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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugsystems zur Überwachung eines nur unter Überwachung eine Fahrerlaubnis aufweisenden Fahrers. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Ein relativ neues Konzept im Hinblick auf die Fahrerlaubnis ist das sogenannte „begleitete Fahren”. Dabei darf eine Person zwar grundsätzlich ein Kraftfahrzeug führen, muss dies jedoch unter Kontrolle einer Aufsicht führenden Person, beispielsweise eines erfahrenen Fahrers, tun. Beispielsweise wird es zur Zeit in Deutschland Jugendlichen bereits mit 17 Jahren ermöglicht, eine Fahrerlaubnis zu erwerben, welche jedoch mit der Auflage verbunden ist, nur zusammen mit einer namentlich in einer Prüfungsbescheinigung genannten Begleitperson zu fahren.
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Mit zunehmender Überalterung der Gesellschaft ist es vorstellbar, dass ähnliche Regelungen auch für ältere Menschen eingeführt werden. Möglich ist es zudem, dass nicht nur das Alter, sondern auch die Fahrerfahrung, beispielsweise die gefahrenen Kilometer, bei den Berechtigungen zum Fahren, insbesondere im Hinblick auf ein begleitetes Fahren, herangezogen wird.
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Den Fahrer unterstützende Fahrzeugsysteme, insbesondere sogenannte Fahrerassistenzsysteme, sind im Stand der Technik bereits bekannt geworden. Solche Fahrzeugsysteme sind darauf ausgelegt, Fahrer zu unterstützen, die eine beschränkungsfreie Fahrerlaubnis besitzen.
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Eine besondere Art von Fahrzeugsystemen, die im Stand der Technik in verschiedenen Ausprägungen vorgeschlagen wurde, sind die zur vollständig automatischen Fahrzeugführung ausgebildeten Fahrzeugsysteme, die häufig auch als vollautomatische oder vollautonome Fahrzeugsysteme bezeichnet werden. Derartige Fahrzeugsysteme übernehmen die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs komplett, entweder unter Überwachung durch einen Fahrer oder diesen vollständig entlastend. Solche vollautomatischen Fahrzeugsysteme sind mithin in der Lage, Verkehrssituationen selbst einzuschätzen und eine ideale und sichere Lösung zur weiteren Fortbewegung des Kraftfahrzeugs, also eine Zieltrajektorie, aufzufinden. Hierzu werden geeignete Fahreingriffe ermittelt und durch Ansteuerung entsprechender anderer Fahrzeugsysteme, beispielsweise eines Bremssystems, eines Lenksystems und dergleichen, realisiert.
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DE 10 2009 039 774 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug. Dabei soll ein das Fahrkönnen des Fahrers beschreibender Evaluationswert bestimmt werden, wobei abhängig von dem Evaluationswert wenigstens ein für den Fahrer verfügbares Leistungsmerkmal und/oder wenigstens eine Fahrfunktion eines Systems des Kraftfahrzeugs aktiviert oder deaktiviert wird und/oder wenigstens ein Schwellwert für einen automatischen Fahreingriff, insbesondere durch ein Sicherheitssystem, angepasst wird, vgl. bereits Zusammenfassung. Hierzu werden das Fahrverhalten des Fahrers beschreibende Messdaten aufgenommen und beispielsweise mit Referenzwerten und/oder erlaubten Intervallen verglichen. Damit soll auch eine Überwachung durch das Kraftfahrzeug selber im Fall des „Fahren mit 17” möglich sein.
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DE 10 2012 205 593 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Transportmaschine, einen Diensterbringungsrechner und eine Transportmaschine. Die Transportmaschine kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug sein, wobei sich mit der verbesserten Einstellung von Transportmaschinen auf Personen befasst wird. Dazu wird ein Datensatz mit einem ersten Datum verwendet, welches anzeigt, welche Assistenzsysteme aktiviert werden müssen und welche Motorleistung der Person zur Verfügung steht. Dies kann so weit gehen, dass eine vollautomatische Steuerung gegeben ist. Das erste Datum ist ein vorgegebener Wert oder auch eine an einem Fahrsimulator gemessene Reaktionszeit. Das beschriebene System zur Personalisierung der Leistung würde auch die Ausgabe von Führerscheinen im Alter von 16 Jahren erlauben.
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DE 103 23 723 A1 betrifft eine Einrichtung zum individuellen Einstellen von fahrdynamischen Eigenschaften eines Kraftfahrzeugs, wobei nach einer Erkennung des Fahrers die fahrdynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs auf das fahrerische Können des jeweiligen Fahrers abgestimmt werden sollen. Auf diese Weise sollen ungeübte und/oder unsichere Fahrer aktiv vor kritischen Fahrsituationen bewahrt werden. Das fahrerische Können des jeweiligen Fahrers kann permanent überprüft und insbesondere bewertet werden, wobei beispielsweise überwacht wird, ob keine (oder vermehrt) kritische Fahrsituationen aufgetreten sind. Ein Überschreiten der eingestellten Fahrzeugparameter kann sogar geduldet werden, was auch konsequent ist, nachdem sonst ja gar keine kritischen Fahrsituationen aufträten. Allerdings können dann Warnsignale ausgegeben werden. Nach einer Speicherung kann eine autorisierte Person nachträglich Verfehlungen bezüglich des Fahrverhaltens des jeweiligen Fahrers aufdecken bzw. nachweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein speziell die Bedürfnisse von nur eine eingeschränkte Fahrerlaubnis aufweisenden Fahrern berücksichtigende Möglichkeit anzugeben, den Aufwand beim begleiteten Fahren, insbesondere hinsichtlich der beteiligten Personenzahl, zu reduzieren.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugsystems zur Überwachung eines nur unter Überwachung eine Fahrererlaubnis aufweisenden Fahrers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Idee zugrunde, ein begleitetes Fahren auch ohne einen menschlichen Beifahrer zu realisieren, indem ein neuartiges Fahrzeugsystem geschaffen wird, das zur Überwachung eines zu überwachenden Fahrers ausgebildet ist, mithin einen elektronischen Begleitfahrer realisiert. Dieses Fahrzeugsystem überwacht letztlich das Fahrverhalten des Fahrers, welches durch die Verhaltensinformation beschrieben wird, und vergleicht dieses mit einer Referenz. Eine Erkenntnis, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, dass die Technik, die ein zur vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildetes Fahrzeugsystem in die Lage versetzt, ohne einen Fahrer zu fahren, es letztlich auch erlaubt, die Aufgabe des erfahrenen Fahrers zu übernehmen, indem dessen Einschätzung der Verkehrssituation und der vorzunehmenden Handlungen durch eine Fahrzeugführungsreferenzinformation abgebildet wird, welche letztendlich ein „Soll” darstellt, an das sich der zu überwachende Fahrer idealerweise komplett hält. Abweichungen von diesem „Soll” werden anhand der Abweichungsinformation detektiert und können zu verschiedenen Maßnahmen führen, beispielsweise zur Ausgabe von Hinweisen und Ermahnungen bei flüchtigen Fehlern, automatischen Fahreingriffen bei Fehl- oder Falschverhalten, das zu Situationen führen würde, die ein für das elektronisch begleitete Fahren definiertes Risikomaß übersteigen, sowie allgemein eine Bewertung des Fahrverhaltens.
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Damit wird durch die Erfindung eine Art komplette Fahraufsicht, beispielsweise nach Art eines Fahrlehrers, realisiert, die es zum einen ermöglicht, dem zu überwachenden Fahrer die korrekten Tipps, Hinweise und Warnungen zu geben, die auch der erfahrene Fahrer geben würde, zum anderen aber in Notsituationen auch eingreifen kann.
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Dabei wird auch berücksichtigt, dass zu überwachende Fahrer aufgrund ihrer mangelnden Fahrerfahrung oder sonstiger Einschränkungen. an einen besonders sicheren und korrekten Fahrstil gebunden sein sollten, was durch die Verhaltenskriterien abgebildet wird, die bei der Ermittlung der Fahrzeugführungsreferenzinformation berücksichtigt werden und durch diese eingehalten werden. Verhaltenskriterien können neben allgemein gültigen Einschränkungen wie der Berücksichtigung der aktuellen Gesetzeslage beispielsweise ein eine Einschränkung der abrufbaren Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs beschreibendes Verhaltenskriterium, bei dem beispielsweise der Geschwindigkeitsbereich und/oder Beschleunigungsbereich eingeschränkt wird, ein die zwingende Einhaltung bestimmter Handlungen beschreibendes Verhaltenskriterium, beispielsweise das grundsätzliche Durchführen eines Schulterblicks, ein zu hohe Risikomaße bzw. Gefährdungswerte vermeidendes, auf die Sicherheit abzielendes Verhaltenskriterium und dergleichen umfassen. Werden bereits bekannte Algorithmen zur Ermittlung der Fahrzeugführungsreferenzinformation verwendet, können sich diese Verhaltenskriterien auch in einer bestimmten Parametrierung dieser Algorithmen abbilden, beispielsweise im noch genauer zu diskutierenden Fall von Algorithmen zur vollautomatischen Fahrzeugführung.
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Dabei sei noch darauf hingewiesen, dass es im Allgemeinen zweckmäßig ist, wenn die Fahrzeugführungsreferenzinformation auf die eigentliche Bedienung, mithin Fahrzeugführung, bezogene Teilinformationen und auf keinen unmittelbaren Einfluss auf die Fahrzeugführung habende, sonstige durchzuführende Handlungen bezogene Teilinformationen enthält. Während die erste Art von Teilinformationen über die Referenztrajektorie abgebildet werden kann, betrifft die zweite Klasse hauptsächlich die motorische Reaktionsfähigkeit und die Wahrnehmung der Fahrsituation („situational awareness”), die sich in bestimmten Stellungen des Fahrers relativ zu Bedienelementen und in der Beobachtung der Fahrsituation durch den Fahrer äußern, beispielsweise durch das Durchführen von Schulterblicken, die Wahrnehmung bestimmter Fahrbahnbereiche/Verkehrsschilder und dergleichen.
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Damit stellt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugsystem zur Verfügung, das die Bedingungen für das Fahren bei eingeschränkter Fahrerlaubnis deutlich verbessert, insbesondere im Hinblick auf begleitetes Fahren. Dann ist keine menschliche Begleitperson mehr notwendig, sondern diese kann durch das Fahrzeugsystem ersetzt werden.
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Die Erfindung sieht vor, dass das Fahrzeugsystem auch zur vollständig automatischen Fahrzeugführung ausgebildet ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen, wenn das gleiche Fahrzeugsystem zur Überwachung eines nur unter Überwachung eine Fahrerlaubnis aufweisenden Fahrers und zur vollständig automatischen Fahrzeugführung verwendet wird. Denn viele der Berechnungen und Ermittlungen, die zu den Fahrzeugführungsreferenzinformationen führen, können Algorithmen nutzen, die bereits aus dem Bereich der vollautomatischen Fahrzeugführung bekannt sind. Dies gilt auch für andere Bereiche der Erfindung, nachdem beispielsweise Algorithmen zur Vorhersage von Fahrmanövern bzw. Trajektorien anderer Verkehrsteilnehmer auch im Rahmen der Ermittlung der Verhaltensinformation grundsätzlich eingesetzt werden können. Es ist dann lediglich noch notwendig, die Algorithmen geeignet umzuparametrisieren.
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Entsprechend sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass bei der Ermittlung der Fahrzeugführungsreferenzinformation, insbesondere der Referenztrajektorie, wenigstens ein auch bei der vollautomatischen Fahrzeugführung verwendeter, insbesondere im Hinblick auf das Verhaltenskriterium umparametrierter Algorithmus verwendet wird. Im Hinblick auf das wenigstens eine Verhaltenskriterium können beispielsweise Leistungsgrenzen, erhöhte Sicherheitsanforderungen und dergleichen eingestellt werden. Somit lässt sich also dieselbe oder eine vergleichbare Algorithmik zur vollständig automatischen Fahrzeugführung und auch wenigstens teilweise zur Ermittlung der Fahrzeugführungsreferenzinformation nutzen.
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Dabei sei darauf hingewiesen, dass die Ausbildung des Fahrzeugsystems auch zur vollständig automatischen Fahrzeugführung einen weiteren Vorteil hat, nämlich dass dann, wenn die Abweichungsinformation bzw. deren zeitlicher Verlauf anzeigt, dass die zu überwachende Person nicht mehr in der Lage ist, das Kraftfahrzeug vollständig handzuhaben, was durch wenigstens ein Maßnahmenkriterium beschrieben sein kann, auch wenigstens temporär eine vollständige Übernahme der Fahrzeugführung durch das Fahrzeugsystem denkbar ist, so dass die Sicherheit auch in einem solchen Fall erhalten bleibt.
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Allgemein kann vorgesehen sein, dass als Maßnahme wenigstens eine Ausgabe einer Hinweis- und/oder Warninformation und/oder ein Fahreingriff erfolgt. In diesem Sinne kann das Fahrzeugsystem beispielsweise Tipps des erfahrenen Begleitfahrers sowie warnende Hinweise des erfahrenen Begleitfahrers selbst realisieren, aber auch Eingriffe in den Betrieb, wie beispielsweise einen Griff ins Lenkrad, um eine kritische Situation zu entschärfen, realisieren. Wie bereits erwähnt wurde, ist es durchaus denkbar, die Fahrzeugführung zumindest temporär auch vollständig an das Fahrzeugsystem abzugeben, um kritische Situationen zu entschärfen. Dabei wird darauf hingewiesen, dass die Maßnahmenkriterien eine Maßnahme beschreiben können, beispielsweise in Situationen, in denen kein oder nur ein geringes Sicherheitsrisiko gegeben ist, bei der zu einer Hinweis- und/oder Warnausgabe gegriffen wird, während mit steigender Kritikalität der Situation Fahreingriffe zugelassen und gegebenenfalls sogar verstärkt werden können.
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Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch eine Bewertung, so dass vorgesehen sein kann, dass durch Auswertung der Abweichungsinformation und/oder von deren zeitlichen Verlauf wenigstens ein das Fahrverhalten des Fahrers für wenigstens eine Fahrt beschreibender Evaluationswert ermittelt wird, wobei als Maßnahmen eine Erhöhung und eine Erniedrigung des Evaluationswerts bei Erfüllung zugeordneter Maßnahmenkriterien durchgeführt werden. Insbesondere zeigt der Evaluationswert also auf, inwieweit sich der Fahrer dem durch die Fahrzeugführungsreferenzinformation beschriebenen „Soll” entsprechend verhält. Stärkere Abweichungen von diesem „Soll” können eine Erniedrigung des Evaluationswerts zur Folge haben, eine sehr gute Übereinstimmung mit diesem „Soll” eine Erhöhung des Evaluationswerts. Dabei ist es durchaus denkbar, mehrere Evaluationswerte zu betrachten, die mithin eine genauer aufgelöste Bewertung zur Verfügung stellen, beispielsweise bezüglich bestimmter Verhaltensweisen des zu überwachenden Fahrers, wobei sich insbesondere in diesem Zusammenhang eine Auswertung des zeitlichen Verlaufs als zweckmäßig erweist, die jedoch auch im Rahmen sonstiger Maßnahmen zweckmäßig erfolgen kann, beispielsweise dann, wenn erst nach dem zweiten oder dritten nicht durchgeführten Schulterblick ein entsprechender Hinweis erfolgen soll. Insbesondere können also die von Fahrern durchzuführenden Handlungen klassifiziert werden, um durch die mitlaufende Evaluation verschiedene „Trends” bzw. Eigenschaften des Fahrers im Hinblick auf die Fahrzeugführung schlusszufolgern, beispielsweise ein häufiges Nichtbeachten einmündender Fahrbahnen und dergleichen.
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Mithin ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch zweckmäßig, wenn zum Ende einer Fahrt und/oder zum Ablauf eines vorbestimmten Zeitabschnitts unter Auswertung des wenigstens einen Evaluationswertes wenigstens ein Bewertungsbericht ermittelt und ausgegeben und/oder an wenigstens eine Aufsichtsperson verschickt wird. Bevorzugt nach Abschluss jeder Fahrt wird mithin ein Bewertungsbericht erstellt, der je nachdem, wie genau aufgeschlüsselt der wenigstens eine Evaluationswert bestimmt wird, verschiedene Genauigkeit aufweisen kann. So ist als Bestandteil eines Bewertungsberichts beispielsweise eine Art „Ranking” denkbar, dass die Gesamtfahrleistung und das Gesamtfahrverhalten während der Fahrt in eine bestimmte Kategorie einordnet, beispielsweise „sehr gut”, „befriedigend” und dergleichen. Jedoch auch genauere Auswertungen der Evaluationswerte sind denkbar, insbesondere, wie bereits erwähnt, im Hinblick auf bestimmte Handlungen und Eigenschaften des Fahrers im Hinblick auf die Fahrzeugführung, beispielsweise auch dahingehend, dass das Brems-, Beschleunigungs- und/oder Lenkverhalten beurteilt wird und dergleichen. Dabei kann der Bewertungsbericht nicht nur an dem Kraftfahrzeug selbst ausgegeben werden, sondern auch anderen Personen zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise einer bestimmten Aufsichtsperson, die dem zu überwachenden Fahrer zugeteilt ist. Auch diese erhält mithin einen aufgeschlüsselten Bericht. Zur Ausgabe des Bewertungsberichts kann, was auch bezüglich von Hinweis- und/oder Warninformationen gilt, eine Verwendung von im Kraftfahrzeug ohnehin vorgesehenen Ausgabemitteln erfolgen, insbesondere von akustischen und/oder optischen Ausgabemitteln, beispielsweise dem Bildschirm einer Mensch-Maschine-Schnittstelle.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Evaluationswert und/oder der Bewertungsbericht an einen kraftfahrzeugexternen Server übertragen wird, insbesondere ein soziales Netzwerk. Auf diese Weise können nicht nur die Bewertungsinformationen insgesamt gesammelt und zu einem späteren Zeitpunkt nochmals eingesehen und/oder ausgewertet werden, es ist dem zu überwachenden Fahrer auch möglich, den Bewertungsbericht, beispielsweise auf einem sozialen Netzwerk, mit daran interessierten Personen zu teilen, insbesondere dann, wenn eine besonders gute Bewertung erhalten wurde. In diesem Zusammenhang kann im Übrigen auch vorgesehen sein, dass durch Auswertung mehrerer unterschiedlicher Evaluationswerte auf dem Server eine Rangfolge ermittelt wird. Unterschiedliche Evaluationswerte können sich dabei auf unterschiedliche Personen beziehen, jedoch ist es auch denkbar, eine personenbezogene Rangliste der besten Fahrten vorzuhalten und dergleichen. Darüber hinaus sind selbstverständlich noch weitere Auswertungen des Evaluationswerts und/oder der Bewertungsberichte möglich, beispielsweise im Hinblick auf die Fahrleistung zu unterschiedlichen Tageszeiten, den Vergleich mit eine ähnliche Fahrerfahrung aufweisenden zu überwachenden Fahrern und dergleichen.
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Dabei sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass der Bewertungsbericht auch über die reine Bewertung hinausgehende Informationen enthalten kann, beispielsweise Tipps zur Verbesserung des Fahrverhaltens und dergleichen, die je nach Aufschlüsselung der Evaluationswerte auch äußerst individuell und auf die Leistungen bestimmter zu überwachender Fahrer zugeschnitten erstellt werden können.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass aus der Abweichungsinformation und/oder weiteren, die aktuelle Fahrsituation beschreibenden Fahrsituationsdaten wenigstens ein Gefährdungswert ermittelt wird, wobei bei Überschreiten eines Überwachungsschwellwerts für den Gefährdungswert als Maßnahme wenigstens ein einer erhöhten Sicherheit zuträglicher Fahreingriff durchgeführt wird. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Nutzung von Fahreingriffen bei Überschreitung eines bestimmten Risikomaßes erfolgen, welches auch auf die zugrundeliegende Aufgabe, hier die Überwachung eines nur eine eingeschränkte Fahrerlaubnis aufweisenden Fahrers, abgestellt sein sollten. Entsprechend sieht eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass eine eine niedrigere Gefährdung als ein in einem Sicherheitssystem des Kraftfahrzeugs verwendeter Sicherheitsschwellwert beschreibender Überwachungsschwellwert verwendet wird. Das bedeutet also, dass das Fahrzeugsystem zur Überwachung des Fahrers früher eingreifen kann als dies bei einem eigentlichen Sicherheitssystem, welches das Kraftfahrzeug aufweisen kann, der Fall ist.
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Auf diese Weise wird die geringe Fahrerfahrung des zu überwachenden Fahrers bzw. reduzierte Möglichkeiten des zu überwachenden Fahrers in Betracht gezogen, um risikoträchtige Situationen möglichst frühzeitig durch einen Eingriff zu vermeiden, beispielsweise besonders frühes Ausweichen/Bremsen auf ein Hindernis oder eine frühe Reaktion auf einen unbeabsichtigten Spurwechsel und dergleichen.
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Wie bereits dargelegt wurde, kann die Fahrzeugführungsreferenzinformation im erfindungsgemäßen Verfahren Teilinformationen umfassen, die auf die eigentliche Bedienung des Kraftfahrzeugs, mithin dessen konkrete Steuerung, abgestellt sind. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass die Fahrzeugführungsreferenzinformation die wenigstens eine Referenztrajektorie umfasst und die Referenztrajektorie mit einer in der Verhaltensinformation enthaltenen im Rahmen einer Fahrsituationsanalyse ermittelten Prädiktionstrajektorie verglichen wird. Das Fahrzeugsystem bestimmt also wenigstens eine Referenztrajektorie bzw. Solltrajektorie und überprüft, ob die Bedienhandlungen des Fahrers dem Einhalten dieser Referenztrajektorie dienen. Dazu kann insbesondere prädiziert werden, auf welche zukünftige Trajektorie des Kraftfahrzeugs die durch die Bediendaten und/oder Sensordaten beschriebenen Bedienhandlungen des Fahrers abzielen. Dabei können zweckmäßigerweise auch noch weitere Daten, konkret Fahrsituationsdaten, berücksichtigt, die ebenso zumindest teilweise die Umfelddaten und Egodaten, die zur Ermittlung der Fahrzeugführungsreferenzinformation bestimmt wurden, umfassen können. Es wird also in einer Fahrsituationsanalyse festgestellt, welches die wahrscheinlichste Prädikationstrajektorie ist, die mit den aktuellen Bedienhandlungen bezweckt wird. Ein derartiges Vorgehen ist grundsätzlich bereits aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere was Sicherheitssysteme angeht, die auf eine Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung abzielen, da diese üblicherweise auch Trajektorien des eigenen Kraftfahrzeugs und anderer gegebenenfalls beteiligter Verkehrsteilnehmer prädizieren. Derartige Algorithmen können auch im Rahmen des hier beschriebenen Fahrzeugsystems eingesetzt werden, so dass zweckmäßigerweise die Prädiktionstrajektorie wenigstens teilweise unter Nutzung wenigstens eines Algorithmus zur Trajektorienvorhersage anderer Verkehrsteilnehmer ermittelt wird. Insbesondere in Fällen, in denen das Fahrzeugsystem auch zur vollständig automatischen Fahrzeugführung ausgebildet ist, sind derartige Algorithmen häufig auch vorhanden, allerdings für die Abschätzung des Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer. Geeignet umparametriert können derartige Algorithmen nicht nur bei einem Betrieb des Fahrzeugsystems zur vollständig automatischen Fahrzeugführung, sondern auch bei der Überwachung eines zu überwachenden Fahrers genutzt werden.
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Erfindungsgemäß vorgesehen ist ferner, dass mehrere, insbesondere unterschiedlich bewertete, die Verhaltenskriterien erfüllende Referenztrajektorien mit zugeordneten Fahrzeugführungsreferenzinformationen ermittelt werden und der Vergleich bezüglich aller Trajektorien erfolgt. Denkbar ist es also, nicht nur eine (ideale) Referenztrajektorie zu betrachten, sondern es existieren häufig auch andere befahrbare Trajektorien, auf denen das Ziel erreicht werden kann und die grundsätzlich erlaubt sind, auch im Namen der Verhaltenskriterien, aber gegebenenfalls einige Nachteile aufweisen wie ein längerer Fahrweg, ein höherer Verbrauch, ein weniger komfortablerer Fahrstil und dergleichen. So gesehen begeht ein zu überwachender Fahrer einen kleineren Fehler, wenn er eine weniger ideale, aber dennoch erlaubte Trajektorie abfährt als es ein unmittelbarer Vergleich mit der idealen Referenztrajektorie anzeigen würde. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens trägt dem so beschriebenen Umstand Rechnung, indem eine größere Anzahl verschiedener Referenztrajektorien betrachtet werden kann.
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Konkret kann dabei vorgesehen sein, dass nur die Abweichungsinformation bezüglich der Referenztrajektorie, zu der der geringste Unterschied besteht, bezüglich der Maßnahmenkriterien ausgewertet wird, wobei insbesondere die Abweichungsinformation eine die Abweichung der Bewertung der geringst unterschiedlichen Referenztrajektorie von der Bewertung der am besten bewerteten Referenztrajektorie enthält. Auf diese Weise wird die Wahl des Fahrers für eine Trajektorie akzeptiert und hauptsächlich mit einer geeigneten Referenztrajektorie verglichen, wobei deren Abweichung von der am besten bewerteten Referenztrajektorie dennoch in die Abweichungsinformation eingeht, so dass beispielsweise bei Erfüllung eines entsprechenden Maßnahmenkriteriums auf diese eigentlich besser geeignete Referenztrajektorie hingewiesen werden kann oder im zeitlichen Verlauf ausgewertet werden kann, ob bestimmte optimale Referenztrajektorien durch den Fahrer in vergleichbaren Situationen vermieden werden, so dass auch Muster erkannt werden können, die bei einem Bewertungsbericht oder einer unmittelbaren Ausgabe von Hinweis- und/oder Warninformationen berücksichtigt werden können. Es wird also überprüft, welche Referenztrajektorie am plausibelsten durch den Fahrer abgefahren wird.
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Dabei ist es selbstverständlich besonders vorteilhaft, wenn die Referenztrajektorien möglichst alle im Hinblick auf die Verhaltenskriterien erlaubten Trajektorien abbilden, wobei jedoch, betrachtet man alle möglichen Abweichungen, letztlich in den meisten Fahrsituationen eine kaum überschaubare Anzahl von möglichen Trajektorien existiert, die zu dem einen oder mehreren Zielpunkten führen. Somit ist es zweckmäßig, wenn jeweils eine Trajektorienschar von ein Ähnlichkeitskriterium erfüllenden, erlaubten Trajektorien durch eine Referenztrajektorie repräsentiert wird, welchen eine erlaubte Abweichung von der Referenztrajektorie beschreibende Fahrschlauchinformationen zugeordnet sind. Somit erfolgt letztlich eine Einteilung in Klassen von Trajektorien, die jeweils durch eine Referenztrajektorie repräsentiert sind. Zusammenzufassende Trajektorienscharen können beispielsweise bestimmte Wege um ein Hindernis, die Tatsache, ob Fahrspurwechsel vorgenommen werden oder nicht und dergleichen betreffen, so dass letztlich eine überschaubare Anzahl von Referenztrajektorien verbleibt, mit denen verglichen werden kann. Zweckmäßig ist die Referenztrajektorie, die eine Trajektorienschar repräsentiert, die am besten bewertete Trajektorie dieser Trajektorienschar. Sind der Referenztrajektorie erlaubte Abweichungen zugeordnet, können diese selbstverständlich auch bei einem Vergleich der Prädiktionstrajektorie mit der Referenztrajektorie berücksichtigt werden, beispielsweise derart, dass eine innerhalb der erlaubten Abweichung von der Referenztrajektorie liegende Abweichung der Prädiktionstrajektorie anders bewertet wird als ein Verlassen dieses Toleranzbereichs.
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Besondere Vorteile ergeben sich in diesem Zusammenhang durch die Verwendung eines zur vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildeten Fahrzeugsystems zur Überwachung des zu überwachenden Fahrers. Es ist vorgesehen, dass bei Verwendung eines zur vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildeten Fahrzeugsystems die Referenztrajektorien als alle innerhalb der Verhaltenskriterien erlaubten, durch Algorithmen zur Fahrtplanung bei der vollautomatischen Fahrzeugführung berücksichtigten, möglichen Trajektorien gewählt werden. Zur Trajektorienwahl in vollautomatischen Fahrzeugsystemen bei der vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs existiert bereits ein weitgehender Stand der Technik, auf den hier nicht im Detail eingegangen werden soll. Häufig ist es jedoch so, dass zur Ermittlung der letztlich tatsächlich zu befahrenden Zieltrajektorie zunächst verschiedene sogenannte Hypothesen für mögliche Trajektorien betrachtet werden. Dabei können durchaus mehrere dieser „Hypothesen” im Rahmen der Verhaltenskriterien erlaubten Trajektorien entsprechen, wobei jedoch bei der vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs nur die am besten bewertete Hypothese zur Bildung der Zieltrajektorie herangezogen wird. Nichtsdestotrotz bilden die verwendeten Algorithmen diese Hypothesen, die im Hinblick auf die Überwachung des Fahrers, wenn sie vom selben Fahrzeugsystem vorgenommen wird, alle aufrechterhalten werden können, um dann die auch bereits entsprechend bewerteten Referenztrajektorien zu bilden. Mithin können Algorithmen zur Pfadplanung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens leicht variiert ebenso eingesetzt werden. Dabei sei nochmals darauf hingewiesen, dass in einer allgemeinen Betrachtung bei der bereits angesprochenen Abstufung von Maßnahmen durchaus implizit oder auch explizit ein weiteres Kriterium durch die Tatsache gegeben ist, ob die Prädiktionstrajektorie überhaupt als Hypothese behandelt wurde oder überhaupt nicht erst als Hypothese in Betracht gezogen wurde, was für eine äußerst deutliche, ungünstige Abweichung spricht, die stärkere Eingriffe, auch in den Fahrbetrieb, rechtfertigen kann.
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Insbesondere in diesem Zusammenhang der Verwendung von Algorithmen zur Fahrtplanung, aber auch allgemein, ist es zweckmäßig, wenn als der wenigstens einen Referenztrajektorie zugeordnete Fahrzeugführungsreferenzinformation eine die Entscheidungsgrundlagen für die Wahl des Trajektorienverlaufs beschreibende Begründungsinformation ermittelt wird. Im Beispiel der Verwendung von Algorithmen zur Fahrtplanung bei der vollständig automatischen Fahrzeugführung sind, wie auch bei anderen Verfahren zur Ermittlung von Trajektorien, zumindest implizit die Gründe bekannt, aus denen die Referenztrajektorie so gewählt wurde, wie sie endgültig bestimmt ist, und nicht beispielsweise ein anderer Weg gewählt wurde. Wird dies bei der Ermittlung der Referenztrajektorien mitprotokolliert, ergibt sich eine im Rahmen des Vergleichs nützliche Fahrzeugführungsreferenzinformation, nachdem zusätzliche fahrsituationsrelevante Daten gleich vorliegen und im weiteren Verlauf auch durch entsprechende Abweichungsinformationen zur Anpassung und/oder Auswahl der Maßnahme berücksichtigt werden können. Hinweisinformationen oder Warninformationen können dann beispielsweise um eine auf die konkrete Situation abgestellte Begründung ergänzt werden, was wiederum ein besseres Verständnis und eine bessere Nachvollziehbarkeit bei dem zu überwachenden Fahrer erlaubt. Selbstverständlich können derartige Zusatzinformationen, die die Art der Abweichung von der Referenztrajektorie und deren Bedeutung genauer beschreiben, zumindest teilweise auch später noch, beispielsweise bei der Ermittlung der Abweichungsinformation, wenn diese eine derartige Begründung enthält, ermittelt werden, wozu beispielsweise wiederum eine Analyse der Fahrsituation stattfinden kann. Einfacher und vorteilhafter ist es jedoch, wenn derartige Informationen zumindest größtenteils schon als Fahrzeugführungsreferenzinformation aus der Ermittlung der Referenztrajektorie mitgeliefert werden, so dass eine „doppelte” Analyse weitgehend vermieden werden kann.
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Eine weitere zweckmäßige Teilinformation der Fahrzeugführungsreferenzinformation stellen nicht unmittelbar auf die Steuerung des Kraftfahrzeugs Einfluss nehmende Handlungen dar, so dass allgemein in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass eine erforderliche Handlungen des Fahrers beschreibende Fahrzeugführungsreferenzinformation verwendet wird. Derartige erforderliche, die Sicherheit der gesamten Fahrt erhöhende Handlungen sind grundsätzlich bekannt und können beispielsweise eine Beobachtung eines bestimmten Umfeldbereichs durch den Fahrer, einen Spiegelblick und/oder einen Schulterblick umfassen, wie es auch grundsätzlich aus der Fahrschule schon bekannt ist. So kann es bei Kreuzungsverkehr zweckmäßig sein, zu überprüfen, ob der Fahrer seine Aufmerksamkeit auch auf die kreuzende Straße richtet, gegebenenfalls selbst dann, wenn für ihn eine grüne Ampel vorliegt. Eine entsprechende zum Vergleich genutzte Verhaltensinformation wird dabei bevorzugt aus Sensordaten einer Innenraumkamera des Kraftfahrzeugs abgeleitet, die Bewegungen und/oder die Blickrichtung des Fahrers nachvollziehen kann. Grundsätzlich sind derartige Systeme mit der zugeordneten Bildverarbeitung bereits bekannt, beispielsweise was Aufmerksamkeits- und/oder Müdigkeitsbestimmungen des Fahrers angeht.
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Allgemein werden in dieser erforderliche Handlungen berücksichtigenden Ausgestaltung mithin nicht nur die eigentlichen Bedienhandlungen des Fahrers in die Überwachung mit einbezogen, sondern auch außerhalb derselben liegende Handlungen, die zur Erhöhung der Sicherheit in den meisten Fällen ohnehin erforderlich sind.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zur Überwachung des Fahrers auch ein die Aufmerksamkeit und/oder den Wachheitsgrad des Fahrers beschreibender Fahrerzustandswert ermittelt und im Hinblick auf durchzuführende Maßnahmen ausgewertet wird. Das erfindungsgemäße Fahrzeugsystem kann also auch mit einem allgemeinen Zustandsüberwachungssystem für den Fahrer kombiniert werden, wie es im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt ist, so dass auch die allgemeine Fahrfähigkeit des Fahrers betreffende Aspekte durch die Überwachung abgedeckt werden können und mithin nicht lediglich die Sinnhaftigkeit der Bedientätigkeit und/oder sonstige erforderliche Handlungen berücksichtigt werden. Auf diese Weise bietet das erfindungsgemäße Verfahren einen höheren Sicherheitsgrad und fügt einen neuen Sicherheitsaspekt hinzu.
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Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass vor Beginn einer Fahrt, insbesondere bei einem Anschalten und/oder Starten des Kraftfahrzeugs, wenigstens eine Identifikationsinformation des Fahrers ermittelt wird, wobei bei einer eine nur unter Überwachung eine Fahrerlaubnis aufweisenden Fahrer anzeigenden Identifikationsinformation das Fahrzeugsystem zur Überwachung des Fahrers aktiviert wird. Auf diese Weise kann auch eine automatische Aktivierung des Fahrzeugsystems immer dann ermöglicht werden, wenn ein Fahrer die Fahrt antritt, der zu überwachen ist. Hierzu sind verschiedene Identifikationsvorgänge denkbar, beispielsweise kann die Identifikationsinformation durch Auslesen eines elektronischen Führerscheins und/oder eines personalisierten Schlüssels und/oder aus Daten wenigstens eines biometrischen Sensors ermittelt werden. Dabei ist es bevorzugt, wenn ein elektronischer Führerschein und/oder ein personalisierter Schlüssel ausgelesen werden, die die benötigte Information, ob eine Einschränkung der Fahrerlaubnis vorliegt, bereits enthalten können, so dass diese unmittelbar verarbeitet werden kann und das Fahrzeugsystem zur Überwachung des Fahrers gestartet werden kann. Allerdings ist es selbstverständlich auch denkbar, dass das elektronisch begleitete Fahren, welches durch das Fahrzeugsystem aktiviert wird, durch eine Voreinstellung, beispielsweise ausgehend von einer dem zu überwachenden Fahrer zugeordneten Person, die der Eigentümer des Kraftfahrzeugs sein kann, in das Kraftfahrzeug eingespeichert werden kann, so dass immer dann, wenn der zu überwachende Fahrer identifiziert wird, beispielsweise auch durch biometrische Sensoren, der korrekte Modus aktiviert werden kann.
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Im Rahmen der Erfindung sind eine Vielzahl von konkreten Beispielen für die Auswertung der Abweichungsinformation und Maßnahmenkriterien sowie daraus folgende Maßnahmen denkbar, deren ausführliche Darstellung den Rahmen dieser Beschreibung sprengen würde, wobei Einzelaspekte derartiger Maßnahmen bereits aus dem Stand der Technik bekannt sein können. Mithin seien nur einige illustrative Beispiele an dieser Stelle erläutert. So kann durch das Fahrzeugsystem im Rahmen der Abweichungsinformation festgestellt werden, dass ein Fahrer auf einer Autobahn beim Überholen eines anderen Verkehrsteilnehmers ausgehend von der ganz rechten Fahrspur nicht die mittlere Fahrspur anstrebt, sondern auf die ganz linke Fahrspur weiterstrebt, was für einen bestimmten Zeitraum zwar nicht grundsätzlich gesetzlich verboten ist, aber eine eindeutig ungünstigere Referenztrajektorie darstellt. Entsprechend kann hier die Ausgabe einer Hinweisinformation erfolgen, dass das Rechtsfahrgebot beachtet werden sollte und die mittlere Spur mithin deutlich geeigneter für den Überholvorgang ist. Zeigt der zeitliche Verlauf der Abweichungsinformation, dass ein Fahrer wiederholt in einem derart großen Abstand zu überholen pflegt, kann dies zu einer weiteren Erläuterung/Hinweisgabe führen und/oder in einen schließlich zu erstellenden Bewertungsbericht einfließen.
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Ein anderes, häufig auftretendes Beispiel ist die falsche Einschätzung der Fahrzeuggröße. Zeigt die Abweichungsinformation an, dass deutlich zu dicht an Hindernissen vorbeigefahren wird, kann auch diesbezüglich eine entsprechende Ausgabe einer Hinweisinformation und/oder einer Warninformation erfolgen; droht eine tatsächliche Kollision, kann diese durch einen Fahreingriff, beispielsweise einen Ausweichvorgang, abgewendet werden. Auch können zu überwachende Fahrer Geschwindigkeiten falsch einschätzen, so dass bei einer Geschwindigkeitsübertretung, die auch gegen geltende Gesetze und/oder angebrachte Verkehrsschilder verstoßen kann, entsprechende Hinweis- und/oder Warninformationen auch mit bremsenden Fahreingriffen kombiniert werden können.
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Eine Hinweisinformation kann auch ausgegeben werden, wenn ein Fahrer erforderliche Handlungen nicht vornimmt, beispielsweise einen Schulterblick vor einem Abbiegevorgang. Auch hier kann eine Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Abweichungsinformation zweckmäßig sein, so dass beispielsweise dann, wenn ein zu überwachender Fahrer wiederholt an Kreuzungen, an denen „rechts vor links” gilt, nicht nach links schaut, obwohl dies der Sicherheit zuträglich wäre, nach einer bestimmten Anzahl eines Auftretens einer derartigen Abweichungsinformation eine entsprechende Hinweisinformation ausgegeben werden kann. Dies alles sind jedoch nur Beispiele für mögliche Maßnahmenkriterien und Maßnahmen, die bei speziellen Verhaltensweisen und in speziellen Verkehrssituationen möglich sind, welche mithin die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
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Schließlich sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Datenfusion im Hinblick auf den allgemeinen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und den Zustand des Fahrers beschreibende Daten grundsätzlich schon in vielen Anwendungen des Standes der Technik in ähnlicher Art realisiert wurde und daher als grundsätzlich bekannt angesehen wird, ähnlich wie konkrete Verfahren zur Ermittlung von Referenztrajektorien, zur Fahrsituationsanalyse und dergleichen. Gegenstand der Erfindung ist die geschickte Verknüpfung und Anpassung dieser Maßnahmen, um eine Art elektronischen Begleitfahrer zu realisieren, insbesondere unter Nutzung eines auch zur vollautomatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildeten Fahrzeugsystems. In diesem Zusammenhang kann das Fahrzeugsystem im Übrigen auch ein Umfeldmodell nutzen, wie es im Stand der Technik bereits häufig beschrieben wurde, das Informationen zum Umfeld des Kraftfahrzeugs in einer geordneten, durch Funktionen von Fahrzeugsystemen leicht auslesbaren Art speichert und zur Verfügung stellt, wobei auch hier selbstverständlich immer eine Aktualisierung erfolgt. Dies gilt im Übrigen auch für die Fahrzeugführungsreferenzinformation und die Verhaltensinformation, die ständig zeitaktuell gehalten werden.
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Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Fahrzeugsystem zur Überwachung eines nur unter Überwachung eine Fahrerlaubnis aufweisenden Fahrers, welches ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildetes Steuergerät aufweist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin dieselben Vorteile erhalten werden können.
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Das Fahrzeugsystem ist ein zur vollautomatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildetes Fahrzeugsystem, kann mithin zwei grundlegende Funktionen in unterschiedlichen Betriebsmodi erfüllen, einmal die vollautomatische Führung des Kraftfahrzeugs, zum anderen die Überwachung eines nur eine eingeschränkte Fahrerlaubnis besitzenden Fahrers. Wie dargelegt wurde, lassen sich eine Vielzahl von Algorithmen, die von den unterschiedlichen Funktionen benötigt werden, in beiden Betriebsmodi gewinnbringend einsetzen, wobei gegebenenfalls eine Umparametrisierung erfolgen sollte.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine beispielhafte Fahrsituation, und
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3 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
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Im im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem genutzt, welches zwei Aufgaben erfüllt, mithin in zwei Betriebsmodi nutzbar ist. Einmal ist das Fahrzeugsystem zur vollständig automatischen Fahrzeugführung ausgebildet, zum anderen aber auch zur Überwachung eines Fahrers, dem es nur zu fahren erlaubt ist, wenn er überwacht wird („begleitetes Fahren”). Dabei soll hier, nachdem die vollautomatische Fahrzeugführung grundsätzlich bereits bekannt ist, auf die Überwachung des Fahrers eingegangen werden. Dabei sei zudem angemerkt, dass durch das Fahrzeugsystem nicht nur das im Folgenden zu diskutierende Fahrverhalten des Fahrers ausgewertet wird, sondern auch dessen Zustand, insbesondere im Hinblick auf die Aufmerksamkeit und die Müdigkeit. Auch dies ist im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt und stellt lediglich eine Zusatzfunktion des Fahrzeugsystems dar, die hier nicht genauer dargelegt werden soll, aber in Kombination mit der Überwachung des Fahrverhaltens durchaus eine Verbesserung darstellt.
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1 zeigt nun einen möglichen Ablaufplan des Verfahrens zum Betrieb des erwähnten Fahrzeugsystems. Das Verfahren beginnt in einem Schritt 1, in dem vorliegend ein zu überwachender Fahrer, dessen Fahrerlaubnis mithin auf begleitetes Fahren beschränkt ist, das Kraftfahrzeug anschaltet bzw. anlässt. Spätestens zu diesem Zeitpunkt ist eine Identifikation des Fahrers erforderlich, die im Schritt 1 durch Ermittlung einer Identifikationsinformation des Fahrers erfolgt. Dies geschieht in diesem Ausführungsbeispiel durch Auslesen eines elektronischen Führerscheins und/oder eines personalisierten Schlüssels, so dass die Identifikationsinformation auch eine die eingeschränkte Fahrerlaubnis anzeigendes Datum enthält.
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In einem Schritt 2 wird nun überprüft, ob die Fahrerlaubnis tatsächlich auf begleitetes Fahren eingeschränkt ist, wobei dann, wenn dies zutritt, in einem Schritt 3 das Fahrzeugsystem zur Überwachung des Fahrers, also im entsprechenden Betriebsmodus, aktiviert wird.
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Dies führt dazu, dass in einem Schritt 4 zunächst das Umfeld des Kraftfahrzeugs beschreibende Umfelddaten und den Betriebszustand des eigenen Kraftfahrzeugs beschreibende Egodaten ausgewertet werden, um wenigstens eine Fahrzeugführungsreferenzinformation zu ermitteln, die mehrere Verhaltenskriterien berücksichtigt, die sich nicht nur auf die Einhaltung der Verkehrsregeln beziehen, sondern auch gewisse erforderliche Handlungen, beispielsweise Schulterblicke, einfordern, erhöhte Sicherheitsanforderungen stellen, den erlaubten Geschwindigkeitsbereich einschränken können und dergleichen. Das bedeutet, die Verhaltenskriterien sind auf den geringen Erfahrungsschatz bei einem Fahranfänger bzw. die eingeschränkten Möglichkeiten bei sonstigen zu überwachenden Fahrern, beispielsweise älteren Menschen, abgestellt. Dabei umfassen die Fahrzeugführungsreferenzinformationen im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Arten von Teilinformationen, nämlich zum einen auf die tatsächliche Bedienung des Kraftfahrzeugs abgestellte Teilinformationen, zum anderen auf sonstige, die Steuerung des Kraftfahrzeugs nicht unmittelbar beeinflussende erforderliche Handlungen abgestellte Teilinformationen.
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Die erste Gruppe von Teilinformationen umfasst mehrere Referenztrajektorien, die vorliegend unter Verwendung der Algorithmen zur Fahrtplanung, die auch der Betriebsmodus zur vollständig automatischen Fahrzeugführung nutzen würde, ermittelt werden. Die Algorithmen sind entsprechend der Verhaltenskriterien und der geänderten Aufgabenstellung umparametrisiert, indem beispielsweise Einschränkungen in der eigentlichen Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs festgelegt werden und/oder angenommen wird, dass dem Fahrer eine größere Menge an Informationen zur Verfügung steht, als diese durch die Umfelddaten und die Egodaten geliefert werden können.
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Im Gegensatz zum Betriebsmodus der vollständig automatischen Fahrzeugführung wird zudem nicht nur eine einzige, zu befahrende Zieltrajektorie bestimmt, sondern es werden letztlich alle „Hypothesen”, also möglichen Trajektorien, die sich mit den Verhaltenskriterien decken, mithin grundsätzlich erlaubt sind, als Referenztrajektorien beibehalten, denen entsprechende weitere Fahrzeugführungsreferenzinformationen zugeordnet sind. Diese betreffen vorliegend auch die Bewertung der entsprechenden Referenztrajektorien, insbesondere im Vergleich zu der am besten bewerteten Referenztrajektorie, die im Fall der vollständig automatischen Fahrzeugführung als Zieltrajektorie herangezogen worden wäre. Als Fahrzeugführungsreferenzinformation sind den einzelnen Referenztrajektorien zudem bei deren Herleitung getroffene Entscheidungen und deren Grundlage als Begründungsinformationen beigefügt, so dass diese in einem späteren Schritt auch in eine Abweichungsinformation eingehen können und mithin gleich Informationen zur Verfügung zu stellen, warum die festgestellte Abweichung ungünstiger ist.
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Die ermittelten Referenztrajektorien stehen dabei jeweils repräsentativ für eine Trajektorienschar von vergleichbaren bzw. ähnlichen Trajektorien, so dass ihnen auch eine erlaubte Abweichungen beschreibende Fahrschlauchinformation zugeordnet ist. Als die Trajektorienschar repräsentierende Referenztrajektorie wird immer die innerhalb der Trajektorienschar am besten bewertete Trajektorie herangezogen.
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Die Referenztrajektorien werden zur Ermittlung der erforderliche Handlungen betreffenden Teilinformationen dann noch immer in Schritt 4 weiter analysiert. Ist beispielsweise ein Abbiegevorgang enthalten, werden als erforderliche Handlungen in bestimmten Zeitfenstern Spiegel- und/oder Schulterblicke hinzugefügt; werden Kreuzungen passiert, werden gewünschte Blickrichtungen ebenso in bestimmten Zeitfenstern als erforderliche Handlungen ergänzt. Nähert man sich einem Hindernis, beispielsweise einem stehenden Verkehrsteilnehmer oder dergleichen, und wird bald ein Bremsvorgang benötigt, könnte auch ein Positionieren des Fußes nahe dem Bremspedal (sowie bei stärkeren Bremsen gegebenenfalls nahe dem Kupplungspedal) als erforderliche Handlung in einem bestimmten Zeitfenster hinzugefügt werden und dergleichen. Diese erforderlichen Handlungen haben auf die Steuerung des Kraftfahrzeugs zunächst noch keinen Einfluss, sind aber vorgeschrieben, zweckmäßig oder die Sicherheit erhöhend.
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Nachdem die aktuellen Fahrzeugführungsreferenzinformationen bestimmt sind, erfolgt in einem Schritt 5 eine Ermittlung von einer auf den Fahrer bezogenen Verhaltensinformation, die das tatsächliche Fahrverhalten des Fahrers beschreibt. Hierzu werden Sensordaten und Bediendaten verwendet, die sich zumindest teilweise mit den bereits erwähnten Umfelddaten und Egodaten überdecken können, jedoch meist zusätzliche Erfassungsmittel nutzen, beispielsweise eine den Fahrer beobachtende Innenraumkamera und dergleichen. Es wird mithin festgestellt, welche Bedienhandlungen der Fahrer tatsächlich vornimmt und wie er sich außerhalb dieser Bedienhandlungen verhält, beispielsweise im Hinblick auf die erforderlichen weiteren Handlungen.
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In einem Schritt 6 erfolgt dann der Vergleich der Fahrzeugführungsreferenzinformationen und der Verhaltensinformation, um Abweichungen beschreibende Abweichungsinformationen zu erhalten. Bezüglich der Referenztrajektorien und somit der eigentlichen Steuerung des Kraftfahrzeugs selbst wird dabei eine Prädikationstrajektorie berechnet, die mit den Referenztrajektorien zu vergleichen ist. Hierbei werden wiederum wenigstens teilweise Algorithmen, die auch bei der vollständig automatischen Fahrzeugführung zum Einsatz kommen, verwendet, nämlich solche, die üblicherweise versuchen, Trajektorien anderer Verkehrsteilnehmer zu prädizieren. Im Fall des eigenen Kraftfahrzeugs liegt eine breitere und verlässlichere Datenbasis vor, was die Algorithmen, die entsprechend umparametrisiert sind, vor eine einfachere Aufgabe stellt.
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Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass der Begriff „Trajektorie” nicht lediglich den reinen geometrischen Verlauf der Fahrzeugposition betrifft, sondern auch ein Geschwindigkeitsprofil, Schaltvorgänge, Einstellungen am Kraftfahrzeug und dergleichen umfasst. Es wird mithin möglichst weitgehend der Fahrvorgang entlang des die Trajektorie grundsätzlich definierenden Pfads beschrieben.
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Nachdem mehrere Referenztrajektorien existieren, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abweichungsinformation bezüglich der mit der Prädiktionstrajektorie am besten übereinstimmenden Referenztrajektorie bestimmt, die Abweichungsinformationen erhalten zusätzlich jedoch auch wenigstens die Information, wie deutlich die Bewertung von der am besten bewerteten Referenztrajektorie abweicht. Die Abweichungsinformationen müssen dabei nicht allein die tatsächlich aufgetretenen Abweichungen beschreiben, sondern können Zusatzinformationen enthalten, z. B. die bereits erwähnten Begründungsinformationen, die Hinweise auf die Bedeutung der aufgetretenen Abweichungen in der konkreten Fahrsituation enthalten und bei der Ermittlung der Referenztrajektorien ohnehin aufgetreten sind. Selbstverständlich können die Abweichungsinformationen auch in einer weiteren Fahrsituationsanalyse ergänzt werden, wenn die Bedeutung auftretender Abweichungen nicht vollständig klar ist; insbesondere kann der Prädikationstrajektorie auch ein Gefährdungswert, der die Sicherheit der Prädikationstrajektorie beschreibt, zugeordnet sein oder in Schritt 6 zugeordnet werden, der auch einen Teil der Abweichungsinformation bildet.
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In einem Schritt 7 werden die Abweichungsinformationen dann gegen eine Mehrzahl von Maßnahmenkriterien geprüft. Jedem dieser Maßnahmenkriterien ist eine Maßnahme zugeordnet, beispielsweise die Ausgabe einer Hinweisinformation, die Ausgabe einer Warninformation, wenigstens ein Fahreingriff und dergleichen. Sind ein oder mehrere Maßnahmenkriterien erfüllt, werden in Schritt 8 die entsprechenden Maßnahmen durchgeführt, wobei selbstverständlich auch andere Fahrzeugsysteme genutzt und/oder angesprochen werden können.
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Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Maßnahmen aufgrund der Abweichungsinformation durchaus noch parametrisiert werden können, insbesondere was ein Einstellen auf die aktuelle Fahrsituation angeht, wobei die zugehörigen Daten zweckmäßigerweise, wie bereits dargelegt, schon der Abweichungsinformation entnommen werden können, es aber durchaus auch denkbar ist, dass sie, beispielsweise bei zu planenden Ausweichmanövern, in Schritt 8 erst vorgenommen werden.
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Die Auswertung der Abweichungsinformationen in Schritt 7 kann dabei im Übrigen auch deren zeitlichen Verlauf betrachten, nachdem manche Maßnahmenkriterium erst erfüllt sind, wenn beispielsweise weniger relevante Fehler häufiger auftreten und dergleichen.
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Eine bestimmte Gruppe von Maßnahmen betrifft auch mitzuführende Evaluationswerte, die als Grundlage einer Bewertung des gesamten Fahrverhaltens für eine Fahrt dienen. Je besser die Verhaltensinformation mit dem „Soll”, also der Fahrzeugführungsreferenzinformation, übereinstimmt, desto höher sind die entsprechenden Evaluationswerte, welche klassifiziert betrachtet werden können, beispielsweise also für durchzuführende erforderliche Handlungen, die geschickte Wahl von Referenztrajektorien, das Brems- und Beschleunigungs- sowie Lenkverhalten und dergleichen. Somit ist eine differenzierte Bewertung am Ende der Fahrt möglich. Maßnahmenkriterien zugeordnete Maßnahmen können dabei eine Erhöhung und eine Erniedrigung eines oder mehrere Evaluationswerte umfassen.
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Ist in Schritt 7 kein Maßnahmenkriterium erfüllt, wird unmittelbar mit Schritt 9 fortgefahren, zu dem auch nach Abschluss des Schrittes 8 fortgeschritten wird. In Schritt 9 wird überprüft, ob die Fahrt beendet ist. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren mit dem Schritt 4 fortgesetzt, das bedeutet, die Überwachung wird ständig zeitaktuell mit aktualisierten Informationen fortgeführt und aufrechterhalten, bis die Fahrt beendet ist. Wird dies in Schritt 9 festgestellt, wird in einem Schritt 10 aus den Evaluationswerten ein Bewertungsbericht erstellt und ausgegeben. Dieser enthält eine allgemeine Bewertung der Fahrleistung, aber auch spezifizierte Auswertungsbestandteile und Tipps/Hinweise für eine Verbesserung des Fahrverhaltens. Der Bewertungsbericht wird in Schritt 10 auch an eine vorbestimmte Person, beispielsweise einer Aufsichtsperson, weitergeleitet.
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In einem Schritt 11 werden die Evaluationswerte und der Bewertungsbericht an wenigstens einen kraftfahrzeugexternen Server übertragen, wo sie weiter ausgewertet werden können und mit Evaluationswerten und/oder Bewertungsberichten anderer zu überwachender Fahrer verglichen werden können. Möglich ist es auch, die Evaluationswerte und/oder den Bewertungsbericht in einem sozialen Netzwerk zur Verfügung zu stellen.
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In einem Schritt 12 wird das Verfahren dann beendet.
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2 zeigt eine beispielhafte Verkehrssituation zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Kraftfahrzeug 13, in dem ein das erfindungsgemäße Verfahren durchführendes Fahrzeugsystem 14 aktiv ist, fährt auf der rechten Spur 15 einer dreispurigen Straße 16 hinter einem weiteren, langsameren Verkehrsteilnehmer 17. Werden hier Referenztrajektorien berechnet, ergeben sich beispielhaft die drei dargestellten Varianten 18, 19 und 20. Die Referenztrajektorie 18 geht davon aus, dass kein Überholvorgang stattfinden soll und das Kraftfahrzeug 13 auf der Spur 15 verbleiben soll. Sie enthält mithin auch ein verlangsamendes Geschwindigkeitsprofil.
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Die Referenztrajektorie 19 beschreibt einen Spurwechselvorgang auf die mittlere Fahrspur 21, um den Verkehrsteilnehmer 17 zu überholen. Entsprechend enthält sie entsprechende Lenkmaßnahmen und Beschleunigungsmaßnahmen. Auch die Referenztrajektorie 20 ist grundsätzlich erlaubt und beschreibt einen Fahrspurwechsel bis auf die ganz linke Fahrspur 22, der zwar ungünstig ist, jedoch das Rechtsfahrgebot nicht zwangsläufig verletzt, solange die Fahrzeit auf der Spur 22 sich in Grenzen hält. Den Referenztrajektorien 18, 19 und 20 sind zu bestimmten Zeitpunkten zudem erforderliche Handlungen zugeordnet, vorliegend den Referenztrajektorien 19 und 20 zum Zeitpunkt 23 ein Schulter- und Spiegelblick sowie desgleichen für die Referenztrajektorie 22 zum Zeitpunkt 24 Selbstverständlich sind auch noch andere Zeitpunkte/Zeitfenster für erforderliche Handlungen denkbar, beispielsweise Vorbereitungen zum Betätigen von Pedalen, eine weitere Beobachtung der Verkehrssituation anhand bestimmter Blickrichtungen und dergleichen.
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Ersichtlich weicht die Prädikationstrajektorie 25, hier gestrichelt dargestellt, deutlich von den Referenztrajektorien 18, 19 und 20 ab und entspricht am ehesten noch der Referenztrajektorie 19. Dies alles wird in der Abweichungsinformation erfasst, die entsprechende Maßnahmen zur Folge haben kann. Ist beispielsweise ein deutlich zu starker Lenkeinschlag im Bereich 26 gegeben, der die Sicherheit gefährdet, kann in die Lenkung eingriffen werden oder eine Warnung ausgegeben werden. Findet kein Schulterblick und/oder Spiegelblick statt, wird eine Hinweisinformation ausgegeben, die auf diesen Umstand hinweist. Fährt der Fahrer, wie im Bereich 27 angedeutet, zu weit links auf der mittleren Spur 21, hat dies keine unmittelbar wahrnehmbare Maßnahme zur Folge, sondern führt lediglich zur Anpassung eines Evaluationswerts. Selbstverständlich sind in der in 2 dargestellten Fahrsituation auch andere Abweichungen, Maßnahmenkriterien und Maßnahmen denkbar, die hier jedoch nicht alle erläutert werden sollen, um die Übersichtlichkeit zu wahren. Die beschriebenen Beispiele sind mithin als solche zu betrachten.
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3 zeigt schließlich eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 13, welches wie bereits erwähnt das Fahrzeugsystem 14 aufweist, das in einem ersten Betriebsmodus zur vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, in einem zweiten Betriebsmodus zur Überwachung eines aufgrund einer eingeschränkten Fahrerlaubnis zu überwachenden Fahrers. Das Fahrerassistenzsystem 14 weist ein Steuergerät 28 auf, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Hierzu erhält das Steuergerät über ein Bussystem des Kraftfahrzeugs Daten von hier nur schematisch angedeuteten Sensoren 29 des Kraftfahrzeugs 13, die Umfeldsensoren, Innenraumsensoren sowie auf das Kraftfahrzeug selbst bezogene, Egodaten und Bediendaten liefernde Sensoren umfassen.
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Über das Bussystem besteht auch eine Verbindung zu weiteren Fahrzeugsystemen 30, die andere Eingangsdaten liefern können und dabei beispielsweise auch Car-to-Car-Kommunikationseinrichtungen und dergleichen umfassen können. Die weiteren Fahrzeugsysteme 30 können über das Steuergerät 28 jedoch auch angesteuert werden, um Maßnahmen durchzuführen, beispielsweise also Fahreingriffe, die Ausgabe von Hinweisinformationen und/oder Warninformationen über Ausgabemittel und dergleichen.
