CN113661460A - 用于将能远程控制的车辆从初始运行模式转换为目标运行模式的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将能远程控制的车辆(1)从初始运行模式(X)转换为目标运行模式(Y)的方法(10),其特征在于以下特征:根据请求(11)在所述初始运行模式(X)中规划(17)和准备(18)驾驶责任向所设置的操作员的移交,在所述目标运行模式(Y)中议定(19)所述车辆(1)的驾驶责任的范围和运行边界,设定(20)所议定的运行边界,并且开始(21)所述移交并且将所述移交在所述目标运行模式(Y)中安全完成(22)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将能远程控制的车辆从初始运行模式转换为目标运行模式的方法。本发明还涉及一种相应的设备、一种相应的计算机程序和一种相应的存储介质。
背景技术
根据现有技术的部分自主车辆的前提条件在于车辆引导界面(“驾驶员工作位”)以及有驾驶能力的作为车辆乘员被授权来引导车辆的人员,该人员在需要时能够接管所述引导。许多研究项目的内容是所谓的远程控制驾驶(英文:teleoperated driving,ToD),其中,车辆可以通过远程控制在应对具有挑战性的场景——例如经由乡间道路来绕行替代的和非常规的路线等——被支持或者该驾驶任务可以由车辆控制中心(英文:vehiclecontrol center,VCC)中的外部操作者、即所谓的操作员暂时完全接管。为此,车辆和控制中心或其运营者通过具有低时延和高数据速率的移动无线电网络相互连接。
美国专利US 9,494,935 B2公开了用于远程操作自主乘用车的计算机设备、系统和方法。当自主车辆遇到不适合自主操作的非预期的周围环境,例如道路施工现场或障碍物时,车辆传感器可以感测关于该车辆和非预期的周围环境的数据,所述数据包括图像、雷达数据和激光雷达数据等。可以将所感测的数据发送给远程操作者。远程操作者可以手动地远程操作该车辆或向该自主车辆分发指令,这些指令应由不同的车辆系统执行。可以优化发送给远程操作者的所感测的数据,以便节省带宽,其方式例如是,发送所感测的数据的有限子集。
根据US 9,767,369 B2的车辆可以接收车辆周围环境的一个或多个图像。该车辆还可以获得周围环境地图。该车辆还可以将图像中的至少一个特征与地图中的一个或多个特征进行比对。该车辆还可识别一个或多个图像中的确定区域,该确定区域相应于与所述一个或多个特征相距一个阈值距离的地图部分。该车辆还可以压缩一个或多个图像,以便在图像的区域中相比给定区域接收更少量的细节。该车辆还可以为远程系统提供压缩图像并响应于此地接收来自远程系统的运行指令。
如果车辆对该运行缺乏信任,则根据US 9,465,388 B1的系统和方法使得自主车辆能够请求远程操作者的帮助。一个示例性方法包括在第一自主模式下运行自主车辆。该方法还可以包括识别以下状况,在该状况中在第一自主模式下对自主运行的信任水平低于阈值水平。该方法还可以包括向远程助手发送用于支持的请求,其中,该请求包含传感器数据,所述传感器数据表示自主车辆的周围环境的一部分。该方法还可以包括接收来自远程助手的应答,其中,该应答说明第二自主运行模式。该方法还可以实现自主车辆根据来自远程助手的应答在第二自主运行类型下工作。
US 9,720,410 B2公开了用于在预先确定的状况下对自主车辆进行远程支持的另一方法。
发明内容
本发明提供了一种根据独立权利要求的用于将能远程控制的车辆从初始运行模式转换为目标运行模式的方法、一种相应的设备、一种相应的计算机程序和一种相应的存储介质。
该解决方案的一个优点在于,在考虑运行模式、环境状况、功能范围、兼容性和车辆状态的情况下在车辆和控制中心之间安全地移交部分自动化或全自动化车辆的控制。
如果在当前运行模式下可预见到失去控制和与此相关的危险,则控制移交可能是必要的。本发明的一个实施方式确保在这种控制移交期间以及紧接在这种控制移交之后不违反安全目标。为此,将车辆、环境、通信和控制中心的当前和预计状态与安全目标进行比对,并将其作为移交决策和策略的基础。
从属权利要求中列出的措施能够实现独立权利要求中给出的基本思想的有利扩展和改进方案。因此可以设置,在可能开始移交之前确定对目标运行模式的请求并且将车辆的功能和兼容性与这些请求进行比对。通过这种方式,可以实现限定的责任分配,以便最小化安全风险并实现可接受的剩余风险。
附图说明
在附图中示出并且在下面的描述中进一步阐述本发明的实施例。附图示出
图1示出本发明范畴内相关的不同参与者和实体;
图2示出根据本发明一个实施方式的方法的流程图。
具体实施方式
车辆及其类型的控制责任通常取决于车辆的运行模式。本实施方式以具有根据SAE J3016的自主级别2至5的部分自动化车辆或自动化车辆为基础,其前提条件在于一定的最小数量的传感器和致动器。
运行模式的示例是:
·车辆至少在可规划的区域中具有对其行驶功能(具有级别4或级别5的高度或完全自主行驶)的完全控制。
·乘员,尤其是驾驶员,在实施行驶功能时被支持(根据具有级别2或级别3的部分自主行驶或有条件的自主行驶)。
·操作员在VCC中无需直接视线连接地根据(主要由车辆传感器涉及的)车辆和环境信息通过无线网络直接或间接地控制车辆的执行器。
·车辆环境周围的操作员目视地控制该车辆。可以选择性使用现有的传感装置,但该传感装置不是必需的。
·在确定的区域中,借助现有的环境传感器通过例如存在于相应配备的停车楼中的基础设施来控制车辆。
·车辆是车辆联合的一部分,并且由在前行驶车辆协同控制(车队行驶,英文:platooning)。
·服务车辆会自动跟随一个人员或另一辆车,以便满足保障目的、运输目的或其他任务。
·车辆遵循手势,以便可以由人员指示行驶方向(einweisen)。
可以出于不同原因显示此类运行模式之间的过渡:
·例如由于驾驶员的健康状态或运行模式的边界在可预见的未来不能够可靠地维持至今的运行模式。出于安全原因,移交是绝对必要的。
·从一种模式移交到另一种模式是规划好的,例如当从停车楼驶出然后在公共道路上行驶时。
·舒适性原因引起移交,例如当车辆的迄今为止的驾驶员想要放松或工作。
·资源规划使移交显得合乎需要,例如当操作员仅在有限的时间内可用。
也可以考虑以下触发器用于移交:
·对当前运行模式的安全问题的自发或预测性识别,
·由于已知行驶目标和用于舒适度和降低成本的合适策略而规划移交或
·由驾驶员、操作员或其他参与者进行的手动请求。
在此,应该考虑预交的以下发起者:
·在当前运行模式负责的车辆引导者,
·在规划的跟随模式中负责的车辆引导者,或
·认为认识到模式变换的必要性的第三方。
直接参与的参与者和实体是见图1)
·还允许远程操作的部分自主车辆(1),
·具有驾照的驾驶员或其他乘员(2),所述驾驶员或其他乘员接管车辆的直接控制,
·警察、救援力量或拖车服务(3),他们在紧急情况下或者通过移动无线电网络(4)或通过直接无线通信接管车辆的远程操作,
·无线局域计算机网络(WLAN)或移动无线电网络(4),其允许远程操作,
·作为操作员工作地点的VCC(5),或
·监控并在受限区域内自动控制车辆(1)的基础设施(6)。
在下文中,术语“移交”一般是指从一种运行模式到另一种模式的变换。理想地,这种变换应该发生在驾驶期间流动的交通中,以便实现最大可能的益处。除非另有可能或另有意义,否则必须在降低的速度或静止状态下执行移交。
移交根据通用顺序进行,该通用顺序可以在图2中看出并且根据目标运行模式(Y)而定地被专门设计。该过程根据相应的请求(11)以初始运行模式(X)开始。在此,以下步骤的顺序是可改变的。一旦检查或准备步骤没有成功进行或出现超时(英文:timeout),则中止移交并且车辆(1)留在初始运行模式(X)中。
检查所设置的操作员(12)的可用性。然后需要检查所述操作员是否被授权接管(13)控制。该步骤包括根据公认的IT安全规程来检验通信安全性,例如借助公钥基础设施(6)(PKI:public-key-infrastructure),以及根据目标运行模式(Y)而定地检查驾照或ToD执照的存在。
然后,进行移动无线电网络(4)在所设置的行驶路线上的可用性检查(14),确定(15)对目标运行模式(Y)和所设置的操作员的请求,以及检查(16)车辆(1)的兼容性和功能(特性)。所述功能包含对涉及传感器和执行器的技术要求的比对,以及检查可能危及移交的技术缺陷。
在成功完成这些检查之后,在类型、时间和地点方面规划(17)和准备(18)移交,以及议定(19)责任范围并确定(20)相应的限制。在确定相应限制的步骤中,例如必须阐明车辆系统是被用作辅助还是被超控,或者是否存在应固定地配置的边界,例如在速度、加速度或间距方面。
最后,可以开始(21)移交阶段。在成功完成(22)移交时,通知至今为止的操作员并解除其对该车辆(1)的责任。车辆(1)因此处于目标运行模式(Y)。
根据源和目标模式而定,在不脱离本发明范畴的情况下可以设想各种不同构型。
如果车辆(1)中存在乘员,该成员能够以合法且可靠的方式控制车辆(1),则可以将这规划为对于ToD的干扰情况的替代解决方案。这即使在不允许完全可靠地发生远程控制的路线上也允许ToD。
在这种情景下,乘员(2)可以得到以下可能性:在之前检查其合法性(13)之后例如通过超控或借助紧急停止开关来干预控制。
一旦有人控制车辆(1),则可以例如借助所谓的失能开关(Totmannschalter)来使用监控,以便一旦车辆(1)的控制面临变得不可靠则开始移交。
由用户自动或手动地定义的评估函数可以用于选择合适的操作员,该运算符提供最大可能的舒适性。
如果要将车辆(1)交给例如停车楼的基于基础设施的控制装置(6),那么将车辆(1)停放在专用位上并从静止状态接管该车辆是有帮助的。一方面,这允许乘员(2)不受阻碍地下车,另一方面允许在安全状态下接管。以这种方式,避免资源问题和例如在行驶期间可能出现的危急状态。应该这样选择移交的地点,使得可能参与的移动无线电网络(4)在那里提供充分的覆盖。
每次移交时必须确保进行接管的模式或操作员对于相关车辆类型、具体的车辆(1)及其目标而言是合法的。该检查(13)能够根据车辆(1)中的驾驶员(2)的驾照或VCC(5)中或车辆(1)视线附近中的操作员来进行。还可以考虑与车辆周围环境(没有或具有人流的私人场地、封闭的居民点、高速公路、为自动化车辆预留的路段等)或制造者、车队管理者和所有者施加的任何权限限制进行对比。
还可以设想,车辆(1)由来自救援服务、警察或拖车服务(3)的、位于视距内的工作人员来控制。如果移动无线电连接可用,则应在中心检查并记录相应的模式变换。然而,如果合法的服务(3)例如处于无线电死区,则也能够由该合法的服务直接控制车辆(1)。为此,在车辆(1)方面和救援力量(3)的控制方面必须使用加密机制,即使没有移动无线电网络(4)该加密机制也允许由合法的力量(3)进行控制。
该方法(10)例如可以以软件或硬件或者以软件和硬件构成的混合形式例如在车辆(1)的控制器中实现。
Claims (10)
1.一种用于将能远程控制的车辆(1)从初始运行模式(X)转换为目标运行模式(Y)的方法(10),其特征在于以下特征:
根据请求(11)在所述初始运行模式(X)中规划(17)和准备(18)驾驶责任向所设置的操作员的移交,
在所述目标运行模式(Y)中议定(19)所述车辆(1)的驾驶责任的范围和所述车辆的运行边界,
设定(20)所议定的运行边界,并且
开始(21)所述移交并且将所述移交在所述目标运行模式(Y)中安全完成(22)。
2.根据权利要求1所述的方法(10),其特征在于以下特征:
在开始(21)所述移交之前检查所述操作员是否可用(12)。
3.根据权利要求2所述的方法(10),其特征在于以下特征:
在开始(21)所述移交之前检查所述操作员对于通过移动无线电网络(4)来控制所述车辆(1)而言是否合法。
4.根据权利要求3所述的方法(10),其特征在于以下特征:
在开始(21)所述移交之前根据地图(32)计算:所述移动无线电网络(4)在所规划(17)的移交之后是否可用(14)。
5.根据权利要求3或4所述的方法(10),其特征在于以下特征:
在开始(21)所述移交之前确定(15)对所述目标运行模式(Y)的请求,并且
将所述车辆(1)的功能和兼容性与所述请求进行比对(16)。
6.根据权利要求5所述的方法(10),其特征在于以下特征:
根据操作员数据库(31)来进行功能和兼容性的所述检查(12,13)和比对(16)。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法(10),其特征在于以下特征:
在所述方法(10)期间出现功能故障(30)的情况下中断所述移交并且维持所述初始运行模式(X)。
8.一种计算机程序,其设置用于执行根据上述权利要求之一所述的方法(10)。
9.一种机器可读的存储介质,在其上存储有根据权利要求8所述的计算机程序。
10.一种设置用于执行根据权利要求1至7之一所述的方法(10)的设备(1,4,5,6)。
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