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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit eines Fahrzeugs, das einen voll- und/oder teilautonomen Fahrmodus aufweist.
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Derzeit werden Fahrzeuge (insbesondere Straßenfahrzeuge wie Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen) entwickelt und getestet, die ganz oder teilweise die Fahraufgabe eines Fahrers übernehmen. Ein Fahrzeug, das sich ohne Eingriffe eines Fahrers durch den Straßenverkehr bewegen kann, weist einen sogenannten vollautonomen Fahrmodus auf. Ein Fahrzeug, das bestimmte Fahraufgaben des Fahrers übernehmen kann, z. B. ein Überhohlmanöver, weist einen sogenannten teilautonomen Fahrmodus auf. Nach Bedarf können ein vollautonomer und/oder ein teilautonomer Fahrmodus von dem Fahrer deaktiviert werden, so dass der Fahrer wieder die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen kann.
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Durch einen jederzeit deaktivierbaren voll/teilautonomen Fahrmodus und der damit verbundenen Übernahme der Fahrzeugkontrolle durch den Fahrer, ist der Anwenderkreis von Fahrzeugen mit einem vollautonomen und/oder teilautonomen Fahrmodus auf Fahrzeugführer mit einer gültigen Fahrerlaubnis beschränkt. Dies ist nachteilig, da Fahrzeuge mit einem voll/teilautonomen Fahrmodus insbesondere für Personen ohne Fahrerlaubnis (z. B. für Personen mit Behinderungen) einen signifikanten Fortschritt im Hinblick auf ihre Mobilität darstellen.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, Fahrzeuge mit einem voll/teilautonomen Fahrmodus in sicherer Weise für einen vergrößerten Anwenderkreis verfügbar zu machen.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug mit einem autonomen Fahrmodus beschrieben. Das Fahrzeug kann insbesondere ein Straßenfahrzeug (z. B. einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen) umfassen. Das Fahrzeug kann eingeachtet sein, sich im autonomen Fahrmodus ohne Fahreingriffe des Fahrers zu bewegen. Insbesondere kann das Fahrzeug eingerichtet sein, sich im Straßenverkehr ohne Fahreingriffe von einem Ausgangspunkt einer Fahrroute zu einem Endpunkt der Fahrroute zu bewegen. Dabei kann die Fahrroute beispielsweise durch einen Fahrer des Fahrzeugs über ein Navigationsgerät festgelegt worden sein. Das Fahrzeug kann sieh dann im (voll)autonomen Fahrmodus selbständig, d. h. ohne weitere Fahreingriffe des Fahrers, entlang der Fahrroute zu dem Endpunkt bewegen.
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Die Steuereinheit ist eingerichtet zu ermitteln, ob ein Fahrer des Fahrzeugs eine Berechtigung dazu hat, das Fahrzeug selbstständig zu steuern. Mit anderen Worten, die Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu ermitteln, ob der Fahrer die Befähigung und/oder die Berechtigung dafür hat das Fahrzeug zumindest teilweise durch aktive Fahreingriffe zu beeinflussen.
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Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit z. B. Messdaten von einer Sensoreinheit des Fahrzeugs empfangen. Die Sensoreinheit des Fahrzeugs kann ein oder mehrere umfassen von: eine Kamera zur Erfassung von Bilddaten; einen Sensor zur Erfassung von einem Fingerabdruck; ein Lesegerät zum Auslesen von maschinelesbaren Dokumenten; und/oder ein Mikrophon zur Erfassung von Sprachdaten. Anhand der Messdaten kann eine Identität des Fahrers ermittelt werden. Desweiteren kann eine Fahrerlaubnis oder eine Fahrberechtigung (z. B. durch Einlesen eines Führerscheins) des identifizierten Fahrers ermittelt werden. Desweiteren kann auf Basis der Messdaten ein Fahrerlaubnisprofil des identifizierten Fahrers ermittelt werden. Somit kann die Steuereinheit eingerichtet sein, auf Basis der Messdaten zu ermitteln, ob der Fahrer des Fahrzeugs eine Berechtigung dazu hat, das Fahrzeug selbstständig zu steuern.
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Ein Fahrerlaubnisprofil kann beispielsweise (zumindest teilweise) von einer Einheit außerhalb des Fahrzeugs (z. B. über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle wie WLAN, Mobilfunk oder eine andere Funktechnik) an das Fahrzeug übermittelt werden. Ein Fahrerlaubnisprofil kann ggf. auch von anderen Daten als den Messdaten abhängig sein.
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Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, ein Verlassen des autonomen Fahrmodus des Fahrzeugs zu unterbinden, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer keine Berechtigung dazu hat, das Fahrzeug selbstständig zu steuern. Mit anderen Worten, das Fahrzeug kann daran gehindert werden (z. B. über eine Fahrzeugsteuerung des Fahrzeugs), den autonomen Fahrmodus zu verlassen, auch wenn der Fahrer selbständige Fahreingriffe tätigen möchte. Derartige Fahreingriffe können z. B. ignoriert werden, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer keine Berechtigung dazu hat, das Fahrzeug selbstständig zu steuern. Das Fahrzeug kann dann eingerichtet sein, das Fahrzeug weiterhin im autonomen Fahrmodus zu betreiben, z. B. um den Fahrer entlang der ermittelten Fahrroute zu dem Endpunkt zu bringen.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das Fahrzeug im autonomen Fahrmodus zu betreiben und ein selbständiges Steuern des Fahrzeugs durch den Fahrer zu unterbinden. Mit anderen Worten, es kann durch die Steuereinheit sichergestellt werden, dass das Fahrzeug nicht in einem manuellen oder selbständigen Fahrmodus betrieben werden kann, bei dem der Fahrer selbständig das Fahrzeug steuern kann.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, ein selbständiges Steuern des Fahrzeugs durch den Fahrer zu unterbinden, wenn das Fahrzeug sich nicht im autonomen Fahrmodus befindet, und wenn ermittelt wird, dass der Fahrer keine Berechtigung dazu hat, das Fahrzeug selbstständig zu steuern. Beispielsweise kann bereits vor Fahrantritt überprüft werden, welche Fahrberechtigungen der Fahrer hat. Der Fahrer kann dann ggf. daran gehindert werden, einen manuellen Fahrmodus zu aktivieren (d. h. das Fahrzeug selbständig zu steuern). Desweiteren kann die Auswahl der möglichen Fahrmodi auf den autonomen Fahrmodus beschränkt werden. Der Fahrer kann dann das Fahrzeug nur im autonomen Fahrmodus betreiben.
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Die beschriebene Steuereinheit ermöglicht es somit, das Fahrzeug mit autonomem Fahrmodus in sicherer Weise auch für Fahrer ohne oder mit eingeschränkter Fahrerlaubnis zugänglich zu machen. Mit anderen Worten, durch die beschriebene Steuereinheit wird es möglich, dass Fahrzeuge mit autonomem Fahrmodus auch durch Fahrer ohne Fahrerlaubnis in sicherer Weise genutzt werden können. So kann der Anwenderkreis von Fahrzeugen mit autonomem Fahrmodus erweitert werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Identität des Fahrers des Fahrzeugs zu ermitteln (z. B. anhand der Messdaten). Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, ein Fahrerlaubnisprofil für den identifizierten Fahrer zu ermitteln. Dabei zeigt das Fahrerlaubnisprofil an, in welchem Umfang der identifizierte Fahrer den autonomen Fahrmodus des Fahrzeugs verlassen darf. Beispielsweise zeigt das Fahrerlaubnisprofil an: der Fahrer darf (ggf. nur) eine Zieleingabe für eine Routenplanung des Fahrzeugs tätigen; der Fahrer darf ein Fahrmanöver (ggf. nur) initiieren, dass dann autonom durch das Fahrzeug durchgeführt wird; der Fahrer darf das Fahrzeug (ggf nur) für eine autonome Kolonnenfahrt mit ein oder mehreren anderen Fahrzeugen nutzen; der Fahrer darf das Fahrzeug mit einem Anhänger führen (oder nicht); der Fahrer darf das Fahrzeug (ggf. nur) mit eingeschränkten Leistungsdaten und/oder mit einer eingeschränkten Maximalgeschwindigkeit führen; und/oder der Fahrer darf das Fahrzeug (ggf. nur) in einem begrenzten Gebiet führen.
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Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, zu veranlassen, dass der autonome Fahrmodus des Fahrzeugs nur in dem, durch das Fahrerlaubnisprofil bestimmten, Umfang verlassen werden kann. So kann das Fahrzeug mit autonomem Fahrmodus weiter an die Fähigkeiten und/oder Berechtigungen des Fahrers angepasst werden. Insbesondere können so, in Abhängigkeit von Fähigkeiten und/oder Berechtigungen des Fahrers, zumindest teilweise manuelle Fahreingriffe durch den Fahrer ermöglicht werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, auf eine Speichereinheit des Fahrzeugs zuzugreifen, um das Fahrerlaubnisprofil für den identifizierten Fahrer zu ermitteln. Das Fahrerlaubnisprofil eines Fahrers kann z. B. durch eine bestimmte berechtigte Person (z. B. durch den Eigentümer des Fahrzeugs) überprüft und ggf. verändert (z. B. eingeschränkt) werden. Dazu kann die Steuereinheit eingerichtet sein, es der berechtigten Person zu ermöglichen (z. B. über eine Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs), das Fahrerlaubnisprofil eines Fahrers zu editieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenfahrzeug) beschrieben. Das Fahrzeug umfasst eine Fahrzeugsteuerung, die eingerichtet ist, das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus zu bewegen. Desweiteren umfasst das Fahrzeug eine in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Fahrzeugsteuerung zu veranlassen, ein Verlassen des autonomen Fahrmodus zu unterbinden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem autonomen Fahrmodus beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, ob ein Fahrer des Fahrzeugs eine Berechtigung dazu hat, das Fahrzeug selbstständig zu steuern. Das Verfahren umfasst weiter, das Unterbinden des Verlassens des autonomen Fahrmodus des Fahrzeugs und/oder wenn sich das Fahrzeug nicht im autonomen Fahrmodus befindet, das Unterbinden eines selbständigen Steuerns des Fahrzeugs durch den Fahrer, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer keine Berechtigung dazu hat, das Fahrzeug selbstständig zu steuern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
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1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs; und
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2 ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens zur Erhöhung der Sicherheit eines Fahrzeugs mit einem autonomen Fahrmodus.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem technischen Problem, Fahrzeuge, die einen teil-/vollautonomen Fahrmodus aufweisen, in sicherer Weise für einen vergrößerten Anwenderkreis zugänglich zu machen. In diesem Zusammenhang wird insbesondere vorgeschlagen, mit Hilfe einer Personenerkennung (z. B. basierend auf Fingerabdruckerkennung, Gesichtserkennung, Sprecheridentifikation) und/oder mit Hilfe einer Erkennung von Fahrerlaubnisdokumenten (z. B. mit Hilfe einer Kamera, einem Lesegerät zum Auslesen maschinenlesbarer Dokumente, etc.) Personen als für ein Fahrzeug registriert und in Besitz einer gültigen Fahrerlaubnis befindliche Nutzer zu identifizieren. Nicht fahrberechtigten Nutzer können dann für selbständiges Fahren gesperrt werden. Mit anderen Worten, das Fahrzeug kann eingerichtet sein, zu erkennen, ob ein Fahrer ein oder mehrere erforderliche Voraussetzungen dafür erfüllt, einen vollautonomen Fahrmodus zu verlassen. Die ein oder mehreren erforderlichen Voraussetzungen können z. B. in einem Fahrerlaubnisprofil hinterlegt sein. Liegen die ein oder mehreren Voraussetzungen nicht vor, so kann die Übernahme der Fahrkontrolle durch den Fahrer unterbunden werden. Das Fahrzeug bleibt damit weiterhin im autonomen Fahrmodus und kann den Fahrer weiterhin in sicherer Weise befördern. Andererseits wird vermieden, dass ein nicht fahrberechtigter Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug übernimmt, und damit eine Gefahr für den Verkehr darstellt.
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1 zeigt beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Sensoreinheit 102, die eingerichtet ist, ein oder mehrere Messdaten bzgl. des Fahrers des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Insbesondere kann die Sensoreinheit 102 ein oder mehrere Messdaten erfassen, aus denen die Identität des Fahrers und/oder die Fahrberechtigung des Fahrers ermittelt werden kann. Beispielhafte Messdaten sind Bilddaten bzgl. eines Gesichts des Fahrers, Fingerabdruckdaten, Daten von einem persönlichen elektronischen Gerät des Fahrers, Bilddaten bzgl. einer Fahrerlaubnis des Fahrers, etc.
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Das Fahrzeug 100 umfasst weiter eine Steuereinheit 101, die eingerichtet ist, auf Basis der Messdaten zu ermitteln, ob der aktuelle Fahrer eine Fahrerlaubnis hat. Desweiteren kann der Umfang der Fahrerlaubnis ermittelt werden. Beispielsweise können für unterschiedliche Fahrer unterschiedliche Fahrerlaubnisprofile ermittelt werden. Ein Fahrerlaubnisprofil kann anzeigen, welche Fahraufgaben von einem Fahrer übernommen werden dürfen. Ein Fahrerlaubnisprofil kann beispielsweise anzeigen,
- • dass ein bestimmter Fahrer keinerlei Fahraufgaben ausführen darf, und dass das Fahrzeug sich auch nicht im vollautonomen Fahrmodus bewegen darf. Dieses Fahrerlaubnisprofil könnte z. B. für Kinder verwendet werden.
- • dass ein bestimmter Fahrer nur eine Zieleingabe tätigen darf, und dass das Fahrzeug ansonsten auf den vollautonomen Fahrmodus beschränkt ist. Dieses Fahrerlaubnisprofil kann z. B. für volljähre Fahrzeugnutzer ohne gültigen Führerschein verwendet werden.
- • dass ein bestimmter Fahrer das Fahrzeug nur im vollautonomen Fahrmodus oder in Zusammenhang mit einer Kolonnenfahrt mit einem anderen Fahrzeug verwenden darf.
- • dass ein bestimmter Fahrer bestimmte Fahrmanöver (z. B. Überholmanöver) initiieren darf, die dann autonom durch das Fahrzeug durchgeführt werden.
- • dass ein bestimmter Fahrer die volle Fahrzeugkontrolle übernehmen darf (z. B. wenn eine gültige Fahrerlaubnis vorliegt).
- • dass Fahrten mit einem Anhänger nur im autonomen Fahrmodus durchgeführt werden dürfen. Andererseits darf bei Fahrten ohne Anhänger, der Fahrer ggf. die volle Fahrzeugkontrolle übernehmen.
- • dass eigenständige Fahraufgaben mit Einschränkungen übernommen werden dürfen, z. B. Fahren mit reduzierter Leistung oder Fahrten bis zu einer vordefinierten Maximalgeschwindigkeit.
- • dass das Fahrzeug nur im Stadtbereich verwendet werden darf.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf eine Speichereinheit 104 zuzugreifen. Auf der Speichereinheit 104 können Fahrerlaubnisprofile für eine Vielzahl von unterschiedlichen Personen abgespeichert sein. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, anhand der Messdaten die Identität eines Fahrers zu ermitteln. Das Fahrerlaubnisprofil für den identifizierten Fahrer kann dann aus der Speichereinheit 104 entnommen werden. Die Fahrerlaubnisprofile können z. B. von einem Eigentümer des Fahrzeugs 100 festgelegt und/oder editiert werden.
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Die Steuereinheit 101 ist weiter eingerichtet, eine Fahrzeugsteuerung 103 zu veranlassen, das ermittelte Fahrerlaubnisprofil umzusetzen. Wird beispielsweise in einem Fahrerlaubnisprofil festgelegt, dass ein aktueller Fahrer einen vollautonomen Fahrmodus nicht verlassen darf, so wird über die Fahrzeugsteuerung 103 veranlasst, dass der Fahrer keine Eingriffe in den Fahrbetrieb tätigen kann. Beispielsweise können dann getätigte Fahreingriffe ignoriert werden. Das Fahrzeug 100 kann hingegen weiter im autonomen Fahrbetrieb betrieben werden.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, eine Person auf einem Beifahrersitz des Fahrzeugs 100 zu detektieren und ggf. zu identifizieren. Bei Erkennung einer bestimmten Person auf dem Beifahrersitz kann die Berechtigung des Fahrers ggf. erweitert werden. Dies kann beispielsweise für die Nutzung des Fahrzeugs 100 durch einen Fahranfänger mit Begleitperson relevant sein. Das Fahrerlaubnisprofil des Fahranfängers kann bei Präsenz eines bestimmten Beifahrers erweitert werden. Mit anderen Worten, dass Fahrerlaubnisprofil des Fahrers kann von der Präsenz eines Beifahrers abhängen.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, einen Zustand des Fahrers zu ermitteln. Beispielsweise kann ein Grad der Aufmerksamkeit des Fahrers ermittelt werden. Das Fahrerlaubnisprofil kann dann in Abhängigkeit von dem Zustand des Fahrers bestimmt werden. Beispielsweise kann die Erlaubnis zur Durchführung von selbsttätigen Fahraufgaben entzogen werden, z. B. wenn der Fahrer als unzureichend aufmerksam eingestuft wird.
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2 zeigt ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Erhöhung der Sicherheit eines Fahrzeugs 100 mit autonomem Fahrmodus. Das Verfahren 200 kann z. B. durch die Steuereinheit 101 ausgeführt werden. Anhand der von der Sensoreinheit 102 erfassten Messdaten kann eine Personenerkennung 211 des aktuellen Fahrers erfolgen. Die erkannte Person kann dann als ein ggf. neuer Fahrzeugführer registriert werden. Dazu kann auch überprüft werden, ob und ggf. welche gültige Fahrerlaubnis vorliegt (Punkt 204). So kann ein Fahrerlaubnisprofil für die erkannte Person erstellt und ggf. auf der Speichereinheit 104 gespeichert werden.
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Desweiteren kann überprüft werden, ob der erkannte Fahrer bereits als Fahrzeugführer registriert ist (Punkt 203). Dazu kann z. B. auf gespeicherte Daten in der Speichereinheit 104 (z. B. auf ein gespeichertes Fahrerlaubnisprofil) zugegriffen werden. Ist der erkannte Fahrer registriert, so kann überprüft werden, ob eine gültige Fahrerlaubnis vorliegt (Punkt 206). Insbesondere kann das Fahrerlaubnisprofil für den Fahrer ermittelt werden. Ist der erkannte Fahrer dazu berechtigt selbständig zu fahren, so wird es dem Fahrer ermöglicht, einen vollautonomen Fahrmodus 202 bei Bedarf zu verlassen (Punkt 208). Falls noch keine gültige Fahrerlaubnis/kein Fahrerlaubnisprofil hinterlegt wurde, so kann überprüft werden, ob eine aktuelle Registrierung der Fahrerlaubnis vorliegt (Punkt 207). Ist dies der Fall, so wird es dem Fahrer ermöglicht, einen vollautonomen Fahrmodus 202 bei Bedarf zu verlassen (Punkt 208). Liegt keine gültige Fahrerlaubnis vor, so wird über die Fahrzeugsteuerung 103 veranlasst, dass der autonome Fahrmodus nicht verlassen werden kann. Dies kann auch der Fall sein, wenn der aktuelle Fahrer als nicht registriert detektiert wird (Punkt 205) und keine gültige Fahrerlaubnis erkannt wird (Punkt 209).
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Durch den in diesem Dokument beschriebenen Mechanismus zur Prüfung einer gültigen Fahrerlaubnis und der damit verbundenen Sperre der Fahrerübernahme und des Verlassens des autonomen Fahrmodus, kann sichergestellt werden, dass auch Personen ohne gültige (oder mit eingeschränkter) Fahrerlaubnis das Fahrzeug (ggf. eingeschränkt) bewegen können. Dadurch ist der Anwenderkreis von Fahrzeugen mit autonomem Fahrmodus erweitert. Der Anwenderkreis lässt sich beispielsweise erweitern auf: Personen mit eingeschränkter Fahrtauglichkeit (z. B. aufgrund körperlicher Einschränkungen), Personen mit zeitlich beschränktem Fahrerlaubnisverlust und/oder Personen mit eingeschränkter Fahrerlaubnisgültigkeit (z. B. aufgrund der Anerkennung aus anderen Ländern) Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
