如通过根据第二方面的设备执行该计算机程序时促使该计算机实施根据第一方面的方法。

10、根据第四方面，提供一种机器可读的存储介质，在该存储介质上存储有根据第三方面的计算机程序。

11、本发明基于并且包括以下认知，即上述任务通过下述方式来解决：不是直接地检查作用链，而是检查数字映射、即该作用链的部件的至少一个数字孪生。即，不对真实的作用链而是对虚拟的作用链进行检查。因此，例如，当例如在进行检查的实体(instanz)与作用链或作用链的部件之间不存在通信连接时，也能够检查该作用链、即特别是该作用链的一个或多个部件。通过检查虚拟的作用链也实现以下技术优点：即使在进行检查的实体与作用链或部件之间的通信连接是可能的或者这样的通信连接存在，这样的通信连接也完全不是必需的。因此例如实现以下技术优点：能够高效地检查作用链。

12、即因此特别是提供一种方案，该方案使得能够实现高效地检查包括多个部件的作用链，该作用链用于在基础设施内受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车。

13、对于表述“受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车”在英语中经常使用表述“infrastructure-assisted driving(基础设施辅助驾驶)”。

14、在该方法的一种实施方式中设置，创建至少一个数字孪生包括，为一个部件创建自己的数字孪生和/或为多个部件共同地创建一个数字孪生。

15、由此例如实现以下技术优点：能够高效地创建至少一个数字孪生。

16、在该方法的一种实施方式中设置，所述检查包括：检查是否作用链作为整体满足和/或一个或多个部件满足预确定的安全完整性等级、特别是asil和/或sil。

17、由此例如实现以下技术优点：能够高效地执行所述检查。

18、在该方法的一种实施方式中设置，接收代表基础设施的天气的天气信号，其中，基于所述天气信号执行对作用链的所述检查。

19、由此例如实现以下技术优点：能够高效地执行所述检查。特别是由此实现以下技术优点：能够尽可能忠实地虚拟地映射现实。

20、在该方法的一种实施方式中设置，基于天气信号来创建天气的数字天气孪生，其中，基于该数字天气孪生执行对作用链的所述检查。

21、由此例如实现以下技术优点：能够高效地执行所述检查。

22、在该方法的一种实施方式中设置，将天气集成到作用链的部件的已被创建的数字孪生中。

23、由此例如实现以下技术优点：能够高效地执行所述检查。

24、在该方法的一种实施方式中设置，接收代表基础设施的数字地图的地图信号，其中，基于该数字地图执行对作用链的所述检查。

25、由此例如实现以下技术优点：能够尽可能忠实地虚拟地映射该机动车所在的现实。

26、在该方法的一种实施方式中设置，基于地图信号来创建数字地图孪生，其中，基于该数字地图孪生执行对作用链的所述检查。

27、由此例如实现以下技术优点：能够高效地执行所述检查。

28、在该方法的一种实施方式中设置，将数字地图集成到作用链的部件的已被创建的数字孪生中。

29、由此例如实现以下技术优点：能够高效地执行所述检查。

30、根据一种实施方式设置，所述多个部件分别是从以下部件组中选择的元素：环境传感器、通信装置、机动车、该机动车的控制器、该机动车的执行器、基础设施的光信号设备、基础设施的电子交通标志牌、基础设施侧的用于计算基础设施辅助数据的计算机——基于所述基础设施辅助数据能够至少部分自动化地引导机动车、基础设施的光信号设备、基础设施的栏杆。

31、由此例如实现以下技术优点：能够检查特别适合的部件。

32、在该方法的一种实施方式中设置，所述状态包括以下状态参数中的一个或多个状态参数：部件的类型、部件的特性——特别是所述部件满足哪个安全完整性等级，特别是asil和/或sil、部件——特别是存储器——的负载、计算时间、部件的维护数据，所述维护数据特别是说明最后一次维护的时间点、所述部件的运行数据，所述运行数据特别是说明所述部件是否处于运行中、所述部件的历史数据，所述历史数据描述所述部件的历史、部件的预测数据，所述预测数据描述所述部件的预测状态。

33、由此例如实现以下技术优点：能够高效地描述状态。

34、部件的历史例如包括下述内容：关于部件的一个或多个失效的说明和/或关于部件的一个或多个所执行的维护的说明和/或关于部件的一个或多个所规划的维护的说明和/或部件的寿命和/或部件的故障数据。

35、作用链的部件例如是以下部件中的一个部件：环境传感器、机动车的控制器、机动车的主控制器、机动车的通信接口、基础设施的通信接口、计算机——该计算机设置为用于求取用于在基础设施内受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车的基础设施辅助数据、云基础设施——在该云基础设施中实现基础设施的一个或多个部件。

36、在本说明书的意义上的部件例如是基础设施侧的部件或者机动车侧的部件，除非另有说明。

37、作用链的部件例如是机动车。

38、在该方法的一种实施方式中设置，所述基础设施具有以下基础设施元素中的一个或多个基础设施元素：停车场、隧道、高速公路驶入口、高速公路驶出口、枢纽——特别是环行交通、交叉路口、合流口、t形交叉路口、斑马线、建筑工地、桥梁、高架下通道、收费站、停车库。

39、由此例如实现以下技术优点：对在在特定基础设施内对机动车的至少部分自动化的引导方面特别重要的作用链进行检查。

40、对机动车的受基础设施支持的至少部分自动化的引导例如包括：在基础设施内、例如停车场内的至少部分自动化引导的行驶的情况下对机动车的受基础设施支持的辅助。

41、例如，在根据第一方面的方法的一种实施方式中设置，机动车在停车场内执行avp过程。

42、缩写“avp”代表“automated valet parking，自动代客泊车”，并且可以翻译成德语“automatischer parkservice，自动化泊车服务”。avp过程例如包括对机动车的从交付位置(abgabeposition)到泊车位置的至少高度自动化的引导，并且例如包括对机动车的从泊车位置到交还位置的至少高度自动化的引导。在交付位置处，机动车的驾驶员交付该机动车用于avp过程。在交还位置处，该机动车在avp过程结束之后被交还。

43、因此，在本说明书的意义上的机动车例如也可以被称为avp机动车，只要该机动车例如设置为用于执行avp过程。

44、例如设置，所述avp过程包括根据avp类型1、avp类型2和/或avp类型3的avp过程，其中，avp类型1是机动车中心化的avp过程，其中，avp类型2是基础设施中心化的avp过程，并且其中，avp类型3是机动车-基础设施分担式的avp过程。

45、由此例如实现以下技术优点：能够高效地执行avp过程。

46、avp类型1标识机动车中心化的avp过程。该avp过程的主责任在于机动车。

47、avp类型2标识基础设施中心化的avp过程。该avp过程的主责任在于基础设施、即在于avp系统。

48、avp类型3标识机动车-基础设施分担式的avp过程。在此，在机动车与avp系统之间分担该avp过程的主责任。

49、avp过程包括以下过程或者功能：

50、1.为机动车确定位于停车场内的目标位置。

51、2.规划从被该停车场包括的起始位置到目标位置的路线。

52、3.探测对象和/或事件以及对所探测到的对象和/或所探测到的事件做出相应的反应。

53、4.在该停车场内定位该机动车。

54、5.基于所规划的路线为该机动车计算应有轨迹。

55、6.基于所计算的应有轨迹控制该机动车的横向引导和纵向引导。

56、下表说明：“这些过程或者功能中的哪些过程或者功能视avp类型而定地由机动车或者由基础设施侧的例如可以包括根据第二方面的系统的avp系统来执行”的配属关系，其中，“i”代表“基础设施”、即代表avp系统，“k”代表“机动车”，从而“i”说明该过程通过avp系统来执行，“k”说明该过程通过机动车来执行：

57、

58、

59、因此在上表中，为每个功能特定地针对每个avp类型说明，该功能是通过基础设施、即基础设施侧的avp系统来执行，还是通过机动车、即例如机动车侧的avp系统来执行。在若干情况下可以设置，该功能不仅通过基础设施侧的avp系统来实施，而且通过机动车、即机动车侧的avp系统来实施。

60、在针对avp类型1的对象探测和事件探测方面可选地可以设置，除了机动车之外，基础设施的avp系统也实施该功能。

61、在此所描述的avp类型1、avp类型2和avp类型3在iso 23374中进一步详细地被描述。

62、表述“至少部分自动化地引导”包括下述情况下中的一种或者多种情况：受辅助地引导、部分自动化地引导、高度自动化地引导、全自动化地引导该机动车。因此，表述“至少部分自动化的”包括下述情况下中的一种或者多种情况：受辅助的、部分自动化的、高度自动化的、全自动化的。

63、受辅助的引导意味着，机动车的驾驶员持续地实施机动车的横向引导或者纵向引导。对应另一行驶任务自动化地执行(即控制机动车的纵向引导或者横向引导)。这意味着，在受辅助地引导机动车时，或者横向引导或者纵向引导被自动化地控制。

64、部分自动化的引导意味着，在特定状况下(例如：在高速公路上行驶、在停车场内行驶、超过对象、在通过车道标记特定的车道内行驶)和/或对于特定的时间段自动化地控制机动车的纵向引导和横向引导。机动车的驾驶员不必本身手动控制机动车的纵向引导和横向引导。但驾驶员必须持续地监控对纵向引导和横向引导的自动化控制，使得在需要时能够手动干预。驾驶员必须随时准备着完全接管机动车引导。

65、高度自动化地引导意味着，对于特定的时间段在特定状况下(例如：在高速公路上行驶、在停车场内行驶、超过对象、在通过车道标记特定的车道内行驶)，自动化地控制机动车的纵向引导和横向引导。机动车的驾驶员不必本身手动控制机动车的纵向引导和横向引导。驾驶员不必持续地监控对纵向引导和横向引导的自动化控制，使得在需要时能够手动干预。在需要时，自动化地向驾驶员输出接管请求以便接管对纵向引导和横向引导的控制、特别是具有足够的时间余量地输出。因此，驾驶员必须潜在地能够接管对纵向引导和横向引导的控制。横向引导和纵向引导的自动化控制的极限被自动化地识别。在高度自动化的引导的情况下不能实现在各种第一状况下自动化地达到风险最小的状态。

66、全自动化地引导意味着，在特定状况下(例如：在高速公路上行驶、在停车场内行驶、超过对象、在通过车道标记特定的车道内行驶)自动化地控制机动车的纵向引导和横向引导。机动车的驾驶员不必本身手动控制机动车的纵向引导和横向引导。驾驶员不必监控对纵向引导和横向引导的自动化控制，使得能够在需要时手动干预。在对横向引导和纵向引导的自动化控制结束之前，自动化地进行对驾驶员发出请求用于接管行驶任务(对机动车的横向引导和纵向引导的控制)、特别是具有足够的时间余量地进行。如果驾驶员不接管驾驶任务，则自动化地返回到风险最小的状态中。自动化地识别对横向引导和纵向引导的自动化控制的极限。在所有状况下能够实现自动化地返回到风险最小的系统状态下。对纵向引导和横向引导的自动化控制的界限被自动化识别到。在任何状况下都能够实现自动化返回到风险最小的系统状态中。

67、在本说明书的意义上的环境传感器例如是以下环境传感器中的一个环境传感器：雷达传感器，图像传感器——特别是视频摄像机的图像传感器，超声波传感器，激光雷达传感器，磁场传感器和红外传感器。

68、在说明书中所描述的实施方式和实施例可以分别以任意形式相互结合，即使没有明确描述这一点。

69、数字孪生例如是一个部件的和/或多个部件的和/或天气的和/或机动车环境的数字地图的和机动车本身的虚拟映射。

70、天气例如对基础设施的道路特性具有影响。例如设置，基础设施的道路、特别是该道路的一部分和/或该道路的、特别是该道路的一部分的道路特性，通过自己的数字孪生被代表、特别是分别通过自己的数字孪生被代表，和/或连同被集成到已被创建的数字孪生中、特别是连同被集成在基础设施的数字孪生中。

71、特别是普遍适用的是，数字孪生特别是来自真实世界的一个物质的和/或非物质的对象(或者多个对象——例如部件、天气和数字地图)和/或一个过程(或者多个过程)在数字世界中的数字代表物。

72、在本说明的意义下，“安全的(sicher)”特别是意味着safe和secure。这两个英语术语虽然在德语中通常都被翻译为“安全”，但它们在英语中具有部分地不同的含义。

73、术语“safe”特别是针对事故和事故避免的主题。因此，“safe”特别是意味着，通过措施来确保正确的作用链功能并且确保正确的在基础设施内对机动车的受基础设施支持的至少部分自动化的引导的流程。

74、术语“secure”特别是针对计算机防护或黑客防护的主题，即特别是针对：有多安全地保障作用链及其部件免受未经授权的访问和通过第三方(所谓的“黑客”)进行的数据篡改？因此，“secure”的作用链特别是具有适当且充分的计算机防护和黑客防护。

75、因此，通过检查基础设施侧的作用链是否适合用于受基础设施支持的至少部分自动化的驾驶，特别是能够实现以下技术优点：能够高效地确保该作用链是否在本说明书的意义上是安全的，即特别是是否在英语术语“safe”和“secure”的意义上是安全的。

76、所述检查例如包括：检查是否满足一个或多个安全性条件。

77、例如设置，所述一个或多个安全性条件分别是从以下安全性条件组中选择的元素：在作用链的部件中的至少一个部件中存在预确定的最小asil和/或最小sil、在部件中的至少一个部件中存在冗余度、在部件中的至少一个部件中存在多样性、存在至少一个规划——该规划包括用于减少故障的措施和/或在部件中的至少一个部件失效的情况下的措施和/或用于故障分析的措施和/或包括在错误解读的情况下的措施、存在一个或多个回退(fallback)场景。

78、由此例如实现以下技术优点：设置特别适合的安全性条件。

79、缩写“asil”代表英语术语“automotive safety integrity level，汽车安全完整性等级”、可以翻译成德语“automotive ”。“汽车安全完整性等级(automotive safety integrity level)”是标准iso 26262的关键组成部分。asil区分为四个不同的asil风险等级，这些asil风险等级标识为asil-a、asil-b、asil-c和asil-d。

80、缩写“sil”代表英语术语“safety integrity level，安全完整性等级”、可以翻译成德语“安全完整性等级(safety integrity level)”是标准iec en 61508的关键组成部分。sil区分为四个不同的sil风险等级，这些sil风险等级标识为sil-1、sil-2、sil-3和sil-4。

81、机动车的受基础设施支持的辅助特别是意味着，向机动车提供基础设施辅助数据。该机动车能够基于这些基础设施辅助数据例如推导出操作指示。该机动车例如能够基于这些基础设施辅助数据自身决定做什么。

82、基础设施辅助数据例如包括以下数据元素中的一个或多个元素：用于至少部分自动化地控制机动车的横向引导和/或纵向引导的控制指令、用于至少部分自动化地远程控制机动车的横向引导和/或纵向引导的远程控制指令、用于针对特定时间在基础设施的特定区域中释放机动车的至少部分自动化的特别是完全自动化的驾驶的释放指令、机动车的应有轨迹、在基础设施内的目标位置、代表机动车的周围环境的周围环境数据、预给定机动车应做什么。该预给定例如设置、该机动车例如是否应行驶或者例如是否必须停下。

83、在该方法的一种实施方式中设置，在时间上在接收代表该作用链的状态的状态信号之后，在更晚的时间点接收在时间上更晚的状态信号，所述在时间上更晚的状态信号代表该作用链在更晚的时间点的状态，其中，基于所述在时间上更晚的状态信号来更新至少一个被创建的数字孪生，其中，在使用至少一个经更新的数字孪生的情况下检查该作用链：该作用链是否适合用于受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车，其中，基于重新所进行的检查来重新确定该作用链是否适合用于在基础设施内受基础设施支持地至少部分自动化地引导机动车。

84、由此例如实现以下技术优点：能够基于经更新的孪生来检查作用链。因此例如，至少一个数字孪生基于代表该作用链的当前状态的当前状态信号被规律地更新，从而所述检查和所述确定相应地被规律地执行。

85、例如设置，所述重新检查包括：检查是否作用链作为整体满足和/或一个或多个部件满足预确定的安全完整性等级、特别是asil和/或sil。

86、结合首次的检查和确定所进行的实施类似地适用于一个或多个更晚的检查步骤和确定步骤，反之亦然。

87、术语“辅助”和“支持”可以同义地被使用。

88、缩写“至少一个”表示“一个或多个”。