[发明专利]使软件动态地分布在车辆的控制系统中的方法及控制系统

说明书

本发明涉及一种使软件动态地分布在车辆的控制系统中的方法及控制系统。本发明涉及一种用于基于背景使程序代码(20、22、24、26、28、30)动态地分布在车辆(1)的控制系统(10)中的方法。在此，所述控制系统具有多个用于执行程序代码的控制装置(12、14、16、18)。设置为，通过全局布局图(62)进行程序代码与控制系统的相应的控制装置的关联。在此，在处于控制系统外部的计算单元(64、66、68)上计算所述全局布局图。将全局布局图的数据传递至控制系统(10)。本发明还涉及一种至少半自主驾驶的机动车(1)，其具有控制系统，用于实施所述方法。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的一种用于基于背景动态地使软件分布在机动车的控制系统中的方法、一种用于执行所述方法的控制系统、一种带有所述控制系统的机动车以及一种计算机程序产品。

背景技术

现在的车辆尤其是具有大量的辅助系统，所述辅助系统在多种驾驶情况下对驾驶员进行基于计算机的支持。所述辅助系统能够使用远远超出人类的感知能力的传感器，来检测大量测量数据。此外，所述辅助系统的速度也显著超过人类的反应时间。已知的驾驶员辅助系统例如是车道保持辅助系统、识别出行人的情况下的刹车辅助系统和尤其用于交通拥堵情况的距离调节巡航控制系统。

通过这种辅助系统的应用，驾驶员在其驾驶判断方面的自主性越来越多地转移给车辆或相应运行的控制单元。这种发展最终形成自主驾驶的车辆，其完全可以在没有人工干预的情况下行驶。借助这种自主驾驶的车辆，能够实现全自动的客运。

对汽车、尤其自主驾驶的汽车的驾驶运行的控制通过驾驶系统来实现，所述驾驶系统在本申请的范畴内应以最广义的方式理解成针对该任务专门构造和配置的控制单元。所述控制单元构造为，通过使用多个输入信号、尤其由车辆自行检测的传感器数据以及接收到的通信数据，对车辆进行自动化的横向和纵向引导。这种对自动化的横向和纵向引导的控制对驾驶辅助系统提出了复杂的计算要求，所述驾驶辅助系统为此通常具备至少部分以机器学习(人工智能)为基础的算法、模型和控制功能。

为了安全地运行自动汽车，需要大量相互整合的软件应用。然而，问题在于，诸如软件应用或计算节点范围内的错误可能会导致一些应用不再能够执行。根据所述应用的重要性，这可能会对驾乘人员和其他交通参与者的安全造成严重后果。

为了避免由出现的错误导致严重后果，可以在不同计算节点上冗余地执行软件应用。在此，思路是，在被动模式下执行冗余的实例(Instanz)。这意味着，冗余的实例执行与主动实例相同的过程，然而不与执行的系统相互作用。

根据相应功能的功能重要性，这可能会导致不受控的驾驶状态，舒适度下降，乃至对自主驾驶的机动车的驾乘人员的危险。在此，已知冗余地实施与安全相关的系统，以便运行安全地避免危险的驾驶情况。

确定应用实例与计算节点之间的关联的任务并非易事。判断与多种不同的参数相关。例如计算节点仅具有数量有限的计算和存储资源。另一方面，每个应用都需要特定数量的资源来按计划工作。为了确保所有的应用都能够在安装在车辆中的计算节点上执行，必须解决多维且复杂的应用布局问题。

如上所述，因软件或硬件错误造成的危险情况可以通过冗余软件设计(部分)避免。然而，引入冗余的应用实例加剧了应用布局问题的复杂性，因为必须考虑附加的参数。例如，可以针对每个应用给出最小数量的冗余实例。此外，还可以针对每个应用定义最小程度的硬件隔离。该参数给出至少必须在多少个不同的计算节点上执行应用的实例。在此，可使用的控制单元的数量和在程序方面对最小硬件隔离的要求导致分布问题。

由于运行自动车辆所需的软件应用的数量相当大(涉及大约数百个应用)，因此通常在计算节点与应用实例之间存在大量有效关联。然而，并非所有的有效关联都同样“良好”。为了选择尽可能好的映射(Mapping)，必须制定优化目标。例如可以制定优化目标，使得能够使得尽可能多的计算节点关闭的映射，优于使用车辆所配备的所有计算节点的映射。除了该优化目标之外，还可以设想考虑其它标准的多种其它的目标功能。