用于检测设备的异常运行状态的方法、装置和系统制造方法及图纸

给出用于检测设备、尤其是机动车的异常运行状态的方法、装置以及系统。该方法具有以下步骤：a)将代表设备的至少一个部件(2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测设备的异常运行状态的方法、装置和系统


[0001]本专利技术涉及一种用于检测设备、尤其是机动车的异常运行状态的方法以及一种对应的装置以及一种对应的系统。此外给出一种相应的计算机程序和存储介质。

技术介绍

[0002]当今的机动车具有多种车辆功能，除了基本的舒适性功能、辅助或行驶动态调节之外，也具有安全关键的功能，所述安全关键的功能例如允许自动实施驾驶操纵、尤其是部分自主的或完全自主的驾驶。
[0003]随着车辆功能越来越复杂以及其联网程度越来越高，在各个车辆功能的运行范围内收集或交换的数据的量也增加。在此过程中越来越难通过手动建模来检测和评估异常运行状态、即在各个车辆功能的运行中的故障以及规格偏差。
[0004]在此，借助车辆规格来构建状态自动装机被称为手动建模，借助车辆规格描绘机动车的各个部件的所有理论运行状态。在此以及在下面，不仅机动车的各个软件组成部分而且硬件组成部分以及机动车的多个软件组成部分和/或硬件组成部分的组合被称为部件，通过这些部件分别实现一个或多个车辆功能。在机动车的运行期间，通常记录所收集的数据或在机动车的总线系统上交换的数据；根据车辆功能或部件，在此可以涉及诊断数据(如状态信号或故障信号、用于控制或调节各个部件的控制信号)，或涉及代表所检测到的测量值(如机动车的速度或转向角)的数据。在下面，全部前述的所收集的或交换的数据被称为测量数据。紧接着机动车的运行，然后可以读取全部记录的测量数据量，以便借助一个或多个模型检验这些测量数据在理论运行状态方面的偏差。
专利技术内容
[0005]本专利技术所基于的任务是，实现一种用于检测机动车的异常运行状态的有效以及可靠的方法。此外，应给出一种对应的装置、一种对应的系统以及一种计算机程序以及一种存储介质。
[0006]所述任务通过各独立权利要求来解决。有利的设计方案在各从属权利要求中得以表征。
[0007]根据第一方面，本专利技术涉及一种用于检测机动车的异常运行状态的方法。
[0008]该方法包括以下步骤：
[0009]a)将代表机动车的至少一个部件的要期望的运行状态的模型数据提供给机动车；
[0010]b)通过机动车收集代表机动车的所述至少一个部件的实际运行状态的测量数据；
[0011]c)通过机动车根据模型数据和测量数据确定代表期望运行状态的比较数据；
[0012]d)根据比较数据和测量数据来检验是否存在实际运行状态与期望运行状态的偏差；并且
[0013]e)根据所述偏差，与收集测量数据的时刻对应地将异常运行状态关联于所述至少一个部件。
[0014]模型数据尤其是代表统计模型，所述统计模型分别从所述至少一个部件的初始状态或已经经历过的运行状态出发给出所述至少一个部件的最可能的下一个运行状态。该最可能的下一个运行状态也被称为期望运行状态并且通过在步骤c)中确定的比较数据来代表。
[0015]优选考虑(深度)人工神经网络作为统计模型。尤其是，相应部件的通过输出相应测量数据来代表的每个动作以及相应部件的动作的停止可以理解为运行状态。为了在步骤d)中确定偏差，例如可以使用基于距离的方法(如“最近邻算法”(KNN)、“局部异常因子算法”(LOF)、“[层次]基于密度的带噪声的应用空间聚类算法”([H]‑
DBSCAN)或“用于识别聚类结构的排序点”(OPTICS))、基于集成的方法(如“孤立森林算法”(IF))、统计学的方法(如“高斯混合模型”(GMM)、“独立成分分析”(ICA)或“向量自回归”(VAR))、基于域的方法(如“[一类]支持向量机”([OC]‑
SVM))或基于重建的方法(如“极限学习机”(ELM))。
[0016]步骤d)和e)尤其是可以根据在Bertrand Charpentier、Marin Bilos和Stephan G
ü
nnemann的2019年第12831
‑
12840页的“神经信息处理系统的进步(Advances in Neural Information Processing Systems)”中以及在2019年神经信息处理系统会议上提出的方法“异步时间事件预测的不确定性(Uncertainty on Asynchronous Time Event Prediction)”来实施。
[0017]有利地，根据第一方面的方法能够实现在机动车的运行期间、尤其是实时检测机动车的异常运行状态。有利地，因此可以放弃传输全部量的测量数据或者可以限制于与至少一个部件的异常运行状态相对应的测量数据。此外可设想，一旦已经识别到与安全相关的车辆功能的异常运行状态，则在机动车运行期间就已经采取相应的措施，从而能够有助于机动车的特别安全的行驶运行。
[0018]代替机动车，上述方法也可以考虑用于装备有相应的传感装置的其它装置(以下也称为“设备”)，以便监控相应装置的运行状态。所有在此以及在下面结合机动车公开的特征也可以符合意义地转用于这种装置。
[0019]在根据第一方面的一个有利的设计方案中，在步骤c)之前为机动车预先给定待评估的车辆功能，并且根据待评估的车辆功能和测量数据确定经过滤的测量数据。为了在步骤c)中确定比较数据，考虑经过滤的测量数据。
[0020]尤其是，测量数据被这样过滤，使得在经过滤的测量数据中仅包括参与待评估的车辆功能的运行的部件的测量数据。
[0021]在根据第一方面的另一个有利的设计方案中，步骤b)至d)分别在多个依次相继的时刻实施。当在至少N个依次相继的时刻分别确定实际运行状态与期望运行状态的偏差时，在步骤e)中与所述N个依次相继的时刻对应地将异常运行状态关联于所述至少一个部件，其中，N表示大于1、尤其是大于5、优选大于10的自然数。
[0022]换句话说，实际运行状态与期望运行状态的多次偏差才导致分类为异常运行状态。
[0023]在根据第一方面的另一个有利的设计方案中，在步骤e)之后的步骤f)中，在所述至少一个部件关联有异常运行状态的情况下，存储和/或输出与该异常运行状态对应的测量数据。
[0024]尤其是，就此而言可以将不与异常运行状态对应的测量数据在其收集之后丢弃，
从而能够简化后续分析和/或减少存储器耗费。
[0025]在根据第一方面的另一个有利的设计方案中，步骤a)根据第二方面包括：
[0026]‑
将一个或多个机动车的运行数据提供给计算中心，
[0027]‑
将待评估的车辆功能预先给定给计算中心，并且根据待评估的车辆功能和运行数据确定经过滤的运行数据，
[0028]‑
通过根据针对待评估的车辆功能已过滤的运行数据训练模型来确定模型数据，并且
[0029]‑
将所确定的模型数据提供给机动车。
[0030]提供给计算中心的运行数据尤其是历史运行数据，例如在多个机动车的测试行驶范围内记录的总线信号。
[0031]有利地，根据第二方面的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于检测设备、尤其是机动车(10)的异常运行状态的方法，所述方法具有以下步骤：a)将代表所述设备的至少一个部件(2、3、4、5)的待期望的运行状态的模型数据(M)提供给所述设备；b)通过所述设备收集代表所述设备的所述至少一个部件(2
‑
5)的实际运行状态的测量数据(D)；c)通过所述设备根据模型数据(M)和测量数据(D)确定代表期望运行状态的比较数据(V)；d)根据比较数据(V)和测量数据(D)检验是否存在实际运行状态与期望运行状态的偏差；并且e)根据所述偏差，与收集测量数据(D)的时刻对应地将异常运行状态关联于所述至少一个部件(2
‑
5)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设备构造为机动车(10)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
‑
在步骤c)之前，为机动车(10)预先给定待评估的车辆功能(F)，
‑
根据待评估的车辆功能(F)和测量数据(D)确定经过滤的测量数据(D*)，并且
‑
为了在步骤c)中确定比较数据(V)，考虑经过滤的测量数据(D*)。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
‑
分别在多个依次相继的时刻实施步骤b)至d)，并且
‑
当在至少N个依次相继的时刻分别确定实际运行状态与期望运行状态的偏差时，在步骤e)中与所述N个依次相继的时刻对应地将异常运行状态关联于所述至少一个部件(2
‑
5)，其中，N表示大于1、尤其是大于5、优选大于10的自然数。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤e)之...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：