[發(fā)明專利]用于驗(yàn)證對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的仿真的方法和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010722784.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112286788A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.羅德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/36
• 分類號(hào): G06F11/36
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;劉春元

用于驗(yàn)證對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的仿真（10）的方法（20），其特征在于以下特征：對(duì)于在所述系統(tǒng)上獲得的測(cè)量序列（30）與所述仿真（10）的對(duì)應(yīng)于所述測(cè)量序列（30）的結(jié)果（40）的組合，分別計(jì)算（21）預(yù)給定的驗(yàn)證度量（ε），以及基于所計(jì)算的驗(yàn)證度量（ε）對(duì)所述仿真（10）進(jìn)行驗(yàn)證（22）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于驗(yàn)證對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的仿真的方法。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的設(shè)備、相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序以及相應(yīng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

在軟件技術(shù)中，用通用術(shù)語(yǔ)“基于模型的測(cè)試”（model-based testing，MBT）總結(jié)了使用模型來(lái)使測(cè)試活動(dòng)自動(dòng)化以及使用模型來(lái)在測(cè)試過(guò)程中生成測(cè)試偽影。例如，長(zhǎng)久以來(lái)眾所周知的是，從描述待測(cè)試系統(tǒng)的目標(biāo)行為的模型中生成測(cè)試情況。

特別是嵌入式系統(tǒng)（embedded system）依賴于來(lái)自傳感器的確定性輸入信號(hào)，并進(jìn)而通過(guò)輸出到各種致動(dòng)器的信號(hào)來(lái)刺激所述嵌入式系統(tǒng)的環(huán)境。因此，在這樣的系統(tǒng)的驗(yàn)證和上游開(kāi)發(fā)階段的過(guò)程中，在調(diào)節(jié)環(huán)中對(duì)所述系統(tǒng)的模型（model in the loop，模型在環(huán)，MiL）、軟件（software in the loop，軟件在環(huán)，SiL）、處理器（processor in theloop，處理器在環(huán)，PiL）或整個(gè)硬件（hardware in the loop，硬件在環(huán)，HiL）與環(huán)境模型一起進(jìn)行仿真。在車輛技術(shù)中，取決于測(cè)試階段和測(cè)試目的，有時(shí)將與該原理相對(duì)應(yīng)的用于檢查電子控制設(shè)備的仿真器稱為組件檢查臺(tái)、模塊檢查臺(tái)或集成檢查臺(tái)。

DE10303489A1公開(kāi)了這種用于測(cè)試車輛的控制單元的軟件的方法，在該方法中，通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)至少部分地仿真可由所述控制單元控制的調(diào)節(jié)段，其方式是由所述控制單元產(chǎn)生輸出信號(hào)并且經(jīng)由第一連接將所述控制單元的輸出信號(hào)傳輸?shù)降谝挥布K，并將來(lái)自第二硬件模塊的信號(hào)作為輸入信號(hào)經(jīng)由第二連接傳輸?shù)剿隹刂茊卧渲兴鲚敵鲂盘?hào)作為軟件中的第一控制值提供，并附加地經(jīng)由通信接口相對(duì)于所述調(diào)節(jié)段實(shí)時(shí)地傳輸?shù)剿鰷y(cè)試系統(tǒng)。

這種仿真在各種技術(shù)領(lǐng)域中廣泛使用，并且例如在開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)的早期階段用于檢查所述嵌入式系統(tǒng)在電動(dòng)工具、用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備或甚至自主車輛中的適用性。盡管如此，由于缺乏對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的仿真模型的可靠性的信任，所述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的仿真模型的結(jié)果僅被有限地引入到釋放決策（Freigabeentscheidung）中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的用于驗(yàn)證對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的仿真的方法，相應(yīng)的設(shè)備，相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序以及相應(yīng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的方案基于以下認(rèn)識(shí)：對(duì)來(lái)自仿真模型的時(shí)間信號(hào)的驗(yàn)證是所述仿真模型的輸出與來(lái)自試驗(yàn)的測(cè)量值之間的比較。在此，所選擇的仿真信號(hào)或測(cè)量信號(hào)描述了感興趣的變量（quantity of interest，QOI），該感興趣的變量可以是標(biāo)量或存在于時(shí)間序列中。

所建議的解決方案還考慮到以下事實(shí)：基于測(cè)量對(duì)仿真進(jìn)行驗(yàn)證是驗(yàn)證的最簡(jiǎn)單情況。為此，將兩個(gè)標(biāo)量或兩個(gè)時(shí)間序列相互比較。然而，在實(shí)踐中大多致力于將多次重復(fù)試驗(yàn)與多次重復(fù)仿真進(jìn)行比較，以減少所述驗(yàn)證中的統(tǒng)計(jì)不確定性。對(duì)于標(biāo)量來(lái)說(shuō)，例如可以借助于所謂的信任區(qū)間或置信區(qū)間來(lái)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)比較是常見(jiàn)的。此外，對(duì)于標(biāo)量QOI建議借助于所謂的概率盒（probability boxes，p盒）進(jìn)行所述驗(yàn)證。這是兩個(gè)累積分布函數(shù)（cumulative distribution functions，CDF）的比較。

下文描述的方法最終基于以下認(rèn)識(shí)：對(duì)時(shí)間序列的驗(yàn)證與對(duì)標(biāo)量的驗(yàn)證的不同之處在于驗(yàn)證度量的使用。驗(yàn)證度量是一種數(shù)學(xué)函數(shù)，其將兩個(gè)時(shí)間序列映射為一個(gè)標(biāo)量，該標(biāo)量同樣稱為驗(yàn)證度量。最著名的示例是如下定義的均方誤差（mean squared error，MSE）：

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