DE102018129840A1

DE102018129840A1 - Automotive steuerung

Info

Publication number: DE102018129840A1
Application number: DE102018129840.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Adel Awad Alla; Cheri Lyn Hansen; Jeffrey Yizhou HU; Joseph F. Stanek; Douglas Scott Rhode
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2019-05-29
Also published as: US10737666B2; CN109839923A; US20190161063A1

Abstract

Ein System beinhaltet einen Schalter, der in eine neutrale Position vorgespannt ist, eine Kamera und einen Computer, der kommunikativ an den Schalter und die Kamera gekoppelt ist. Der Computer ist programmiert, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in der neutralen Position befindet, eine Fahrzeugbremse zu aktivieren und um bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, auf Grundlage von Daten, die von der Kamera empfangen wurden, die Fahrzeugbremse zu aktivieren.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Offenbarung betrifft das Gebiet der autonomen Fahrzeugsteuerung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Society of Automotive Engineers (SAE) hat mehrere Stufen des autonomen Fahrzeugbetriebs definiert. Bei Stufe 0-2 überwacht oder steuert ein menschlicher Fahrer den Großteil der Fahraufgaben, oftmals ohne Hilfe vom Fahrzeug. Beispielsweise ist bei Stufe 0 („keine Automatisierung“) ein menschlicher Fahrer für den gesamten Fahrzeugbetrieb verantwortlich. Bei Stufe 1 („Fahrerassistenz“) unterstützt das Fahrzeug gelegentlich das Lenken, Beschleunigen oder Bremsen, der Fahrer ist jedoch weiterhin für den weitaus größten Teil der Fahrzeugsteuerung verantwortlich. Bei Stufe 2 („Teilautomatisierung“) kann das Fahrzeug das Lenken, Beschleunigen und Bremsen bei bestimmten Bedingungen ohne menschliche Interaktion steuern. Bei Stufe 3-5 übernimmt das Fahrzeug mehr fahrbezogene Aufgaben. Bei Stufe 3 („bedingte Automatisierung“) kann das Fahrzeug das Lenken, Beschleunigen und Bremsen bei bestimmten Bedingungen sowie das Überwachen der Fahrumgebung bewältigen. Bei Stufe 3 ist jedoch erforderlich, dass der Fahrer gelegentlich eingreift. Bei Stufe 4 („hohe Automatisierung“) kann das Fahrzeug die gleichen Aufgaben wie bei Stufe 3 bewältigen, ist jedoch nicht darauf angewiesen, dass der Fahrer in bestimmten Fahrmodi eingreift. Bei Stufe 5 („volle Automatisierung“) kann das Fahrzeug nahezu alle Aufgaben ohne Eingreifen des Fahrers bewältigen. Das Fahrzeug kann auf einer oder mehreren der Stufen des autonomen Fahrzeugbetriebs betrieben werden. Gemäß den vorangehenden Definitionen dieser Offenbarung können sich somit nicht autonome Betriebsmodi auf Stufe 0-1 beziehen, können sich halbautonome Betriebsmodi auf Stufe 2-3 beziehen und können sich vollautonome Betriebsmodi auf Stufe 4-5 beziehen.
Vollautonome Fahrzeuge können ohne Fahrzeugsteuerungen, z. B. ein Lenkrad, ein Gaspedal, ein Bremspedal usw., gefertigt werden. Selbst für vollautonome Fahrzeuge können Situationen bestehen, in denen eine manuelle Steuerung durch einen Bediener nützlich ist, zum Beispiel, wenn ein Wartungstechniker ein Fahrzeug in einer Reparaturwerkstatt bewegt. In diesen Situationen kann sich der Wartungstechniker außerhalb des Fahrzeugs befinden. Ein Problem besteht somit darin, dass einem Fahrzeug manuelle Steuerungen, d. h. Steuerungen für das Lenken und die Geschwindigkeit, fehlen können und/oder dass ein Benutzer außerhalb des Fahrzeugs unter Umständen keine Kontrolle ausüben kann.
KURZDARSTELLUNG
Das nachfolgend beschriebene System stellt zuverlässig eine externe manuelle Steuerung eines vollautonomen Fahrzeugs bereit. Das System beinhaltet eine Eingabevorrichtung, die von dem Fahrzeug getrennt oder trennbar ist, und eine Kamera des Fahrzeugs. Die Eingabevorrichtung beinhaltet einen Schalter, der in eine neutrale Position vorgespannt ist. Das System nutzt diese Hardware, mit Prüfungen sowohl von der Eingabevorrichtung als auch der Fahrzeugkamera, um eine Bewegung des Fahrzeugs zu verhindern, wenn zum Beispiel der Bediener des Fahrzeugs beeinträchtigt ist. Diese Lösung ist im Zusammenhang mit einer manuellen Steuerung von vollautonomen Fahrzeugen besonders nützlich.
Das System beinhaltet einen Schalter, der in eine neutrale Position vorgespannt ist, eine Kamera und einen Computer, der kommunikativ an den dem Schalter und die Kamera gekoppelt und programmiert ist, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in der neutralen Position befindet, eine Fahrzeugbremse zu aktivieren und um bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, auf Grundlage von Daten, die von der Kamera empfangen wurden, die Bremse zu aktivieren.
Der Computer kann ferner programmiert sein, um auf Grundlage von einem von Folgendem zu bestimmen, dass sich der Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet: einer Abwesenheit des Bedieners von einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld der Kamera, dass Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben und ein Kopf des Bedieners für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht.
Das System kann ein Fahrzeug beinhalten, das den Computer, die Kamera und die Fahrzeugbremse beinhaltet. Die Kamera kann auf eine Stelle außerhalb des Fahrzeugs gerichtet sein. Das Fahrzeug kann eine Vielzahl von Sitzen beinhalten und die Kamera kann auf einen der Sitze gerichtet sein. Dem Fahrzeug können ein Lenkrad, ein Gaspedal und ein Bremspedal fehlen.
Der Schalter kann in eine aktive Position bewegt werden und der Computer kann ferner programmiert sein, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in der aktiven Position befindet und dass sich der Bediener des Schalters in einem aufmerksamen Zustand befindet, die Fahrzeugbremse zu deaktivieren.
Das System kann eine Eingabevorrichtung beinhalten, die den Schalter beinhaltet, und die Eingabevorrichtung kann einen kapazitiven Sensor beinhalten, der kommunikativ an den Computer gekoppelt ist, und der Computer kann ferner programmiert sein, um bei Empfangen von Daten, die eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers angeben, der mit dem kapazitiven Sensor in Berührung steht, die Fahrzeugbremse zu aktivieren. Der kapazitive Sensor kann sich an der Eingabevorrichtung befinden und von dem Schalter beabstandet sein. Der kapazitive Sensor kann an dem Schalter angeordnet sein.
Ein Computer beinhaltet einen Prozessor, der programmiert ist, um bei Empfangen von Daten von einem Schalter, dass sich der Schalter in der neutralen Position befindet, eine Fahrzeugbremse zu aktivieren, wobei der Schalter in die neutrale Position vorgespannt ist, und um bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, die Fahrzeugbremse zu aktivieren.
Der Prozessor kann ferner programmiert sein, um auf Grundlage von einem von Folgendem zu bestimmen, dass sich der Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet: einer Abwesenheit des Bedieners von einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld einer Kamera, dass Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben und ein Kopf des Bedieners für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht.
Der Prozessor kann ferner programmiert sein, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in einer aktiven Position befindet und dass sich der Bediener des Schalters in einem aufmerksamen Zustand befindet, die Fahrzeugbremse zu deaktivieren.
Der Prozessor kann ferner programmiert sein, um bei Empfangen von Daten von einem kapazitiven Sensor, der an einer Eingabevorrichtung eingeschlossen ist, die den Schalter beinhaltet, die Fahrzeugbremse zu aktivieren, wobei die Daten eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers angeben, der mit dem kapazitiven Sensor in Berührung steht.
Ein Verfahren beinhaltet Aktivieren einer Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von einem Schalter, dass sich der Schalter in einer neutralen Position befindet, wobei der Schalter in die neutrale Position vorgespannt ist, und Aktivieren der Fahrzeugbremse bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet.
Das Verfahren kann ferner Bestimmen, dass sich der Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, auf Grundlage von einem von Folgendem beinhalten: einer Abwesenheit des Bedieners von einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld einer Kamera, dass Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben und ein Kopf des Bedieners für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht.
Das Verfahren kann ferner Deaktivieren der Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in einer aktiven Position befindet und dass sich der Bediener des Schalters in einem aufmerksamen Zustand befindet, beinhalten.
Das Verfahren kann ferner Aktivieren der Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von einem kapazitiven Sensor beinhalten, der an einer Eingabevorrichtung eingeschlossen ist, die den Schalter beinhaltet, wobei die Daten eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers angeben, der mit dem kapazitiven Sensor in Berührung steht.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht eines beispielhaften Fahrzeugs, bei dem das Dach zur Veranschaulichung entfernt ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren beispielhaften Fahrzeugs.
3 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuerungssystems für das Fahrzeug aus 1 oder 2.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Eingabevorrichtung für das Fahrzeug aus 1 oder 2.
5 ist ein Prozessablaufdiagramm für einen beispielhaften Prozess zum Anweisen des Fahrzeugs aus 1 oder 2, sich zu bewegen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1-3 ist ein Fahrzeug 30 ein autonomes oder halbautonomes Fahrzeug. Ein Computer 32 kann konfiguriert sein, um das Fahrzeug 30 vollständig oder in geringerem Ausmaß unabhängig vom Eingreifen eines menschlichen Fahrers zu betreiben. Der Computer 32 kann programmiert sein, um einen Antrieb 34, ein Bremssystem 36, eine Lenkung 38 und/oder andere Fahrzeugsysteme zu betreiben. Für die Zwecke dieser Offenbarung bedeutet autonomer Betrieb, dass der Computer 32 den Antrieb 34, das Bremssystem 36 und die Lenkung 38 steuert; bedeutet halbautonomer Betrieb, dass der Computer 32 eines oder zwei von dem Antrieb 34, dem Bremssystem 36 und der Lenkung 38 steuert und ein menschlicher Fahrer den Rest steuert; und bedeutet nicht autonomer Betrieb, dass der menschliche Fahrer den Antrieb 34, das Bremssystem 36 und die Lenkung 38 steuert. Dem Fahrzeug 30 kann ein Lenkrad, ein Gaspedal und/oder Bremspedal fehlen.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 beinhaltet das Fahrzeug 30 eine Fahrgastkabine 40 zum Unterbringen von Insassen des Fahrzeugs 30, falls vorhanden. Das Fahrzeug 30 beinhaltet eine Vielzahl von Sitzen 42. Beispielsweise kann die Fahrgastkabine 40 einen oder mehrere Vordersitze 42, die in einem vorderen Teil der Fahrgastkabine 40 angeordnet sind, und einen oder mehrere Rücksitze 42, die hinter den Vordersitzen 42 angeordnet sind, beinhalten. Die Fahrgastkabine 40 kann außerdem eine dritte Sitzreihe 42 (nicht gezeigt) in einem hinteren Teil der Fahrgastkabine 40 beinhalten. Die Position und Ausrichtung der Sitze 42 und Komponenten davon können durch einen Insassen einstellbar sein.
Unter Bezugnahme auf 3 ist der Computer 32 ein mikroprozessorbasierter Computer. Der Computer 32 beinhalten einen Prozessor, einen Speicher usw. Der Speicher des Computers 32 beinhaltet einen Speicher zum Speichern von Anweisungen, die durch den Prozessor ausführbar sind, sowie zum elektronischen Speichern von Daten und/oder Datenbanken.
Der Computer 32 kann Daten über ein Kommunikationsnetz 44 übertragen und empfangen, wie etwa einen Controller-Area-Network(CAN)-Bus, Ethernet, WiFi, ein Local Interconnect Network (LIN), einen bordeigenen Diagnoseanschluss (OBD-II) und/oder über ein beliebiges anderes drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationsnetz. Der Computer 32 kann über das Kommunikationsnetz 44 kommunikativ an den Antrieb 34, das Bremssystem 36, die Lenkung 38, Sensoren 46, 48, einen Sendeempfänger 52, einen Kommunikationsnetzanschluss 54 und andere Komponenten gekoppelt sein.
Der Antrieb 34 des Fahrzeugs 30 erzeugt Energie und wandelt die Energie in eine Bewegung des Fahrzeugs 30 um. Der Antrieb 34 kann ein bekanntes Teilsystem zum Antreiben eines Fahrzeugs sein, zum Beispiel ein herkömmlicher Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor beinhaltet, der an ein Getriebe gekoppelt ist, das eine Drehbewegung auf die Räder überträgt; ein elektrischer Antriebsstrang, der Batterien, einen Elektromotor und ein Getriebe beinhaltet, das eine Drehbewegung auf die Räder überträgt; ein Hybridantriebsstrang, der Elemente des herkömmlichen Antriebsstrangs und des elektrischen Antriebsstrangs beinhaltet; oder eine sonstige Antriebsart. Der Antrieb 34 kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) oder dergleichen beinhalten, die mit dem Computer 32 und/oder einem menschlichen Fahrer in Kommunikation steht und Eingaben von diesen/diesem empfängt. Der menschliche Fahrer kann den Antrieb 34 steuern, z. B. über ein Gaspedal und/oder einen Gangschalthebel, falls vorhanden.
Bei dem Bremssystem 36 handelt es sich üblicherweise um ein bekanntes Teilsystem zum Abbremsen eines Fahrzeugs, das der Bewegung des Fahrzeugs 30 entgegenwirkt, um dadurch das Fahrzeug 30 zu verlangsamen und/oder anzuhalten. Das Bremssystem 36 beinhaltet Bremsen 56, bei denen es sich um Folgendes handeln kann: Reibungsbremsen, wie etwa Scheibenbremsen, Trommelbremsen, Bandbremsen usw.; Nutzbremsen; einen beliebigen anderen geeigneten Typ von Bremsen; oder eine Kombination davon. Das Bremssystem 36 kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) oder dergleichen beinhalten, die mit dem Computer 32 und/oder einem menschlichen Fahrer in Kommunikation steht und Eingaben von diesen/diesem empfängt. Der menschliche Fahrer kann das Bremssystem 36 steuern, z. B. über ein Bremspedal, falls vorhanden.
Die Lenkung 38 ist üblicherweise ein bekanntes Teilsystem zum Lenken eines Fahrzeugs, welches das Drehen der Räder steuert. Die Lenkung 38 kann ein Zahnstangensystem mit elektrisch unterstützter Lenkung, ein Steer-by-Wire-System, wie sie beide bekannt sind, oder ein beliebiges anderes geeignetes System sein. Die Lenkung 38 kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) oder dergleichen beinhalten, die mit dem Computer 32 und/oder einem menschlichen Fahrer in Kommunikation steht und Eingaben von diesen/diesem empfängt. Der menschliche Fahrer kann die Lenkung 38 steuern, z. B. über ein Lenkrad, falls vorhanden.
Unter Bezugnahme auf 1-3 können die Sensoren 46, 48 Daten über den Betrieb des Fahrzeugs 30 bereitstellen, zum Beispiel die Raddrehzahl, Radausrichtung und Motor- und Getriebedaten (z. B. Temperatur, Kraftstoffverbrauch usw.). Die Sensoren 46, 48 können den Standort und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs 30 erfassen. Zu den Sensoren 46, 48 können beispielsweise Folgende gehören: Sensoren eines globalen Positionierungssystems (GPS); Beschleunigungsmesser, wie etwa piezoelektrische oder mikroelektromechanische Systeme (MEMS); Gyrometer, wie etwa Raten-, Ringlaser- oder Faseroptik-Gyrometer; inertiale Messeinheiten (inertial measurements units - IMU); und Magnetometer. Die Sensoren 46, 48 können die Außenwelt erfassen, z. B. Objekte und/oder Eigenschaften von Umgebungen des Fahrzeugs 30, wie etwa andere Fahrzeuge, Fahrbahnmarkierungen, Ampeln und/oder Verkehrszeichen, Fußgänger usw. Zu den Sensoren 46, 48 können beispielsweise Radarsensoren, Abtastlaserentfernungsmesser, Light-Detection-and-Ranging(LIDAR)-Vorrichtungen und Bildverarbeitungssensoren, wie etwa Kameras 48, gehören.
Die Kameras 48 können in oder an dem Fahrzeug 30 verteilt und nach außen, z. B. auf die Außenwelt, und/oder nach innen, d. h. in die Fahrgastkabine 40, gerichtet sein. Eine der Kameras 48 kann zum Orten eines Bedieners des Fahrzeugs 30 verwendet werden, z. B. eines Wartungstechnikers, der eine Eingabevorrichtung 58 (nachfolgend beschrieben) verwendet. Die Kamera 48, die den Bediener ortet, kann auf einen der Sitze 42 gerichtet sein, wie in 1 gezeigt, wenn der Bediener die Eingabevorrichtung 58 von innerhalb der Fahrgastkabine 40 verwendet. Alternativ oder zusätzlich kann die Kamera 48, die den Bediener ortet, auf eine Stelle außerhalb des Fahrzeugs 30 gerichtet sein, wie in 2 gezeigt, wenn der Bediener die Eingabevorrichtung 58 von außerhalb des Fahrzeugs 30 verwendet. 2 zeigt, wie der Bediener die Eingabevorrichtung 58 an einer Stelle hinter dem und seitlich von dem Fahrzeug 30 verwendet.
Unter Bezugnahme auf 3 kann der Sendeempfänger 52 angepasst sein, um Signale drahtlos durch ein beliebiges geeignetes drahtloses Kommunikationsprotokoll zu übertragen, wie etwa Bluetooth®, WiFi, IEEE 802.11a/b/g, andere RF-(Radiofrequenz-)Kommunikationen usw. Der Sendeempfänger 52 kann angepasst sein, um mit einem Remote-Server zu kommunizieren, das heißt einem Server, der von dem Fahrzeug 30 getrennt und beabstandet ist. Der Remote-Server kann sich außerhalb des Fahrzeugs 30 befinden. Beispielsweise kann es sich bei dem Remote-Server um die Eingabevorrichtung 58 handeln oder dieser kann anderen Vorrichtungen (z. B. V2V-Kommunikationen), Infrastrukturkomponenten (z. B. V2I-Kommunikation über dedizierte Nahbereichskommunikation (Dedicated Short-Range Communications - DSRC) oder dergleichen), Nothelfern, dem Besitzer des Fahrzeugs 30 zugeordneten mobilen Vorrichtungen usw. zugeordnet sein. Bei dem Sendeempfänger 52 kann es sich um eine Vorrichtung handeln oder dieser kann einen getrennten Sender und Empfänger beinhalten.
Der Kommunikationsnetzanschluss 54 ermöglicht, dass eine externe Vorrichtung, wie etwa die Eingabevorrichtung 58 direkt mit dem Kommunikationsnetz 44 verbunden, z. B. in dieses eingesteckt, wird. Bei der Art des Kommunikationsnetzanschlusses 54 kann es sich um einen beliebigen Anschluss für eine physische, d. h. verdrahtete, Verbindung mit dem Netz 44 handeln und diese ist üblicherweise von der Art des Kommunikationsnetzes 44 abhängig. Wenn es sich bei dem Kommunikationsnetz 44 zum Beispiel um einen CAN-Bus handelt, kann es sich bei dem Kommunikationsnetzanschluss 54 um einen D-Sub-Buchsenverbinder mit 9 Stiften handeln. Wenn es sich bei dem Kommunikationsnetz 44 um ein OBD-II handelt, kann es sich bei dem Kommunikationsnetzanschluss 54 als ein weiteres Beispiel um einen D-förmigen Buchsenverbinder mit 16 Stiften handeln.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 ermöglicht es die Eingabevorrichtung 58 einem menschlichen Bediener, das Fahrzeug 30 zu betreiben, z. B. den Antrieb 34, das Bremssystem 36 und die Lenkung 38 zu steuern. Beispielsweise kann die Eingabevorrichtung 58 einen ersten Schalter 60, der zum Steuerung des Antriebs 34 und Bremssystems 36 vertikal ausgerichtet ist, und einen zweiten Schalter 62 beinhalten, der zum Steuern der Steuerung 38 horizontal ausgerichtet ist. (Die Adjektive „erste/s/r“ und „zweite/s/r“ werden in der gesamten vorliegenden Schrift als Identifikatoren verwendet und sollen keine Wichtigkeit oder Reihenfolge anzeigen.) Die Schalter 60, 62 können unter Umständen bezogen auf ein Gehäuse 64 der Eingabevorrichtung bewegt werden. Das Gehäuse 64 bedeckt und enthält interne Komponenten der Eingabevorrichtung 58. Die Eingabevorrichtung 58 kann bemessen sein, um eine Vorrichtung darzustellen, die durch den Bediener gehalten wird.
Die Eingabevorrichtung 58 ist von dem Fahrzeug 30 getrennt und die Eingabevorrichtung 58 kann lösbar an dem Fahrzeug 30 angebracht sein oder nicht. Die Eingabevorrichtung 58 beinhaltet einen Verbinder 66, um entweder durch den Sendeempfänger 52 oder den Kommunikationsnetzanschluss 54 mit dem Kommunikationsnetz 44 zu kommunizieren. Beispielsweise kann es sich bei dem Verbinder 66 um eine Antenne handeln, die in der Lage ist, auf den Wellenlängen, die der Sendeempfänger 52 verwendet, zu übertragen und zu empfangen, wie in 4 gezeigt. Als ein weiteres Beispiel kann es sich bei dem Verbinder 66 um einen Stecker handeln, der mit dem Kommunikationsnetzanschluss 54 kompatibel ist (nicht gezeigt).
Die Schalter 60, 62 können jeweils entlang einer Abmessung bewegt werden. Beispielsweise können die Schalter 60, 62 hebelförmig sein und durch Neigen um eine Rotationsachse bewegt werden. Jeder Schalter 60, 62 kann zwischen einer neutralen Position und einer oder mehreren aktiven Positionen bewegt werden. Beispielsweise kann der erste Schalter 60 aus einer neutralen Position in eine vordere aktive Position bewegt werden, wodurch dem Antrieb 34 die Anweisung gegeben wird, zu beschleunigen. Durch den Grad an Vorwärtsneigung aus der neutralen Position kann eine erwünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 30 angefordert werden oder durch eine beliebige Neigung in die vordere aktive Position kann eine konstante niedrige Geschwindigkeit angefordert werden. Der erste Schalter 60 kann aus der neutralen Position in eine hintere aktive Position bewegt werden, wodurch dem Antrieb 34 die Anweisung gegeben wird, im Rückwärtsgang zu beschleunigen. Durch den Grad an Rückwärtsneigung aus der neutralen Position kann eine erwünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 30 im Rückwärtsgang angefordert werden oder durch eine beliebige Neigung in die vordere aktive Position kann eine konstante niedrige Geschwindigkeit im Rückwärtsgang angefordert werden. Durch den ersten Schalter 60 in der neutralen Position wird eine Betätigung der Bremsen 56 und keine Beschleunigung angefordert. Als ein weiteres Beispiel kann der zweite Schalter 62 unter Umständen aus einer neutralen Position, durch die angefordert wird, dass die Lenkung 38 die Räder gerade nach vorne ausrichtet, in eine linke aktive Position, durch die angefordert wird, dass die Lenkung 38 die Räder nach links dreht, oder eine rechte aktive Position bewegt werden, durch die angefordert wird, dass die Lenkung 38 die Räder nach rechts dreht.
Die Schalter 60, 62 beinhalten jeweils einen Positionssensor (nicht gezeigt), wie etwa einen Drehcodierer oder einen Linearcodierer, der die physische Position des Schalters 60, 62 in ein elektrisches Signal umwandelt, das die physische Position darstellt. Das elektrische Signal von dem Positionssensor des ersten Schalters 60 kann die Werte vorwärts, neutral und rückwärts annehmen oder kann abhängig von dem Grad der Neigung des ersten Schalters 60 einen von mehreren Werten annehmen. Das elektrische Signal von dem Positionssensor des zweiten Schalters 62 kann die Werte links, mittig und rechts annehmen oder kann abhängig von dem Grad der Neigung des zweiten Schalters 62 einen von mehreren Werten annehmen. Die Eingabevorrichtung 58 sendet die Werte der elektrischen Signale der Positionssensoren für die Schalter 60, 62 über den Verbinder 66 an den Computer 32.
Die Schalter 60, 62 sind in die neutrale Position vorgespannt; d. h., wenn kein Druck auf die Schalter 60, 62 aufgebracht wird, bewegen sich die Schalter 60, 62 in die neutralen Positionen (gelegentlich als „Totmannschalter“ bezeichnet). Beispielsweise kann eine Feder (nicht gezeigt) an einem der Schalter 60, 62 und dem Gehäuse 64 angebracht sein und kann die Feder entspannt sein, wenn sich der Schalter 60, 62 in der neutralen Position befindet, und gestreckt oder zusammengedrückt sein, wenn sich der Schalter 60, 62 in einer aktiven Position befindet.
Die Eingabevorrichtung 58 kann einen kapazitiven Sensor 68 beinhalten. Der kapazitive Sensor 68 ist positioniert, um durch eine Hand des Bedieners berührt zu werden, der die Eingabevorrichtung 58 greift. Beispielsweise kann der Sensor an dem Schalter 60, 62 angeordnet sein. Als ein weiteres Beispiel befindet sich der kapazitive Sensor 68 an der Eingabevorrichtung 58 und von dem Schalter 60, 62 beabstandet, wie etwa an einer Oberseite der Eingabevorrichtung 58, an der ein Finger des Bedieners ruhen wird. Bei dem kapazitiven Sensor 68 kann es sich um eine beliebige geeignete Art von Sensor zum Erkennen von durch eine Nähe zu menschlicher Haut verursachten Änderungen in einem elektrischen Feld handeln, z. B. einen kapazitiven Oberflächensensor, einen projizierten kapazitiven Berührungssensor, wie etwa einen wechselseitigen kapazitiven Sensor oder einen eigenkapazitiven Sensor, usw. Der kapazitive Sensor 68 ist über den Verbinder 66 und entweder den Sendeempfänger 52 oder den Kommunikationsnetzanschluss 54 kommunikativ an den Computer 32 gekoppelt.
5 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess 500 zum Betreiben des Fahrzeugs 30 veranschaulicht. Auf dem Speicher des Computers 32 sind ausführbare Anweisungen zum Durchführen der Schritte des Prozesses 500 gespeichert. Im Allgemeinen aktiviert der Prozess 500 die Bremsen 56, wenn der Bediener beeinträchtigt, unaufmerksam oder abwesend ist, was bestimmt werden kann, wenn der erste Schalter 60 zurück in die neutrale Position schnappt, das Gesicht und die Augen des Bedieners für eine der Kameras 48 nicht sichtbar und nach oben gerichtet sind und/oder der Bediener den kapazitiven Sensor 68 nicht berührt. In vielen Umsetzungen macht eine Bestimmung, dass der Bediener beeinträchtigt, unaufmerksam oder abwesend ist, lediglich eines von Folgendem erforderlich: Bestimmen, dass der erste Schalter 60 in die neutrale Position zurückschnappt, dass das Gesicht und die Augen des Bedieners für eine der Kameras 48 nicht sichtbar und nach oben gerichtet sind oder dass der Bediener den kapazitiven Sensor 68 nicht berührt, wodurch verhindert wird, dass ein Bediener das System „austrickst“, indem er eine, jedoch nicht alle dieser Bedingungen erfüllt, z. B. durch Verwenden eines Gummibandes oder eines anderen Vorspannmechanismus, um einen Schalter 60 von seiner Standard- oder „Totmann“-Position weg vorzuspannen.
Der Prozess 500 beginnt bei einem Block 505, bei dem der Computer 32 Daten von der Eingabevorrichtung 58 und von der Bedienerortungskamera 50 empfängt. Der Computer 32 empfängt die Daten von der Eingabevorrichtung 58 über den Verbinder 66 und entweder dem Sendeempfänger 52 oder dem Kommunikationsnetzanschluss 54. Die Daten von der Eingabevorrichtung 58 beinhalten die Positionen der Schalter 60, 62 (wie in dem elektrischen Signal von den Positionssensoren der Schalter 60, 62 dargestellt) und einen elektrischen Messwert von dem kapazitiven Sensor 68. Die Daten von der Bedienerortungskamera 50 sind digitale Bild- oder Videodaten.
Als Nächstes bestimmt der Computer 32 bei einem Entscheidungsblock 510 auf Grundlage der von der Eingabevorrichtung 58 empfangenen Daten, ob sich der erste Schalter 60 in einer der aktiven Positionen befindet. Wenn sich der erste Schalter 60 in der neutralen Position befindet, fährt der Prozess 500 mit einem Block 530 fort.
Wenn sich der erste Schalter 60 in einer der aktiven Positionen befindet, bestimmt der Computer 32 als Nächstes bei einem Entscheidungsblock 515, ob sich der Bediener der Eingabevorrichtung 58 in einem aufmerksamen oder einem unaufmerksamen Zustand befindet. Der Computer 32 kann auf Grundlage davon, dass sich der Bediener in einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld der Bedienerortungskamera 50 befindet, bestimmen, dass sich der Bediener in einem aufmerksamen Zustand befindet, wobei sich der Kopf des Bedieners in einer aufrechten Position befindet und die Augen des Bedieners offen und für eine der Kameras 48 sichtbar sind. Die zugewiesene Position kann derart ausgewählt sein, dass der Bediener sehen kann, wohin sich das Fahrzeug 30 bewegt, während das Gesicht des Bedieners für eine der Kameras 48 sichtbar ist. Bei der zugewiesenen Position kann es sich um einen der Sitze 42, wie in 1 gezeigt, oder eine Stelle außerhalb des Fahrzeugs 30 handeln, wie etwa hinter dem und seitlich von dem Fahrzeug 30, wie in 2 gezeigt. Der Computer 32 kann auf Grundlage einer Abwesenheit des Bedieners von der zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld von einer der Kameras 48 auf Grundlage davon, dass die Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben, oder auf Grundlage eines Kopfes des Bedieners, der für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht, bestimmen, dass sich der Bediener der Eingabevorrichtung 58 in einem unaufmerksamen Zustand befindet, z. B. weil der Bediener beeinträchtigt oder abgelenkt usw. ist. Der Computer 32 kann bekannte Objekterkennungstechniken verwenden, um den Körper, den Kopf und/oder die Augen des Bedieners auf Grundlage von Vergleichen der Bilder mit Baselinebildern, die in dem Speicher des Computers 32 vorgespeichert sind, verwenden. Wenn sich der Bediener in einem unaufmerksamen Zustand befindet, fährt der Prozess 500 mit dem Block 530 fort.
Wenn sich der Bediener in einem aufmerksamen Zustand befindet, bestimmt der Computer 32 als Nächstes bei einem Entscheidungsblock 520, ob der Bediener den kapazitiven Sensor 68 berührt. Der elektrische Messwert von dem kapazitiven Sensor 68 wird mit einem Schwellenwert verglichen, der angibt, dass ein Fahrzeugführer den kapazitiven Sensor 68 berührt. Wenn eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers, der den kapazitiven Sensor 68 berührt, vorliegt, geht der Prozess 500 zu dem Block 530 über.
Wenn ein Fahrzeugführer den kapazitiven Sensor 68 berührt, weist der Computer 32 als Nächstes bei einem Block 525 die Bremsen 56 an, sich zu deaktivieren, wodurch ermöglicht wird, dass sich das Fahrzeug 30 nach vorne oder hinten bewegt. Anders ausgedrückt deaktiviert der Computer 32 die Bremsen 56 bei Empfangen von Daten, dass sich der erste Schalter 60 in einer von den aktiven Positionen befindet, dass sich der Bediener von der Eingabevorrichtung 58 in dem aufmerksamen Zustand befindet und dass der Bediener den kapazitiven Sensor 68 berührt. Nach dem Block 525 endet der Prozess 500.
Der Prozess 500 fährt nach Folgendem mit einem Block 530 fort: nach dem Entscheidungsblock 510, wenn sich der erste Schalter 60 in der neutralen Position befindet, nach dem Entscheidungsblock 515, wenn sich der Bediener in einem unaufmerksamen Zustand befindet, oder nach dem Entscheidungsblock 520, wenn eine Abwesenheit von einem Fahrzeugführer vorliegt, der den kapazitiven Sensor 68 berührt. Bei dem Block 530 aktiviert der Computer 32 die Bremsen 56. Wenn eines von dem ersten Schalter 60, der Bedienerlokalisierungskamera 50 oder dem kapazitiven Sensor 68 Daten bereitgestellt hat, die zu einer Bestimmung führen, dass der Bediener unaufmerksam, beeinträchtigt oder abwesend ist, wird das Fahrzeug 30 somit davon abgehalten, sich zu bewegen. Alternativ könnte der Computer 32 wie vorangehend erörtert bei diesem Block bestimmen, ob eine oder zwei von den vorangehenden Bedingungen erfüllt ist bzw. sind. Nach dem Block 530 endet der Prozess 500.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Schalter, der in eine neutrale Position vorgespannt ist; eine Kamera; und einen Computer, der kommunikativ an den Schalter und die Kamera gekoppelt und programmiert ist, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in der neutralen Position befindet, eine Fahrzeugbremse zu aktivieren und um bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, auf Grundlage von Daten, die von der Kamera empfangen wurden, die Bremse zu aktivieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Computer ferner programmiert, um auf Grundlage von einem von Folgendem zu bestimmen, dass sich der Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet: einer Abwesenheit des Bedieners von einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld der Kamera, dass Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben und ein Kopf des Bedieners für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch ein Fahrzeug gekennzeichnet, das den Computer, die Kamera und die Fahrzeugbremse beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kamera auf eine Stelle außerhalb des Fahrzeugs gerichtet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug eine Vielzahl von Sitzen und ist die Kamera auf einen der Sitze gerichtet.
Gemäß einer Ausführungsform fehlt dem Fahrzeug ein Lenkrad, ein Gaspedal und ein Bremspedal.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Schalter in eine aktive Position bewegt werden und ist der Computer ferner programmiert, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in der aktiven Position befindet und dass sich der Bediener des Schalters in einem aufmerksamen Zustand befindet, die Fahrzeugbremse zu deaktivieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch eine Eingabevorrichtung gekennzeichnet, die den Schalter beinhaltet, wobei die Eingabevorrichtung einen kapazitiven Sensor beinhaltet, der kommunikativ an den Computer gekoppelt ist, und der Computer ferner programmiert ist, um bei Empfangen von Daten, die eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers angeben, der mit dem kapazitiven Sensor in Berührung steht, die Fahrzeugbremse zu aktivieren.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich der kapazitive Sensor an der Eingabevorrichtung und ist von dem Schalter beabstandet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der kapazitive Sensor an dem Schalter angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Computer einen Prozessor, der zu Folgendem programmiert ist: um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in der neutralen Position befindet, eine Fahrzeugbremse zu aktivieren, wobei der Schalter in die neutrale Position vorgespannt ist; und um bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, die Fahrzeugbremse zu aktivieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner programmiert, um auf Grundlage von einem von Folgendem zu bestimmen, dass sich der Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet: einer Abwesenheit des Bedieners von einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld einer Kamera, dass Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben und ein Kopf des Bedieners für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner programmiert, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in einer aktiven Position befindet und dass sich der Bediener des Schalters in einem aufmerksamen Zustand befindet, die Fahrzeugbremse zu deaktivieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner programmiert, um bei Empfangen von Daten von einem kapazitiven Sensor, der an einer Eingabevorrichtung eingeschlossen ist, die den Schalter beinhaltet, die Fahrzeugbremse zu aktivieren, wobei die Daten eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers angeben, der mit dem kapazitiven Sensor in Berührung steht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Aktivieren einer Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von einem Schalter, dass sich der Schalter in einer neutralen Position befindet, wobei der Schalter in die neutrale Position vorgespannt ist; und Aktivieren der Fahrzeugbremse bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Bestimmen, dass sich der Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, auf Grundlage von einem von Folgendem gekennzeichnet: einer Abwesenheit des Bedieners von einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld einer Kamera, dass Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben und ein Kopf des Bedieners für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Deaktivieren der Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in einer aktiven Position befindet und dass sich der Bediener des Schalters in einem aufmerksamen Zustand befindet, gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Aktivieren der Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von einem kapazitiven Sensor gekennzeichnet, der an einer Eingabevorrichtung eingeschlossen ist, die den Schalter beinhaltet, wobei die Daten eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers angeben, der mit dem kapazitiven Sensor in Berührung steht.

Claims

System, umfassend: einen Schalter, der in eine neutrale Position vorgespannt ist; eine Kamera; und einen Computer, der kommunikativ an den Schalter und die Kamera gekoppelt und programmiert ist, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in der neutralen Position befindet, eine Fahrzeugbremse zu aktivieren und um bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, auf Grundlage von Daten, die von der Kamera empfangen wurden, die Fahrzeugbremse zu aktivieren.
System nach Anspruch 1, wobei der Computer ferner programmiert ist, um auf Grundlage von einem von Folgendem zu bestimmen, dass sich der Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet: einer Abwesenheit des Bedieners von einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld der Kamera, dass Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben und ein Kopf des Bedieners für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Fahrzeug, das den Computer, die Kamera und die Fahrzeugbremse beinhaltet.
System nach Anspruch 3, wobei die Kamera auf eine Stelle außerhalb des Fahrzeugs gerichtet ist.
System nach Anspruch 3, wobei das Fahrzeug eine Vielzahl von Sitzen beinhaltet und die Kamera auf einen der Sitze gerichtet ist.
System nach Anspruch 3, wobei dem Fahrzeug ein Lenkrad, ein Gaspedal und ein Bremspedal fehlt.
System nach Anspruch 1, wobei der Schalter in eine aktive Position bewegt werden kann und der Computer ferner programmiert ist, um bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in der aktiven Position befindet und dass sich der Bediener des Schalters in einem aufmerksamen Zustand befindet, die Fahrzeugbremse zu deaktivieren.
System nach einem der Ansprüche 1-7, ferner umfassend eine Eingabevorrichtung, die den Schalter beinhaltet, wobei die Eingabevorrichtung einen kapazitiven Sensor beinhaltet, der kommunikativ an den Computer gekoppelt ist, und der Computer ferner programmiert ist, um bei Empfangen von Daten, die eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers angeben, der mit dem kapazitiven Sensor in Berührung steht, die Fahrzeugbremse zu aktivieren.
System nach Anspruch 8, wobei sich der kapazitive Sensor an der Eingabevorrichtung befindet und von dem Schalter beabstandet ist.
System nach Anspruch 8, wobei der kapazitive Sensor an dem Schalter angeordnet ist.
Verfahren, umfassend: Aktivieren einer Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von einem Schalter, dass sich der Schalter in einer neutralen Position befindet, wobei der Schalter in die neutrale Position vorgespannt ist; und Aktivieren der Fahrzeugbremse bei Bestimmen, dass sich ein Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Bestimmen, dass sich der Bediener des Schalters in einem unaufmerksamen Zustand befindet, auf Grundlage von einem von Folgendem: einer Abwesenheit des Bedieners von einer zugewiesenen Position bezogen auf ein Sichtfeld einer Kamera, dass Augen des Bedieners für länger als eine erste Schwellendauer geschlossen bleiben und ein Kopf des Bedieners für länger als eine zweite Schwellendauer von einer aufrechten Position abweicht.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Deaktivieren der Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von dem Schalter, dass sich der Schalter in einer aktiven Position befindet und dass sich der Bediener des Schalters in einem aufmerksamen Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Aktivieren der Fahrzeugbremse bei Empfangen von Daten von einem kapazitiven Sensor, der an einer Eingabevorrichtung eingeschlossen ist, die den Schalter beinhaltet, wobei die Daten eine Abwesenheit eines Fahrzeugführers angeben, der mit dem kapazitiven Sensor in Berührung steht.
Computer, der einen Prozessor beinhaltet, der zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 11-14 programmiert ist.