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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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In Zukunft wird automatisiertes Fahren den Straßenverkehr maßgeblich gestalten. Die Automobilindustrie arbeitet daher an der konstanten Weiterentwicklung automatisch fahrender Fahrzeuge. Teilautomatische Funktionen sind bereits Stand der Technik. Bis zum Jahr 2020 etwa wird der Schritt hin zur Hochautomatisierung folgen, in der Fahrzeuge ohne „Driver in the loop“ fahren können. Dies bedeutet, dass der Fahrer bzw. fahrende Insasse des Fahrzeugs die Fahrverantwortung für bestimmte Fahrintervalle an das Fahrzeug übergibt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Überwachen oder Regeln einer Fahraufgabe-Übergabe in einem selbstfahrenden Fahrzeug, eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, ein System für eine Fahraufgabe-Übergabe in einem selbstfahrenden Fahrzeug, weiterhin ein selbstfahrendes Fahrzeug mit einem derartigen System sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Eine Verarbeitung einer Information über eine beabsichtigte Übernahme der Fahraufgabe in einem automatisch fahrenden Fahrzeug durch einen Insassen des Fahrzeugs und einer Sensorinformation über einen Belegungszustand eines Fahrzeugsitzes des Fahrzeugs und/oder einen auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen mittels eines geeigneten Algorithmus erlaubt eine sichere und robuste Gestaltung der Fahraufgabe-Übergabe in dem Fahrzeug zwischen Insassen des Fahrzeugs bzw. zwischen einem Insassen und dem Fahrzeug.
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Es wird ein Verfahren zum Überwachen oder Regeln einer Fahraufgabe-Übergabe in einem selbstfahrenden Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen einer Fahraufgabe-Übernahme-Information von einer einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs zugeordneten Schnittstelle, wobei die Fahraufgabe-Übernahme-Information eine beabsichtigte Übernahme der Fahraufgabe durch einen Insassen des Fahrzeugs repräsentiert;
Einlesen einer Sensorinformation über einen Belegungszustand des Fahrzeugsitzes und/oder einen auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen; und
Verwenden der Fahraufgabe-Übernahme-Information und der Sensorinformation, um die Fahraufgabe-Übergabe freizugeben oder zu verweigern oder zu regeln.
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Das Verfahren kann geeignet sein, um in einem automatisch bzw. autonom bzw. selbstfahrenden Fahrzeug ausgeführt zu werden. Dabei kann durch das Verfahren die Fahraufgabe-Übergabe überwacht, geregelt oder auch lediglich gesteuert werden. Bei dem selbstfahrenden Fahrzeug kann es um ein straßengebundenes Fahrzeug wie einen Personen- oder Lastkraftwagen handeln, das ausgebildet ist, um zumindest für einen gewissen Zeitraum die Fahraufgabe – also die Aufgabe des Führens des Fahrzeugs in einem Verkehrsraum – selbst zu übernehmen. Das bedeutet, dass sich das Fahrzeug mithilfe geeigneter im Fahrzeug verbauter Sensoren und Steuergeräte autonom im Verkehrsraum bewegt und eine Fahrzeugführungsaktivität eines einen Fahrer des Fahrzeugs repräsentierenden Insassen des Fahrzeugs vollständig unterbleibt. Der Insasse ist dann für diesen Zeitraum nicht mit der Fahraufgabe betraut und lediglich passiver Passagier im Fahrzeug. Die Fahraufgabe-Übergabe kann eine Übernahme oder Übergabe der Fahraufgabe zwischen dem Fahrzeug und dem Insassen oder auch zwischen dem Insassen und einem weiteren Insassen des Fahrzeugs beschreiben. Bei der Fahraufgabe-Übernahme-Information und/oder der Sensorinformation kann es sich um verarbeitete Daten von Signalen von geeignet im Fahrzeug angeordneten Sensoren handeln. Beispielsweise kann die Fahraufgabe-Übernahme-Information unter Beteiligung von Daten von im Lenkrad des Fahrzeugs verbauten Berührungssensoren gebildet werden. Die Sensorinformation kann unter Beteiligung von Daten von im Fahrzeug verbauten optischen Sensoren gebildet werden. Unter einer einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs zugeordneten Schnittstelle kann in diesem Zusammenhang eine Schnittstelle verstanden werden, die eine Information von oder über einen Insassen einliest, der auf dem Fahrzeugsitz sitzt, die der Schnittstelle zugeordnet ist. Beispielsweise kann die Information einen Parameter wie eine Belegung desjenigen Sitzes repräsentieren, dem die Schnittstelle zugeordnet ist oder eine Handbewegung desjenigen Fahrzeuginsassen repräsentieren, der auf dem der Schnittstelle zugeordneten Fahrzeugsitz sitzt.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
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Gemäß dem hier vorgeschlagenen Konzept kann auch nach längeren automatisierten Fahr-Perioden die Fahraufgabe in einem sicheren und reibungslosen Prozess wieder an den Fahrer des Fahrzeugs übergeben werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe freigegeben werden, wenn der Belegungszustand eine Belegung des Fahrzeugsitzes durch den Insassen repräsentiert. Dabei kann in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe verweigert werden, wenn der Belegungszustand eine Nicht-Belegung des Fahrzeugsitzes durch den Insassen repräsentiert. Mit dieser Ausführungsform kann eine einfache Verifizierung der Sitzbelegung durchgeführt werden und es kann verhindert werden, dass die Fahraufgabe an einen Insassen des Fahrzeugs übergeben wird, der für die Fahraufgabe nicht zugelassen ist oder dessen Bereitschaft zur Übernahme der Fahraufgabe missverständlich erfasst oder gegeben wurde.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in dem Schritt des Einlesens einer Sensorinformation die Sensorinformation eine Klassifizierungsinformation für eine Zuordnung des Insassen zu zumindest einer ersten Insassenklasse oder einer zweiten Insassenklasse aufweisen. Dabei kann die erste Insassenklasse eine Gruppe von für die Fahraufgabe registrierten und/oder zugelassenen Insassen repräsentieren und die zweite Insassenklasse eine Gruppe von für die Fahraufgabe nicht registrierten und/oder nicht zugelassenen Insassen repräsentieren. Insbesondere kann in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe freigegeben werden, wenn der Insasse basierend auf der Klassifizierungsinformation der ersten Insassenklasse zugeordnet wird. Alternativ kann in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe verweigert werden, wenn der Insasse basierend auf der Klassifizierungsinformation der zweiten Insassenklasse zugeordnet wird. So kann ohne Weiteres sichergestellt werden, dass keine zum Führen des Fahrzeugs nicht berechtigten oder nicht geeigneten Personen die Fahraufgabe übernehmen können.
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Beispielsweise kann in dem Schritt des Einlesens einer Sensorinformation die Sensorinformation über eine Schnittstelle zu einem 3D-Sensor des Fahrzeugs eingelesen werden. Ein 3D-Sensor eignet sich besonders für die schnelle und unaufwendige Klassifizierung von Fahrzeuginsassen.
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Günstig ist es auch, wenn in dem Schritt des Einlesens einer Sensorinformation die Sensorinformation eine Identifizierungsinformation für eine Identifizierung des Insassen als ein von zumindest einem anderen Insassen unterscheidbarer Insasse aufweist. Insbesondere kann in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe freigegeben werden, wenn der Insasse basierend auf der Identifizierungsinformation identifiziert wird. So kann die Fahraufgabe vorteilhafterweise personenbezogen übergeben werden.
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Beispielsweise kann in dem Schritt des Einlesens einer Sensorinformation die Sensorinformation über eine Schnittstelle zu einer Insassenüberwachungskamera des Fahrzeugs eingelesen werden. Mit dem Einsatz einer Insassenüberwachungskamera kann der Insasse vorteilhafterweise eindeutig identifiziert werden.
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Auch kann in dem Schritt Verwendens ferner eine Übergabevorschrift für eine Bedingung der Fahraufgabe-Übergabe verwendet werden. Insbesondere kann in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe freigegeben werden, wenn die Übergabevorschrift erfüllt ist. Alternativ kann in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe verweigert werden, wenn die Übergabevorschrift nicht erfüllt ist. So kann ohne Weiteres gewährleistet werden, dass die Fahraufgabe nur dann übernommen bzw. übergeben werden kann, wenn die Bedingungen für ein vorschriftsmäßiges und sicheres Führen des Fahrzeugs durch den Insassen erfüllt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Schritt des Einlesens einer Fahraufgabe-Übernahme-Information die Fahraufgabe-Übernahme-Information eine Gesteninformation über eine die beabsichtigte Übernahme der Fahraufgabe repräsentierende Geste des Insassen und/oder ein eine Aktivierung einer Einrichtung zum Anzeigen der beabsichtigten Übernahme der Fahraufgabe repräsentierendes Aktivierungssignal aufweisen. So kann die beabsichtigte Übernahme der Fahraufgabe durch einen Insassen des Fahrzeugs schnell und sicher erkannt werden.
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Günstig ist es auch, wenn das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Fahrsicherheitssignals an eine Schnittstelle zu einem Fahrerassistenz-Steuergerät des Fahrzeugs, wenn in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe verweigert wurde, aufweist. Das Fahrsicherheitssignal kann ausgebildet sein, um eine die Fahrsicherheit des Fahrzeugs aufrechterhaltende oder herstellende Aktion einer mit dem Fahrerassistenz-Steuergerät gekoppelten Fahrerassistenz-Einrichtung des Fahrzeugs zu bewirken. So kann vorteilhafterweise bei verweigerter Fahraufgabe-Übergabe eine Fahrsicherheit des Fahrzeugs uneingeschränkt gewährleistet werden.
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Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Informationssignals an eine Benutzerschnittstelle zu dem Fahrzeugsitz, wenn in dem Schritt des Verwendens die Fahraufgabe-Übergabe verweigert wurde, aufweisen. Das Informationssignal kann ausgebildet sein, um an der Benutzerschnittstelle oder einer der Benutzerschnittstelle zugeordneten Informationsausgabeeinrichtung eine Ausgabe einer Information zum Herstellen einer Voraussetzung für ein Freigeben der Fahraufgabe-Übergabe zu bewirken. So kann ohne Weiteres die Möglichkeit der Schaffung geeigneter Bedingungen für die Fahraufgabe-Übergabe gegeben werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Steuerung der Fahraufgabe-Übergabe im automatisierten Fahrzeug. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale von optischen Sensoren und/oder Berührungssensoren und/oder Drucksensoren im Fahrzeug zugreifen.
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Es wird ferner ein System für eine Fahraufgabe-Übergabe in einem selbstfahrenden Fahrzeug vorgestellt, wobei das System die folgenden Merkmale aufweist:
eine Vorrichtung wie oben beschrieben;
eine Sensorik für eine Überwachung eines Innenraums des Fahrzeugs;
ein Fahrerassistenz-Steuergerät zum Steuern zumindest einer Fahrerassistenz-Einrichtung des Fahrzeugs; und
eine Benutzerschnittstelle zu einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung mit dem Sensorik und/oder dem Fahrerassistenz-Steuergerät und/oder der Benutzerschnittstelle elektrisch leitfähig gekoppelt oder koppelbar ist.
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Schließlich wird ein selbstfahrendes Fahrzeug mit einem System wie oben beschrieben vorgestellt.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines selbstfahrenden Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Überwachen einer Fahraufgabe-Übergabe gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Überwachen oder Regeln einer Fahraufgabe-Übergabe in einem selbstfahrenden Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen oder Regeln einer Fahraufgabe-Übergabe in einem selbstfahrenden Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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4 eine schematische Darstellung eines Innenraums eines selbstfahrenden Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt anhand einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 100 mit einem System 102 für eine Fahraufgabe-Übernahme bzw. Fahraufgabe-Übergabe in dem Fahrzeug 100. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um ein selbstfahrendes bzw. autonomes bzw. automatisiertes Fahrzeug 100. Das Fahrzeug 100 ist also in der Lage, zumindest zeitweise selbsttätig, also ohne Zutun eines Fahrers des Fahrzeugs 100 in einem Verkehrsraum zu navigieren, also beispielsweise zu fahren, zu steuern und auch einzuparken. Das automatisierte bzw. autonome Fahren des Fahrzeugs 100 geschieht beispielsweise unter Einsatz von im Fahrzeug 100 verbauten Sensoren sowie zumindest einer Fahrerassistenzeinrichtung des Fahrzeugs 100. Bei dem in 1 gezeigten beispielhaften selbstfahrenden Fahrzeug 100 handelt es sich um einen Personenkraftwagen.
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Das System 102 des in 1 gezeigten selbstfahrenden Fahrzeugs 100 weist eine Vorrichtung 104 zum Überwachen oder Regeln einer Fahraufgabe-Übergabe in dem Fahrzeug 100, eine Sensorik 106 für eine Überwachung eines Innenraums des Fahrzeugs 100, ein Fahrerassistenz-Steuergerät 108 zum Steuern zumindest einer Fahrerassistenz-Einrichtung des Fahrzeugs 100 und mindestens eine Benutzerschnittstelle bzw. ein HMI 110 auf. Die Vorrichtung 104 ist mit der Sensorik 106, dem Fahrerassistenz-Steuergerät 108 und der Benutzerschnittstelle 110 elektrisch leitfähig gekoppelt.
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Bei dem in 1 gezeigten beispielhaften Fahrzeug 100 ist ein Fahrzeugsitz 112 durch einen Insassen 114 belegt. Ein weiterer Fahrzeugsitz 116 ist durch einen weiteren Insassen 118 belegt. Bei den Fahrzeugsitzen 112, 116 handelt es sich um Vordersitze in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100, wobei der Fahrzeugsitz 112 den klassischen Fahrersitz 112 des Fahrzeugs repräsentiert und der weitere Fahrzeugsitz 116 den klassischen Beifahrersitz 116 des Fahrzeugs 100 repräsentiert. Das in 1 gezeigte beispielhafte autonome Fahrzeug 100 ist so ausgelegt, dass die Fahraufgabe von mehreren Positionen im Fahrzeuginnenraum aus wahrgenommen werden kann. Beispielsweise kann der auf dem Fahrersitz 112 sitzende Insasse 114 die Fahraufgabe genauso übernehmen wie der auf dem Beifahrersitz 116 sitzende weitere Insasse 118. Die beispielhaften Fahrzeugsitze 112, 116 sind drehbar in der Fahrgastzelle angeordnet und können somit beliebig im Fahrzeug 100 ausgerichtet werden.
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Zum Einleiten einer beispielhaften Fahraufgabe-Übernahme bzw. Fahraufgabe-Übergabe von dem Fahrzeug 100 zu dem Insassen 114 liest die Vorrichtung 104 eine Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 von einer dem Fahrzeugsitz 112 zugeordneten Schnittstelle ein. Die Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 repräsentiert eine beabsichtigte Übernahme der Fahraufgabe durch den Insassen 114 des Fahrzeugs 100. Der Insasse 114 signalisiert seine Absicht zur Übernahme der Fahraufgabe beispielsweise wie in 1 gezeigt durch Auflegen der Hände auf ein Steuer bzw. Lenkrad des Fahrzeugs 100. In diesem Fall basiert die Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 auf Daten von in dem Lenkrad verbauten Berührungssensoren oder Drucksensoren, die das Auflegen der Hände des Insassen 114 erfassen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 Daten einer von dem Insassen 114 ausgeführten und von der Sensorik 106 erfassten Geste zur Signalisierung der Bereitschaft zur Fahraufgabe-Übernahme des Insassen 114 umfassen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 auf Daten einer Aktivierung einer Taste im Armaturenbereich des Fahrzeugs 100 basieren, die von dem Insassen 114 ausgeführt wird, um seine Bereitschaft zur Fahraufgabe-Übernahme zu signalisieren.
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Um zu entscheiden, ob die Fahraufgabe-Übernahme bzw. -Übergabe an den Insassen 114 geregelt, hier beispielsweise freigegeben oder verweigert, werden soll, liest die Vorrichtung 104 ferner eine Sensorinformation 122 über einen Belegungszustand des Fahrzeugsitzes 112 und/oder über den auf dem Fahrzeugsitz 112 sitzenden Insassen 114 ein. Die Sensorinformation 122 wird von der Sensorik 106 des Fahrzeugs 100 bereitgestellt. Die Vorrichtung 104 entscheidet unter Verwendung der Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 und der Sensorinformation 122 mittels eines geeigneten Algorithmus, ob die Fahraufgabe-Übergabe freigegeben oder verweigert wird.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Sensorik 106 einen 3D-Sensor 124 und eine Insassenüberwachungskamera 126 bzw. einen optischen Sensor einer Insassenüberwachungskamera 126. Je nach Ausführungsbeispiel kann die Sensorinformation 122 Daten sowohl des 3D-Sensors 124 als auch der Insassenüberwachungskamera 126 aufweisen oder alternativ Daten lediglich des 3D-Sensors 124 oder lediglich der Insassenüberwachungskamera 126 aufweisen.
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Bei der 1 gezeigten beispielhaften Anordnung stellt die Vorrichtung 104 anhand der Sensorinformation 122 fest, das der Fahrzeugsitz 112, von dessen Schnittstelle die Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 bereitgestellt wurde, durch den Insassen 114 belegt ist, und entscheidet u. a. daraufhin, die Fahraufgabe-Übergabe an den Insassen 114 freizugeben. Die Belegung der Fahrzeugsitze 112, 116 kann insbesondere durch den beispielsweise am Fahrzeughimmel verbauten 3D-Sensor 124 erfasst werden.
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Alternativ kann die Sensorinformation 122 auch eine Identifizierung des Insassen 114 in der Vorrichtung 104 ermöglichen. Dann wird die Fahraufgabe beispielsweise nur dann an den Insassen 114 übergeben, wenn dieser als möglicher Fahrer des Fahrzeugs 100 registriert ist. Die Identifikation des Insassen 114 kann insbesondere durch Daten der Insassenüberwachungskamera 126 ermöglicht werden. Dazu ist die Insassenüberwachungskamera 126 beispielsweise im Armaturenbereich des Fahrzeugs 100 verbaut.
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Bei der in 1 gezeigten beispielhaften Anordnung zur Erläuterung des hierin vorgestellten Konzepts zur Absicherung der Fahraufgabe-Übergabe in automatisierten Fahrzeugen soll die Fahraufgabe nur an für die Fahraufgabe zugelassene und/oder registrierte Insassen 114, 118 des Fahrzeugs 100 übergeben werden. Löst bei der in 1 gezeigten beispielhaften Anordnung der weitere Insasse 118 beispielsweise durch Drücken einer Taste an dem dem weiteren Fahrzeugsitz 116 zugeordneten HMI 110 die Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 aus, identifiziert die Vorrichtung 104 unter Verwendung der Sensorinformation 122 den weiteren Insassen 118 als nicht registrierten Fahrer des Fahrzeugs 100 und verweigert entsprechend die Fahraufgabe-Übergabe an den weiteren Insassen 118.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Konzepts wird in Verbindung mit der Verweigerung der Fahraufgabe-Übergabe ein Fahrsicherheitssignal 128 an das Fahrerassistenz-Steuergerät 108 bereitgestellt, das ansprechend auf das Fahrsicherheitssignal 128 einen Sicherheitshalt des Fahrzeugs 100 durch eine mit dem Fahrerassistenz-Steuergerät 108 gekoppelte Fahrerassistenzeinrichtung auslöst. Ferner wird zur Unterrichtung des weiteren Fahrzeuginsassen 118 ein entsprechendes Informationssignal 130 an die dem weiteren Fahrzeugsitz 116 zugeordnete Benutzerschnittstelle 110 bereitgestellt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann in den Entscheidungsalgorithmus der Vorrichtung 104 eine Übergabevorschrift für eine Bedingung der Fahraufgabe-Übergabe einfließen. So kann die Vorrichtung 104 die Fahraufgabe-Übergabe verweigern, wenn aus der Sensorinformation 122 abgeleitet wird, dass z. B. der Fahrzeugsitz 112 des die Übernahme der Fahraufgabe beabsichtigenden Insassen 114 nicht in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 ausgerichtet ist.
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Die Vorrichtung 104 verarbeitet im Sinne eines Steuergeräts die Sensorsignale 120, 122 bzw. Videosignale 120, 122 der Sensoren 124, 126 und analysiert die Bilder anhand der dort beschriebenen Computer-Vision-Algorithmen. Die Vorrichtung 104 bildet eine Schnittstelle – z. B. via CAN oder Ethernet – zu dem Steuergerät 108 und gegebenenfalls weiteren Steuergeräten der Fahrerassistenzsysteme und automatisierten Fahrfunktionen des Fahrzeugs 100, um beispielsweise im Falle einer verweigerten Fahraufgabe-Übergabe zu bewirken, dass das Fahrzeug 100 weiterhin im automatisierten Fahrmodus verbleibt. Die Vorrichtung 104 stellt weiterhin über eine Schnittstelle die Information 130 an das HMI 108 bereit.
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Für die Fahreridentifikation umfasst die Sensorik 106 bevorzugt die Insassenüberwachungskamera 126, die im Folgenden auch mit dem geläufigeren englischen Begriff „Driver Monitoring Camera“ bezeichnet wird. Die Driver Monitoring Camera 126 wird bevorzugt frontal auf den Insassen 114 blickend verbaut, damit die Optik ein Bild des frontalen Kopfes des Insassen 114 liefern kann. Diese optischen Daten werden in in die Vorrichtung 104 integrierten Algorithmen für die Gesichtserkennung genutzt, um eine Fahreridentifikation bzw. -verifikation des Insassen 114 durchzuführen. Um mehrere Sitze 112, 116 in der Fahrgastzelle optisch abdecken zu können, ist der Einsatz mehrerer Driver Monitoring Cameras 126 vorteilhaft, beispielsweise jeweils eine für den Fahrersitz 112 und den Beifahrersitz 116.
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Die Sensorik 106 weist für Fahrer-Klassifikation und/oder -Lokalisierung den 3D-Sensor 124 auf, der bevorzugt im Dachhimmel des Fahrzeugs 100 verbaut ist, um von oben mit einer weitwinkligen Optik eine möglichst umfassende Sicht auf die Sitze 112, 116 im Fahrzeug 100 zu haben. Es können mehrere 3D-Sensoren 124 zum Einsatz kommen. Alternativ können 3D-Sensoren 124 auch in einer baulichen Einheit mit der Driver Monitoring Camera 126 verbaut werden, um frontal auf die Insassen 114, 118 zu schauen. Somit kann einerseits eine Sitzplatzbelegung erkannt werden, z. B. durch einen Vergleich von „Normal“-Oberflächenbildpunkten eines leeren Sitzes mit den geänderten Bildpunkten eines belegten Sitzes. Weiterhin kann der 3D-Sensor 124 Insassen 114, 118 klassifizieren, z. B. anhand ihrer Größe und ihres Körperumfangs. Beispielsweise kann der 3D-Sensor 124 eine Volumenberechnung des Torsos eines Insassen 114, 118 vornehmen und so eine Diskriminierung von Kindern gegenüber Erwachsenen ermöglichen.
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Das Steuergerät 108 der Fahrerassistenzsysteme bzw. automatisierten Fahrfunktionen empfängt das Fahrsicherheitssignal 128 und gegebenenfalls weitere Signale von der Vorrichtung 104 und entscheidet anhand dieser über das Systemverhalten des aktuellen Fahrmodus. So löst beispielsweise bei verweigerter Übergabe der Fahraufgabe an den weiteren Insassen 118 das Steuergerät 108 einen Sicherheitshalt bzw. „Safe Stop“ des Fahrzeugs 100 aus. Im Sicherheitshalt wird das Fahrzeug 100 automatisiert in einen sicheren Zustand gebracht, beispielsweise am Standstreifen mit aktivierter Warnblinkanlage angehalten.
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Das HMI 110 gibt den Insassen 114, 118 bei Bedarf Rückmeldung über diejenigen Sitzplätze und Insassen im Fahrzeug 100, die für eine Übernahme der Fahraufgabe im Fahrzeug 100 autorisiert wurden. Bei Verweigerung der Fahraufgabe-Übergabe wird einem Insassen unter Verwendung des Informationssignals 130 eine Erklärung für die Verweigerung der Fahraufgabe-Übergabe gegeben. Alternativ oder zusätzlich wird dem Insassen eine für die Freigabe der Fahraufgabe-Übergabe notwendige Aktion mitgeteilt. Eine für die Fahraufgabe-Übergabe auszuführende Aktion könnte z. B. am HMI 110 in Textform mit folgender Aufforderung bekannt gemacht werden: „Bitte Sitz in Fahrtrichtung ausrichten, um Fahraufgabe zu übernehmen.“
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Die Sensorik 106 zur Beobachtung des Fahrzeug-Innenraums umfasst einen oder mehrere 3D-Sensoren 124 und eine oder mehrere Driver Monitoring Cameras 126. Die Driver Monitoring Camera 126 ist beispielsweise als eine auf der Lenksäule oder im Bereich des Kombiinstruments des Fahrzeugs 100 verbaute und üblicherweise mit aktiver lnfrarotbeleuchtung ausgestattete Videokamera realisiert. Die Driver Monitoring Camera 126 ist ausgebildet, um u. a. mit Hilfe von Bildanalysealgorithmen das Gesicht des Fahrers 114 und seine Merkmale zu erkennen.
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Der 3D-Sensor 124 kann beispielsweise als eine Stereo-Video-Kamera, wie sie z. B. auch im Außenraum für Fahrerassistenzsysteme Verwendung findet, oder als Laserscanner, der z. B. ebenfalls im Fahrzeugaußenraum, u. a. für automatisierte Fahrfunktionen verwendet wird, realisiert sein.
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Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem 3D-Sensor 124 um einen Time-of-flight-Sensor 124, der auch als TOF-Kamera bezeichnet werden kann. TOF-Kameras sind 3D-Kamerasysteme, die mit dem Laufzeitverfahren (englisch: time of flight, TOF) Distanzen messen. Dazu wird die Szene, z. B. die Fahrgastzelle des selbstfahrenden Fahrzeugs 100, mittels eines Lichtpulses ausgeleuchtet, und die Kamera 124 misst für jeden Bildpunkt die Zeit, die das Licht bis zum Objekt und wieder zurück benötigt. Die Kamera 124 liefert somit für jeden Bildpunkt die Entfernung des darauf abgebildeten Objektes. Das Prinzip entspricht dem Laserscanning mit dem Vorteil, dass eine ganze Szene auf einmal aufgenommen wird und nicht abgetastet werden muss.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der 3D-Sensor 124 als ein Streifenprojektionssensor – auch englisch „structured light sensor“ bezeichnet – ausgeführt. Hierbei beleuchtet ein Projektor das Messobjekt, z. B. die Fahrzeugsitze 112, 116 und/oder deren Insassen 114, 118, zeitlich sequenziell mit Mustern von parallelen hellen und dunklen Streifen unterschiedlicher Breite. Die Kamera 124 registriert das projizierte Streifenmuster unter einem bekannten Blickwinkel zur Projektion und kann somit Oberflächenkoordinaten berechnen und erkennen, ob ein Fahrzeugsitz 112, 116 belegt ist, und wenn ja, ob von einem Erwachsenen oder einem Kind.
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Gemäß dem hier vorgestellten Konzept wird im automatisiert fahrenden Fahrzeug 100 vor und/oder während der Übergabe der Fahraufgabe unter Insassen 114, 118 bzw. zwischen Insassen 114, 118 und Fahrzeug 100 auf die Innenraumsensorik 106 und deren Daten zurückgegriffen, um insbesondere die Insassen 114, 118 zu lokalisieren, zu klassifizieren und zu identifizieren bzw. verifizieren.
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Um die Insassen 114, 118 zu lokalisieren, also festzustellen, wo Insassen 114, 118 sitzen, kommt bevorzugt die 3D-Sensorik 124 und alternativ oder zusätzlich die Driver Monitoring Camera 126 zum Einsatz. Um die Insassen 114, 118 zu klassifizieren, also festzustellen, wo welche Art von Insasse sitzt, kommt wiederum bevorzugt die 3D-Sensorik 124 und alternativ oder zusätzlich die Driver Monitoring Camera 126 zum Einsatz. Um die Insassen 114, 118 zu identifizieren bzw. zu verifizieren, also festzustellen, welcher vorher für die Fahraufgabe zugelassene und vom Fahrzeug 100 registrierte Insasse wo sitzt, kommt bevorzugt die Driver Monitoring Camera 126 und alternativ oder zusätzlich der 3D-Sensor 124 zum Einsatz.
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Die Sensorik 106 wird auch eingesetzt, um weitere Aktionen von Insassen 114, 118 zu überprüfen, beispielsweise, um eine signalisierte Übernahmebereitschaft eines Insassen 114, 118 zu verifizieren, also z. B. festzustellen, ob sich – wie in 1 beispielhaft dargestellt – wirklich die Hände des Insassen 114 an der Lenkeinheit befinden und nicht die Hände des weiteren Insassen 118 vom Nachbarsitz 116, oder um festzustellen, wer einen Knopf für die Übergabe der Fahraufgabe gedrückt hat.
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Somit kann das Risiko der missbräuchlichen oder vom Insassen 114, 118 nicht beabsichtigten oder nicht gewünschten Übergabe der Fahraufgabe minimiert oder ausgeschaltet werden. Dies kann umgesetzt werden, indem beispielsweise für bestimmte Nutzergruppen eine Übernahme der Fahraufgabe temporär oder permanent verweigert wird bzw. über das HMI 110 Bedingungen an Insassen 114, 118 kommuniziert werden, die für eine Fahraufgabe-Übernahme erfüllt werden müssen. Das hierin vorgestellte Konzept ist somit insbesondere zum Einsatz in Fahrzeugen geeignet, bei denen die Fahraufgabe nicht allein auf den im Fahrersitz 112 sitzenden Insassen 114 beschränkt ist, sondern von verschiedenen Sitzpositionen aus, z. B. auch vom Beifahrersitz 116 aus, wahrgenommen werden kann.
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2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 104 zum Überwachen oder Regeln oder Steuern einer Fahraufgabe-Übergabe in einem selbstfahrenden Fahrzeug.
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Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um über eine Eingangsschnittstelle die Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 von einer einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs zugeordneten Schnittstelle 200 einzulesen. Die Vorrichtung 104 ist ferner ausgebildet, um über die Eingangsschnittstelle die Sensorinformation 122 über einen Belegungszustand des Fahrzeugsitzes und/oder einen auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen von der Sensorik 106 einzulesen.
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Die Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 kann beispielsweise eine Gesteninformation über eine die beabsichtigte Übergabe der Fahraufgabe repräsentierende Geste des Insassen aufweisen und zusätzlich oder alternativ ein Aktivierungssignal aufweisen, das eine Aktivierung einer Einrichtung zum Anzeigen der beabsichtigten Übergabe der Fahraufgabe repräsentiert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Sensorinformation 122 eine Klassifizierungsinformation 202 für eine Zuordnung des Insassen zu zumindest einer ersten Insassenklasse von für die Fahraufgabe registrierten und/oder zugelassenen Insassen oder einer zweiten Insassenklasse von für die Fahraufgabe nicht registrierten und/oder nicht zugelassenen Insassen auf. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 104 wird die Klassifizierungsinformation 202 von dem 3D-Sensor 124 der Sensorik 106 bereitgestellt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Sensorinformation 122 ferner eine Identifizierungsinformation 204 für eine Identifizierung des Insassen als ein von zumindest einem anderen Insassen des Fahrzeugs unterscheidbarer Insasse auf. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 104 wird die Identifizierungsinformation 204 von der Insassenüberwachungskamera 126 der Sensorik 106 bereitgestellt.
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Die Vorrichtung 104 setzt einen oder mehrere Algorithmen ein, um unter Verwendung der Fahraufgabe-Übernahme-Information 120 und der Sensorinformation 122 zu entscheiden, ob die Fahraufgabe bezogen auf den Insassen des Fahrzeugs freigegeben oder verweigert wird. In die Entscheidungsfindung kann zumindest eine in der Vorrichtung hinterlegte Übergabevorschrift für eine ordnungsgemäße Fahraufgabe-Übergabe einfließen.
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Wenn die Vorrichtung 104 entscheidet, die Fahraufgabe-Übergabe zu verweigern, wird das Fahrsicherheitssignal 128 an das Fahrerassistenz-Steuergerät 108 und/oder das Informationssignal 130 an die Benutzerschnittstelle 110 bereitgestellt.
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Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Sensorinformation 122 einen Ausschluss von Insassen bzw. Sitzplätzen bei der Fahraufgabe-Übergabe zu ermitteln. Insbesondere wird ein Sitzplatz im Fahrzeug von der Fahraufgabe-Übergabe ausgeschlossen, wenn er leer ist, wenn er mit einem als Kind klassifizierten bzw. identifizierten Insassen belegt ist und wenn er zwar durch einen Insassen belegt ist, aber entgegen der Fahrtrichtung eingestellt ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 104 ausgebildet sein, um basierend auf vom Fahrzeughalter hinterlegten Informationen beispielsweise Sitzplätze mit Insassen, die vom Fahrzeughalter nicht für die Fahraufgabe freigegeben sind, von der Fahraufgabe-Übergabe auszuschließen. Hierfür ist beispielsweise eine vorherige manuelle Einstellung an der Vorrichtung 104 oder einer mit der Vorrichtung verbundenen Einrichtung möglich, z. B. durch eine Registrierung bestimmter Nutzer durch den Fahrzeughalter.
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Ferner erlaubt die Verwendung der Übergabevorschrift in der Vorrichtung 104 die Erkennung einer ordnungsgemäßen Übergabe der Fahraufgabe, beispielsweise durch eine Überprüfung, ob auch tatsächlich der spezifische Insasse eines Sitzes durch manuelle Eingaben – z. B. Knopfdruck oder Auflegen der Hände auf die Lenkeinheit – seine Übernahmebereitschaft der Fahraufgabe signalisiert hat und dies nicht durch den Insassen eines benachbarten Sitzes absichtlich oder unabsichtlich geschehen ist.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 300 zum Überwachen oder Regeln einer Fahraufgabe-Übergabe in einem selbstfahrenden Fahrzeug. Das Verfahren 300 kann zum Überwachen bzw. Absichern der Fahraufgabe-Übergabe in dem in 1 gezeigten selbstfahrenden Fahrzeug ausgeführt werden.
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In einem ersten Schritt des Einlesens 302 wird eine Fahraufgabe-Übernahme-Information über eine beabsichtigte Übernahme der Fahraufgabe von einer einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs zugeordneten Schnittstelle eingelesen. In einem zweiten Schritt des Einlesens 304 wird eine Sensorinformation über einen Belegungszustand des Fahrzeugsitzes und/oder über einen auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen eingelesen. Beispielsweise enthält die Sensorinformation eine Verifizierung des die Übernahme der Fahraufgabe beabsichtigenden Insassen als zugelassener Fahrer oder eine Aussage darüber, ob der die Übernahme der Fahraufgabe beabsichtigende Insasse zu einer Gruppe von für die Fahraufgabe registrierten oder zugelassenen Personen gehört oder nicht.
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In einem Schritt des Verwendens 306 werden die Fahraufgabe-Übernahme-Information und die Sensorinformation verwendet, um eine Entscheidung zu treffen, ob dem Insassen die Fahraufgabe-Übergabe freigegeben oder verweigert, also geregelt wird.
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Wird in dem Schritt des Verwendens 306 entschieden, dass die Fahraufgabe-Übergabe für den Insassen freigegeben wird, folgt in einem Schritt 308 eine Deaktivierung von bislang für die Fahraufgabe zuständigen Einrichtungen des Fahrzeugs, wie beispielsweise Fahrerassistenzsysteme. Der Insasse kann nun eigenverantwortlich als Fahrer das Fahrzeug führen.
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Wird in dem Schritt des Verwendens 306 entschieden, dass dem Insassen die Fahraufgabe-Übergabe verweigert wird, wird in einem ersten Schritt des Bereitstellens 310 ein Fahrsicherheitssignal an eine Schnittstelle zu einem Fahrerassistenz-Steuergerät des Fahrzeugs bereitgestellt, um das Fahrzeug weiter im automatisierten Fahrmodus zu halten. Ferner wird in einem zweiten Schritt des Bereitstellens 312 ein Informationssignal an eine dem Fahrzeugsitz des Insassen zugeordnete Benutzerschnittstelle bereitgestellt, um dem Insassen über eine Ausgabeeinheit der Benutzerschnitte einen Grund für die Übergabeverweigerung mitzuteilen oder ihm eine Anweisung zu geben, um eine Bedingung für eine ordnungsgemäße Fahraufgabe-Übergabe herzustellen.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Innenraums 400 eines beispielhaften selbstfahrenden Fahrzeugs 100, in dem das hierin vorgestellte Konzept der Überwachung der Fahraufgabe-Übergabe vorteilhaft realisiert werden kann. Gezeigt sind der Fahrersitz 112, der Beifahrersitz 116 sowie zwei weitere Sitze im Fond des Innenraums 400. Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle Fahrzeugsitze 112, 116 um eine Drehachse um 360 ° drehbar gelagert. Die Fahraufgabe kann von mehreren Fahrzeugsitzen des Fahrzeugs 100, mindestens vom Fahrersitz 112 und vom Beifahrersitz 116 aus, wahrgenommen werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
