DE102016218382A1 - Method and apparatus for the autonomous driving of a vehicle in an emergency mode - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zum autonomen Fahrtbetrieb eines Fahrzeugs in einem Notfallmodus, wobei das Fahrzeug eine elektronische Fahrzeugsteuerung (50) aufweist, die eine bidirektionale Datenkommunikationsverbindung (46) mit einer entfernt lokalisierten Verkehrsregelungsautorität (54) herstellen kann, erfolgt ein Erkennen einer Notfallsituation durch die Fahrzeugsteuerung (50), ein Weiterleiten der Notfallsituation von der Fahrzeugsteuerung (50) über die Datenkommunikationsverbindung (46) an die Verkehrsregelungsautorität, ein Bestimmen eines Notfallziels (52) und einer Fahrtroute dorthin, ein Bewerten der Notfallsituation durch die Verkehrsregelungsautorität (54) und, basierend auf der Bewertung, eine Übermittlung einer Freigabe zur Aufhebung wenigstens einer bestehenden regulatorischen Fahrtrestriktion über die Datenkommunikationsverbindung (46) an die Fahrzeugsteuerung (50), so dass das Fahrzeug das Notfallziel (52) potentiell in kürzerer Zeit erreichen kann, sowie ein autonomes Fahren des Fahrzeugs zu dem Notfallziel (52) unter Berücksichtigung der durch die Verkehrsregelungsautorität (54) erteilten Freigabe.In a method for autonomously driving a vehicle in an emergency mode, wherein the vehicle has an electronic vehicle control (50) that can establish a bi-directional data communication connection (46) with a remotely located traffic control authority (54), the vehicle control recognizes an emergency situation ( 50), forwarding the emergency situation from the vehicle controller (50) to the traffic authority authority via the data communication link (46), determining an emergency destination (52) and route thereto, assessing the emergency situation by the traffic authority authority (54), and based on the traffic control authority Evaluating, transmitting a release to cancel at least one existing regulatory driveline restriction via the data communication link (46) to the vehicle controller (50) so that the vehicle can potentially reach the emergency target (52) in a shorter time, and an autonomous F driving the vehicle to the emergency destination (52) taking into account the clearance granted by the traffic authority authority (54).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fahrtbetrieb eines Fahrzeuges in einem Notfallmodus gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Vorrichtungen.The present invention relates to a method for driving operation of a vehicle in an emergency mode according to the preamble of claim 1 and to the implementation of the method trained devices.
Nicht schienengebundene Landfahrzeuge, seien es benzin-, diesel-, elektro-, wasserstoff- oder hybridbetriebene Fahrzeuge mit Selbstfahrkapazitäten, d.h. einem autonomen Fahrbetrieb, ermöglichen vielfältige neuartige Funktionen, um die Sicherheit und den Komfort für die Passagiere und andere Verkehrsbeteiligte zu erhöhen.Non-rail land vehicles, whether petrol, diesel, electric, hydrogen or hybrid vehicles with self-propelled capacity, i. Autonomous driving allows a variety of novel functions to increase safety and comfort for passengers and other road users.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei autonom betreibbaren Fahrzeugen einen sog. Notfallmodus zu implementieren, wobei sich "Notfall" hier nicht auf einen Unfall des Fahrzeuges, sondern auf einen – in der Regel medizinischen Notfall – des Fahrers oder eines Mitfahrers, also eines Fahrzeuginsassen, bezieht. Der Begriff "Fahrer" soll der Einfachheit halber die Person bezeichnen, die das Fahrzeug von ihrer Position im Fahrzeug aus kontrollieren kann, unabhängig davon, ob dies tatsächlich geschieht oder das Fahrzeug autonom betrieben wird.It has already been proposed to implement a so-called emergency mode in autonomously operable vehicles, whereby "emergency" here does not refer to an accident of the vehicle, but to a - usually medical emergency - of the driver or a passenger, ie a vehicle occupant, refers. For the sake of simplicity, the term "driver" shall refer to the person who can control the vehicle from its position in the vehicle, regardless of whether this actually happens or the vehicle is operated autonomously.
Ein derartiger Notfallmodus kann aufgrund der Überwachung des Fahrers mittels im weitesten Sinne medizinischer Sensoren initiiert werden, zu denen auch die Überwachung der Reaktionsfähigkeit des Fahrers mittels sog. "Totmann"-schaltungen gehört; er kann aber – ggf. zusätzlich – auch manuell durch eine Bedienhandlung initiiert werden, was insbesondere bei medizinischen Problemen von Mitfahrern, bei denen keine oder nur in geringerem Umfang eine automatisierte Überwachung stattfindet.Such an emergency mode may be initiated due to the driver's monitoring by means of, in the broadest sense, medical sensors, which include monitoring the driver's responsiveness by means of so-called "deadman" circuits; but it can - if necessary in addition - also be initiated manually by an operator action, which in particular in medical problems of passengers, where no or only to a lesser extent automated monitoring takes place.
Bei einem derartigen Notfallmodus wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug autonom das nächstgelegene Krankenhaus oder eine geeignete andere Stelle aufsucht, so dass der Notfalltransport verkürzt wird, weil nicht auf einen Rettungswagen gewartet werden muss.In such an emergency mode, it is proposed that the vehicle autonomously visit the nearest hospital or a suitable other place, so that the emergency transport is shortened, because it does not have to wait for an ambulance.
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene Verhalten in einem Notfallmodus eines Fahrzeugs so zu verbessern, dass ein Notfallziel, wie z.B. eine Notaufnahme eines Krankenhauses, schneller erreicht werden kann.The object of the invention is to improve the above-described behavior in an emergency mode of a vehicle so that an emergency target, such as an emergency target, e.g. an emergency room of a hospital can be reached faster.
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe erfolgt mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Patenanspruches 1 sowie mittels einer Fahrzeugsteuerung, einer Verkehrsregelungsautorität sowie mittels eines Systems aus wenigstens einem Fahrzeug mit dieser Fahrzeugsteuerung und einer Verkehrsregelungsautorität, die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet sind gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 10, 11 und 12. The solution of the above object is achieved by means of a method having the features of claim 1 and by means of a vehicle control, a traffic control authority and by means of a system of at least one vehicle with this vehicle control and a Verkehrsregelungsautorität, which are designed to carry out the method according to the features of the claims 10th , 11 and 12.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum autonomen Fahrtbetrieb eines Fahrzeugs in einem Notfallmodus, bei dem das Fahrzeug in einer Notfallsituation autonom oder teilweise autonom zu einem Notfallziel geführt werden soll, wobei das Fahrzeug eine elektronische Fahrzeugsteuerung aufweist, die eine bidirektionale Datenkommunikationsverbindung mit einer entfernt lokalisierten Verkehrsregelungsautorität herstellen kann, sind folgende Schritte vorgesehen:
- a) Erkennen einer Notfallsituation durch die Fahrzeugsteuerung auf der Basis von Messwerten von Sensoren, insbesondere Erkennen einer medizinischen Notfallsituation wenigstens eines Fahrzeuginsassen, oder Melden einer Notfallsituation durch einen Fahrzeuginsassen;
- b) Weiterleiten der Notfallsituation und weiterer, für die Bewertung der Notfallsituation relevanter Informationen, einschließlich der aktuellen Fahrzeugposition, von der Fahrzeugsteuerung über die Datenkommunikationsverbindung an die Verkehrsregelungsautorität;
- c) Bestimmen eines Notfallziels und einer Fahrtroute dorthin durch die Fahrzeugsteuerung oder die Verkehrsregelungsautorität oder in Zusammenwirkung von Fahrzeugsteuerung und Verkehrsregelungsautorität;
- d) Bewerten der Notfallsituation durch die Verkehrsregelungsautorität und, basierend auf der Bewertung, Übermittlung einer Freigabe zur Aufhebung wenigstens einer bestehenden regulatorischen Fahrtrestriktion über die Datenkommunikationsverbindung an die Fahrzeugsteuerung, so dass das Fahrzeug das Notfallziel potentiell in kürzerer Zeit erreichen kann; und
- e) autonomes oder wenigstens teilweise autonomes Fahren des Fahrzeugs zu dem Notfallziel unter Berücksichtigung der durch die Verkehrsregelungsautorität erteilten Freigabe.
- a) detecting an emergency situation by the vehicle control on the basis of measured values of sensors, in particular recognizing a medical emergency situation of at least one vehicle occupant, or reporting an emergency situation by a vehicle occupant;
- b) Forwarding the emergency situation and further, for the evaluation of the emergency situation relevant information, including the current vehicle position, from the vehicle control via the data communication connection to the traffic control authority;
- c) determining an emergency destination and a route there by the vehicle control or the traffic control authority or in cooperation of vehicle control and traffic control authority;
- d) assessing the emergency situation by the traffic authority authority and, based on the rating, transmitting a release to release at least one existing regulatory driveline restriction over the data communication link to the vehicle controller so that the vehicle can potentially reach the emergency target in a shorter time; and
- e) autonomous or at least partially autonomous driving of the vehicle to the emergency destination, taking into account the release issued by the traffic authority authority.
Somit wird im Rahmen der Erfindung im Falle der Notwendigkeit einer Fahrt zu einem Notfallziel – beispielsweise zu einer Notaufnahme eines Krankenhauses – im Rahmen eines Notfallmodus nach Abstimmung mit einer Verkehrsregelungsautorität eine Fahrt unter teilweise Missachtung von Verkehrsregeln gestattet, ähnlich den Sonderrechten beim Einsatz von Rettungs- oder Polizeifahrzeugen. Dabei müssen nicht notwendigerweise alle durch Verkehrsregeln aufgegebenen Fahrtrestriktionen aufgehoben werden. Vielmehr stellen die autorisierten Regelmodifikationen zweckmäßigerweise einen Kompromiss zwischen der zeitlichen Beschleunigung der Fahrt im Notfallmodus und der Sicherheit des im Notfallmodus fahrenden Fahrzeugs sowie der übrigen Verkehrsteilnehmer dar. Thus, in the context of the invention in the case of the need for a trip to an emergency destination - for example, to an emergency room of a hospital - in an emergency mode after coordination with a Verkehrsregelungsautorität a ride under partial disregard of traffic rules allowed, similar to the special rights when using rescue or police vehicles. It is not necessary to cancel all restrictions imposed by traffic rules. Rather, the authorized control modifications expediently represent a compromise between the temporal acceleration of the drive in emergency mode and the safety of the vehicle driving in emergency mode and the other road users.
Beispielsweise kann eine Geschwindigkeitsgrenze innerorts von 50 km/h auf 70 km/h angehoben werden, wobei die autonome Fahrsteuerung die tatsächlich fahrbare Geschwindigkeit vom Verkehrsgeschehen und elektronischen Sichtverhältnissen abhängig macht.For example, a speed limit can be raised inland from 50 km / h to 70 km / h, the autonomous driving control makes the actually mobile speed depending on the traffic and electronic visibility.
Bei der genannten Verkehrsregelungsautorität kann es sich beispielsweise um eine staatliche organisierte Notrufleitstelle oder eine Polizeileitstelle handeln. Dadurch, dass es sich um eine offizielle bzw. staatliche Stelle handelt, die die Aufhebung von regulatorischen Fahrtrestriktionen individuell prüfen und dokumentieren kann, wird einem möglichen Missbrauch der erfindungsgemäßen Funktion vorgebeugt. Bei der Prüfung können der Verkehrsregelungsautorität bei der Anforderung mit übermittelte, vom Fahrzeug erhobene medizinische Daten helfen. Aber selbst wenn die Datenlage zu dem Notfall unklar ist, kann die Notwendigkeit einer Notfallfahrt ggf. immerhin auch noch nachträglich anhand einer Stellungnahme der angefahrenen Klinik zumindest auf Plausibilität überprüft werden.The said traffic control authority can be, for example, a state-organized emergency call center or a police control center. The fact that it is an official or governmental body that can individually examine and document the abolition of regulatory restrictions on driving, a possible misuse of the function of the invention is prevented. In the test, the traffic authority authority can assist in the request with transmitted medical data collected from the vehicle. But even if the data on the emergency is unclear, the need for an emergency trip, if necessary, after all, at least on the basis of an opinion of the approached clinic to be checked for plausibility.
Um einen evtl. Missbrauch der Restriktionsaufhebungen zu vermeiden und aus Datenschutzgründen ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die entsprechenden Übertragungen zwischen Verkehrsregelungsautorität und Fahrzeugsteuerung kryptografisch gesichert sind, wobei insbesondere die Freigabe der Fahrtrestriktionen durch asymmetrische kryptografische Protokolle gesichert sein sollten.In order to avoid a possible misuse of the suspension restrictions and for data protection reasons, it is furthermore advantageous if the corresponding transmissions between traffic authority authority and vehicle control are cryptographically secured, wherein in particular the release of the driving restrictions should be ensured by asymmetrical cryptographic protocols.
Die Reihenfolge der o.g. Schritte kann im Übrigen – soweit logisch möglich – grundsätzlich auch abgewandelt werden. Beispielsweise kann die Bestimmung des Notfallziels auch schon vor oder nach dem angegebenen Schritt c) erfolgen.The order of the o.g. Incidentally, steps can - as far as logically possible - in principle also be modified. For example, the determination of the emergency goal can also be made before or after the specified step c).
Bevorzugt kann die Aufhebung der wenigstens einen bestehenden regulatorischen Fahrtrestriktion ein oder mehrere Restriktionen aus der Gruppe der folgenden Restriktionen betreffen:
- – Aufhebung und/oder Heraufsetzung einer zulässigen Fahrthöchstgeschwindigkeit;
- – Freigabe bestimmter, normalerweise für das Befahren durch das Fahrzeug nicht zugelassener Wege, wie Bus- oder Taxispuren oder Standstreifen von Schnellverkehrsstraßen;
- – Aufhebung von Durchfahrtverboten, z.B. von Anliegerstraßen; und/oder
- – Aufhebung von Überholverboten.
- - abolition and / or increase of a permissible maximum driving speed;
- - release of certain routes not normally permitted for driving by the vehicle, such as bus or taxi lanes or high-traffic lanes;
- - abolition of transit prohibitions, eg of residential roads; and or
- - Lifting overtaking bans.
Die entsprechenden Aufhebungen können pauschal erteilt werden oder selektiv für bestimmte Abschnitte des jeweils vorherberechneten Weges zum Notfallziel erteilt werden.The corresponding suspensions may be granted on a flat-rate basis or may be granted selectively for specific sections of the respective predicted route to the emergency destination.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens können zusätzlich zu der Freigabe in Schritt d) auf der Strecke zu dem Notfallziel befindliche Lichtzeichen- oder Verkehrssignalanlagen durch ein bei Vorliegen einer entsprechenden Freigabe durch die Verkehrsregelungsautorität drahtlos übertragenes Signal der Fahrzeugsteuerung oder durch ein direkt von der Verkehrsregelungsautorität übermitteltes Signal so geschaltet werden, dass die Fahrt zum Notfallziel im Sinne einer "grünen Welle" beschleunigt wird. Dies setzt selbstverständlich voraus, dass die entsprechenden Verkehrssignalanlagen entsprechend ausgerüstet sind, entweder mittels lokaler Kommunikationsverbindungen, wie IR- oder Funkempfängern; oder die Steuerung erfolgt direkt durch die Verkehrsregelungsautorität, die dann über den aktuellen Standort des Fahrzeugs im Notfallmodus laufend informiert sein muss. Da diese Positionsbestimmung nur im Notfallmodus erforderlich ist, stellt dies datenschutztechnisch kein Problem dar.In a preferred embodiment of the method, in addition to the release in step d) on the route to the emergency target located Lichtzeichen- or traffic signal systems by a transmitted in the presence of a corresponding release by the traffic control authority wirelessly transmitted signal of the vehicle control or by a directly transmitted from the Verkehrsregelungsautorität signal be switched so that the drive to the emergency goal in the sense of a "green wave" is accelerated. Of course, this presupposes that the corresponding traffic signal systems are suitably equipped, either by means of local communication connections, such as IR or radio receivers; or the control is carried out directly by the traffic control authority, which must then be kept informed about the current location of the vehicle in emergency mode. Since this position determination is required only in emergency mode, this does not represent a technical data protection problem.
In einer bevorzugten Ausführungsform können andere Verkehrsteilnehmer durch Lichtsignale (z.B. durch die Warnblinkanlage oder durch eine Nachahmung des sog. Blaulichts durch die Fahrzeugbeleuchtung bei Vorhandensein entsprechender Mehrfarb-LEDs) und/oder akustische Signale (Hupe) des im Notfallmodus autonom fahrenden Fahrzeugs auf den Notfallmodus hingewiesen werden.In a preferred embodiment, other road users by the light signals (eg by the hazard warning lights or by imitation of the so-called blue light through the vehicle lighting in the presence of corresponding multi-color LEDs) and / or audible signals (horn) of autonomously driving in emergency mode vehicle pointed to the emergency mode become.
Ferner können andere Verkehrsteilnehmer über eine elektronische Kommunikationsverbindung auf den Notfallmodus hingewiesen werden und – sofern möglich – dem Fahrzeug im Notfallmodus automatisch Vorrang einräumen. Beispielsweise kann der Notfallmodus über eine Car-to-Car Datenverbindung einem vorausfahrenden Fahrzeug mitgeteilt werden, das dann entweder automatisch oder über eine Aufforderung an den Fahrer die jeweilige Spur für die Notfallfahrt freigeben soll.Furthermore, other road users can be notified of the emergency mode via an electronic communication link and, if possible, automatically give priority to the vehicle in emergency mode. For example, the emergency mode can be communicated to a vehicle in front via a car-to-car data connection, which is then to release the respective lane for emergency travel either automatically or via a request to the driver.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Erkennen einer Notfallsituation in Schritt a) anhand von gesundheitsbezogenen Messwerten eines oder mehrerer der folgenden Sensoren erfolgen, die einem oder mehreren Fahrzeuginsassen zugeordnet sein können, wobei die entsprechenden Messwerte auch aus den Messwerten anderer Sensoren abgeleitet werden können:
- – Pulsfrequenzsensor;
- – Atemfrequenzsensor;
- – EKG- oder EEG-Sensor;
- – Körpertemperatursensor;
- – Pulsoxymetersensor;
- – Atemgas-Sensor; und/oder
- – Sensoren, deren Signale Rückschlüsse auf die Reaktions- und/oder Handlungsfähigkeit eines Fahrzeuginsassen erlauben.
- - pulse rate sensor;
- - Respiratory frequency sensor;
- - ECG or EEG sensor;
- - body temperature sensor;
- - pulse oximeter sensor;
- - breathing gas sensor; and or
- - Sensors whose signals allow conclusions on the responsiveness and / or ability to act of a vehicle occupant.
In Schritt b) gewonnene gesundheitsbezogene Messwerte des oder der Fahrzeuginsassen können ferner mit an die Verkehrsregelungsautorität übermittelt werden, um eine fundiertere Bewertung der Notfallsituation zu ermöglichen. Falls das Fahrzeug den jeweiligen Fahrer identifiziert hat, was aus Komfortgründen (z.B. automatische Einstellung gespeicherter Sitzpositionen) bei regelmäßigen Nutzern des Fahrzeugs heutzutage häufig der Fall ist, kann dass die Identität oder für den betroffenen Fahrzeuginsassen gespeicherte Gesundheitsinformationen mit übermittelt werden. Damit kann beispielsweise bei bekannten Vorerkrankungen, z.B. Herz-Kreislauferkrankungen, Epilepsie, die Notfallsituation fundierter bewertet werden und ein geeignetes Krankenhaus ggf. mit einer Spezialisierung für das vermutete medizinische Problem ausgesucht werden.Health-related measurements of the vehicle occupant (s) obtained in step b) can also be transmitted to the traffic control authority in order to enable a more thorough assessment of the emergency situation. If the vehicle has identified the particular driver, which is often the case today for reasons of comfort (e.g., automatic adjustment of stored seating positions) among regular users of the vehicle, then the identity or health information stored for the vehicle occupant concerned may also be communicated. Thus, for example, in known pre-existing diseases, e.g. Cardiovascular diseases, epilepsy, the emergency situation are assessed more thoroughly and a suitable hospital may be selected with a specialization for the suspected medical problem.
Bei der Bestimmung des Notfallziels in Schritt c) wird bevorzugt ein Krankenhaus ausgewählt, wobei folgende Kriterien mit vorgegebener Priorisierung angewendet werden:
- – voraussichtliche Fahrtstrecke/Fahrtdauer bis zu dem Krankenhaus;
- – Verfügbarkeit des Krankenhauses für Notfälle;
- – Spezialisierung des Krankenhauses auf die vermutete Art des Notfalls, soweit sich dies aus den gesundheitsbezogenen Sensordaten oder und/oder einer Benutzereingabe ergibt; und/oder
- – ein für den betroffenen Fahrzeuginsassen gespeichertes und/oder durch Benutzereingabe ausgewähltes präferiertes Krankenhaus.
- - estimated journey / journey time to the hospital;
- - availability of the hospital for emergencies;
- - Specialization of the hospital on the suspected nature of the emergency, as far as this results from the health-related sensor data or and / or a user input; and or
- A preferred hospital stored for the affected vehicle occupant and / or selected by user input.
Wie bereits erwähnt, kann das Notfallziel (insbesondere das anvisierte Krankenhaus) über das eintreffende Fahrzeug, die voraussichtliche Ankunftszeit und die verfügbaren weiteren gesundheitsbezogenen Daten durch die Verkehrsregelungsautorität automatisch informiert werden, so dass eine entsprechende Vorbereitung der Notfallbehandlung möglich ist.As already mentioned, the emergency destination (in particular the targeted hospital) of the arriving vehicle, the estimated time of arrival and the available further health-related data can be automatically informed by the traffic control authority, so that a corresponding preparation of the emergency treatment is possible.
Eine erfindungsgemäße Fahrzeugsteuerung, eine Verkehrsregelungsautorität sowie ein System aus wenigstens einem autonom betreibbaren Fahrzeug mit einer Fahrzeugsteuerung und einer entfernt angeordneten Verkehrsregelungsautorität ist bzw. sind zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet.A vehicle control according to the invention, a traffic control authority and a system comprising at least one autonomously operable vehicle with a vehicle control and a remote traffic authority authority is / are designed to carry out the above-described method.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. Show it:
Gemäß
Ein Fahrer
Unter Bezugnahme auf
Ausgehend von einem autonomen oder auch einem manuellen Fahren
Wurde kein kritischer Notfall bekannt, so wird die Fahrt bei
In den
Gemäß
Konnten die Signale dagegen verifiziert werden, so wird in Schritt
Alternativ kann der Notfallmodus in dem linken Zweig von
Gemäß
Wird der Notfall dagegen nicht verwiesen, so werden die gesammelten medizinischen Daten bei
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014217453 A1 [0006] DE 102014217453 A1 [0006]
- DE 102013016436 A1 [0007] DE 102013016436 A1 [0007]
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