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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Übergabe einer Fahraufgabe an einen Fahrer in einem automatisiert fahrenden Fahrzeug, wobei das automatisiert fahrende Fahrzeug durch ein Fahrerassistenzsystem gesteuert wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem, ein Computerprogramm und ein Datenträgersignal.
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Fahrerassistenzsysteme übernehmen zunehmend die Fahrzeugkontrolle. Es wird unterschieden zwischen den verschiedenen Autonomiestufen assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert und vollautomatisiert. Hoch- und vollautomatisierte Fahrerassistenzsysteme bedürfen keiner permanenten Überwachung des Systems durch den Fahrer. Sowohl zum autonomen als auch zum pilotierten Fahren sowie teilweise auch zum assistierten Fahren weist das Fahrzeug verschiedene Sensoren auf, durch die die Fahrzeugumgebung zur Unterstützung oder Übernahme der Fahraufgabe durch das Fahrzeug wahrgenommen wird. Solche Sensoren können beispielsweise Radarsensoren, Ultraschallsensoren sowie Kameras sein. Ein Fahrer des Fahrzeugs muss dabei diese automatische Führung des Fahrzeugs, welche auch als Autopilotfunktion bezeichnet wird, nicht dauerhaft überwachen, sondern kann zu einem geeigneten Zeitpunkt die Führung des Fahrzeugs an die Autopilotfunktion übergeben oder zurückholen.
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Es kann daher vorkommen, dass der Fahrer manuell die Steuerung übernehmen muss oder will. Dazu muss der Fahrer jedoch in der Lage sein, das Fahrzeug zu bedienen. Dies ist beispielsweise nicht der Fall, wenn der Fahrer zu müde zum Fahren ist.
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Eine zuverlässige Übergabe der Fahrverantwortung zurück von dem Fahrerassistenzsystem zu dem Fahrer des Fahrzeugs ist für die Verkehrssicherheit von großer Wichtigkeit. Es gibt bereits zahlreiche Vorschläge den Zustand eines Fahrers, vor allem hinsichtlich seiner Aufmerksamkeit zu überwachen.
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Die
DE 102009060391 A1 offenbart ein Verfahren zur Kennzeichnung der Kontrollverantwortung für automatisierte Fahrvorgänge eines Fahrerassistenzsystems, wobei die Kontrollverantwortung zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem als Funktion der Fahrsituation verteilt werden kann, wobei die Kontrollverantwortung für den automatisierten Fahrvorgang und/oder deren mögliche Änderung dem Fahrer durch unterschiedliche farbliche Kennzeichnungen angezeigt werden, wobei die unterschiedlichen farblichen Kennzeichnungen durch eine farbliche Kennzeichnung des Steuerinstruments des Fahrerassistenzsystems und/oder durch eine farbliche Kennzeichnung der im Sichtbereich des Fahrers liegenden Oberflächen im Innenraum des Kraftfahrzeugs erfolgt.
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Die
DE 102014225680 A1 offenbart ein Verfahren zur Übernahmeaufforderung einer Fahraufgabe an einen Fahrzeugführer eines Fahrzeugs im Rahmen eines automatischen Fahrens des Fahrzeugs, wobei ein Aufmerksamkeitszustand des Fahrzeugführers ermittelt wird und wobei der Aufmerksamkeitszustand des Fahrzeugführers ausgewertet wird, und wobei eine Übergabephase und mindestens eine Übernahmeaufforderung an den Fahrzeugführer in Abhängigkeit der Auswertung erfolgen. Der Aufmerksamkeitszustand des Fahrzeugführers wird mittels mindestens einer Kamera ermittelt, wobei die Auswertung des ermittelten Aufmerksamkeitszustandes des Fahrzeugführers anhand eines Vergleichs der von der mindestens einen Kamera aufgenommenen Bilder oder Bildfolgen mit abgespeicherten Referenzbildern erfolgt. In Abhängigkeit des ermittelten Aufmerksamkeitszustandes des Fahrzeugführers wird in der Übergabephase ein optisches, akustisches, haptisches und/oder olfaktorisches Signal ausgegeben.
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Die
DE 10018669 A1 offenbart eine Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung zum Überprüfen eines physischen Zustandes eines Fahrers, der eine Transporteinrichtung, steuert, und zum Informieren des Fahrers über den überprüften physischen Zustand.
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Die
DE 102016220549 A1 offenbart ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Deaktivieren eines hochautomatisierten Fahrmodus eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Einlesen eines Übernahmesignals, das ein Übernehmen einer Steuerung des Fahrzeugs durch den Fahrer repräsentiert, und einer Hilfsinformation, die eine den Fahrer repräsentierende Bildinformation und/oder eine Kontrolle des Fahrzeugs durch den Fahrer repräsentierende Fahrzeugkontrollinformation umfasst; Bestimmen eines Aufmerksamkeitsgrades des Fahrers unter Verwendung des Übernahmesignals und der Hilfsinformation; und Ausgeben eines Unterstützungssignals unter Verwendung des Aufmerksamkeitsgrades, um den Fahrer durch Ansteuern zumindest einer Fahrerassistenzfunktion des Fahrzeugs beim Übernehmen der Steuerung zu unterstützen.
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Die
DE 19743024 A1 betrifft ein Kraftfahrzeug mit Mitteln zur zeitweisen autonomen Fahrzeugführung und mit Mitteln zur Kommunikation eines Fahrzeugnutzers mit wenigstens einem elektronischen Kommunikationssystem. Dazu ist eine Bedieneinrichtung vorgesehen, durch welche die Kommunikationsmittel zwecks Durchführung eines Kommunikationsvorgangs und die Fahrzeugführungsmittel zwecks autonomer Fahrzeugführung aktivierbar sind. Die aktivierten Fahrzeugführungsmittel übermitteln bei Erkennen einer erforderlich werdenden manuellen Fahrzeugführung eine Übernahmeinformation an die Kommunikationsmittel, die diese Übernahmeinformation an einer Anzeigeeinrichtung anzeigen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine sichere Übergabe der Fahrverantwortung von einem automatisierten Betriebsmodus bzw. Fahrweise durch ein Fahrerassistenzsystem an den Fahrer zu bewerkstelligen.
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Diese Aufgabe wird durch die Angabe eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und der Angabe eines Fahrerassistenzsystems mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch die Angabe eines Computerprogramms mit den Merkmalen des Anspruchs 15 als auch die Angabe eines Datenträgersignals mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Angabe eines Verfahrens zum Regeln einer Übergabe einer Fahraufgabe an einen Fahrer in einem automatisiert fahrenden Fahrzeug umfassend eine Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle zur Eingabe und Ausgabe von Spracheingaben und Sprachausgaben, wobei das automatisiert fahrende Fahrzeug durch ein Fahrerassistenzsystem gesteuert wird, mit den folgenden Schritten:
- - Eingeben eines Übernahmewunsches als Spracheingabe durch einen Fahrzeuginsassen in eine Mensch-Maschine-Sprachschnittstelle, wobei die Spracheingabe zumindest einen Ist-Sprachparameter aufweist,
- - Analysieren des zumindest einen Ist-Sprachparameters in der Spracheingabe durch eine Analyseeinheit,
- - Bereitstellen eines zu dem zumindest einen Ist-Sprachparameter, korrespondierenden Soll-Sprachparameters in einer Datenbank,
- - Durchführen eines ersten Abgleichs mit dem zumindest einen Ist-Sprachparameter und dem korrespondierenden Soll-Sprachparameter durch eine Vergleichseinheit,
- - Übergabe der Fahraufgabe durch das Fahrerassistenzsystem bei Übereinstimmen des ersten Abgleichs zwischen dem Ist-Sprachparameter und dem Soll-Sprachparameter und bei einer Identifikation der Spracheingabe als zu dem Fahrer gehörend durch eine Identifikationseinheit,
- - Beibehalten der Fahraufgabe durch das Fahrerassistenzsystem bei Abweichung des ersten Abgleichs zwischen dem Ist-Sprachparameter und dem Soll-Sprachparameter und/oder bei einer Fehlidentifikation der Spracheingabe als zu dem Fahrer gehörend durch eine Identifikationseinheit.
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Das Verfahren ist besonders geeignet, um in einem automatisch bzw. autonom bzw. selbstfahrenden Fahrzeug ausgeführt zu werden. Bei dem autonom fahrenden Fahrzeug kann es sich 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, zu steuern. Das bedeutet, dass sich das Fahrzeug mithilfe geeigneter im Fahrzeug verbauter Sensoren und Steuergeräte autonom im Verkehrsraum bewegt und eine Fahrzeugführungsaktivität durch einen Fahrer des Fahrzeugs vollständig unterbleibt. Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Fahrerassistenzsystem implementiert sein.
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Ferner ist das Verfahren für alle Fahrzeuge, welche einen Wechsel beispielsweise vom automatischen Betriebsmodus zu einem manuellen Modus besitzen beispielsweise Züge, Flugzeuge etc. oder für Funktionen, die im Fahrzeug über Sprache gesteuert werden können, wie Entertainment-, Navigation- oder Komfortfunktionen geeignet.
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Fahrzeuginsassen können Fahrer oder Beifahrer oder Mitfahrer sein.
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Ein Abgleich kann als Soll/Ist-Vergleich bewerkstelligt werden. Die Vergleichseinheit kann als Recheneinheit in dem Fahrerassistenzsystem ausgebildet werden. Eine Übereinstimmung von einem Abgleich liegt dann vor, wenn der Abgleich innerhalb eines vorgegebenen bzw. vordefinierten Toleranzintervalls liegt. Das Toleranzintervall kann in Bezug auf den ausgewählten Parameter eingestellt sein.
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Der Soll-Sprachparameter kann in der, bevorzugt vorab definierten Datenbank bereitgestellt werden.
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Die Erfindung bewirkt eine Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer durch das Fahrerassistenzsystem bei Übereinstimmen des ersten Abgleichs zwischen dem Ist-Sprachparameter und dem Soll-Sprachparameter, das heißt wenn der erste Abgleich innerhalb des vorgegebenen Toleranzintervalls liegt und bei einer Identifikation der Spracheingabe als zu dem Fahrer gehörend durch eine Identifikationseinheit. Ferner verbleibt die Fahraufgabe bei Abweichung des ersten Abgleichs zwischen dem Ist-Sprachparameter und dem Soll-Sprachparameter beim Fahrerassistenzsystem. Auch verbleibt die Fahraufgabe beim Fahrerassistenzsystem, wenn der Fahrzeuginsasse, welcher den Übernahmewunsch geäußert hat, nicht als Fahrer identifiziert wird. Dadurch wird vermieden, dass beispielsweise der Beifahrer einen Übernahmewunsch äußert und die Fahraufgabe an den Fahrer übergeben wird, auch wenn dieser fahruntauglich beispielsweise übermüdet ist.
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Die Identifikationseinheit kann beispielsweise verschiedene Sensoren/Sitzsensoren umfassen, mit welcher die durch die Fahrzeuginsassen ausgegebenen Sprachkommandos anhand beispielsweise der Sprachrichtung zu den einzelnen Fahrzeuginsassen bzw. zu dem Fahrer zugeordnet werden können, das heißt, identifiziert werden kann, wer die Spracheingabe vorgenommen hat. Dies kann über einen Algorithmus vorgenommen werden. Dadurch kann verhindert werden, dass fälschlicherweise Spracheingaben von Fahrzeuginsassen, welche nicht vom Fahrer sind, ausgewertet werden. Die Identifikationseinheit als auch die Analyseeinheit können dabei als Recheneinheit in dem Fahrerassistenzsystem angeordnet sein.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es bisher keine Systeme gibt, welche bei der Fahraufgabe-Übergabe von bspw. autonomen Fahren zum manuellen Fahren eine Spracheingabe sowie eine Analyse der Spracheingabe berücksichtigen.
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Die Verarbeitung einer Spracheingabe über eine beabsichtigte Übernahme der Fahraufgabe in einem automatisch fahrenden Fahrzeug durch einen Insassen des Fahrzeugs und einer Identifikation dieses Übernahmenwunsches zu dem späteren Fahrer erlaubt eine sichere und robuste Gestaltung der Fahraufgabe-Übergabe zwischen dem späteren Fahrer des Fahrzeugs und dem Fahrzeug/dem Fahrerassistenzsystem. Bei einer Spracheingabe zum Wechseln zwischen den beiden Betriebsmoden werden durch eine Analyse der Spracheingabe Rückschlüsse gebildet, ob der Fahrer in der Lage ist, selbstständig zu fahren.
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Dadurch wird eine Verbesserung bei der Qualität der Übernahme der Fahraufgabe von einem in einem autonomen Betriebszustand befindlichen/fahrenden Fahrzeug erlangt.
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Die Erfindung bewirkt insbesondere auch nach längeren automatisierten Fahrperioden eine sichere und reibungslose Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer des Fahrzeugs.
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Bevorzugt ist die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle ein Lautsprecher oder ein Mikrofon. Insbesondere ist die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle ein Innenlautsprecher. Die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle dient zur akustischen Aufnahme gesprochener Kommandos, die nach Aufnahme in für das Fahrerassistenzsystem verständliche Maschinensprache übersetzt werden.
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Bevorzugt wird als zumindest ein Sprachparameter eine Lautstärke und/oder eine Betonung und/oder eine Wortwahl und/oder eine Aussprache der Spracheingabe herangezogen. Auch können andere Sprachparameter herangezogen werden. Diese Parameter eignen sich besonders gut, um festzustellen, ob der Fahrer aktuell in der Lage ist, die Fahraufgabe mit ausreichender Qualität zu übernehmen, da diese Sprachparameter besonders einfach aus der Spracheingabe herauszufiltern sind. Auch eine Kombination mehrerer Sprachparameter ist möglich.
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Bevorzugt umfasst das Verfahren die weiteren Schritte: erfassen zumindest eines Ist-Fahrerparameters des Fahrers durch eine Erfassungseinheit und durchführen eines zweiten Abgleichs zwischen dem zumindest einen Ist-Fahrerparameter und einem Soll-Fahrerparameter durch die Vergleichseinheit, wobei der Soll-Fahrerparameter in der Datenbank bereitgestellt wird und Beibehalten der Fahraufgabe durch das Fahrerassistenzsystem bei Abweichung des zweiten Abgleichs.
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In bevorzugter Ausgestaltung werden als Fahrerparameter eine Körpertemperatur und oder ein Blutdruck und/oder eine Herzfrequenz und/oder eine Atemfrequenz und/oder ein Lidschlussverhalten und/oder ein Pupillendurchmesser herangezogen. So kann beispielsweise aus der Erfassung des Pupillendurchmessers der Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers ermittelt werden. Hierfür ist beispielsweise eine Kamera notwendig, welche das Gesicht des Fahrers analysiert. Der Blutdruck oder die Herzfrequenz können beispielsweise mit am Lenkrad angebrachten Sensoren ermittelt werden. Durch die Ermittlung eines weiteren Fahrerparameters wird die Sicherheit erhöht, dass der Fahrer die Steuerung des Fahrzeugs in einem fahrtauglichen Zustand übernimmt.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung gibt das Fahrerassistenzsystem bei Beibehaltung der Fahraufgabe durch die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle zumindest eine Frage aus, wobei die Frage in der Datenbank bereitgestellt wird, wobei die Frage als Sprachausgabe ausgestaltet wird und der Fahrzeuginsasse zumindest eine Antwort in die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle eingibt, wobei die zumindest eine Antwort des Fahrzeuginsassen als eine erneute Spracheingabe vorgesehen ist. Dadurch kann trotz einmaliger falscher Antwort eine sichere Fahrzeug-Übergabe an den Fahrer erfolgen.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist ein Satz von Fragen basierend auf einem Fragenkatalog umfassend zumindest eine erste und zumindest eine zweite Frage, und eine Ausgabe der zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Frage durch die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle vorgesehen, wobei die Ausgabe der Fragen in einer geordneten Reihenfolge erfolgt und der Fahrzeuginsasse zumindest jeweils eine Antwort auf die jeweilige Frage in die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle eingibt. Dadurch kann trotz mehrmaliger falscher Antwort eine sichere Fahrzeug-Übergabe an den Fahrer erfolgen.
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Besonders bevorzugt wird die zumindest zweite Frage durch die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle erst ausgegeben, nachdem die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle eine Antwort auf die erste Frage registriert. Die Antworten werden jeweils als neue Spracheingaben gewertet, anhand derer das Verfahren neu startet. Dadurch kann bei anfänglicher Ablehnung einer Fahraufgabe-Übergabe eine solche dennoch erfolgen.
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Ferner bevorzugt wird der Satz von Fragen und die zumindest jeweils eine Antwort solange fortgesetzt, bis eine Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer durch das Fahrerassistenzsystem bewerkstelligt wird oder die Übergabe abgebrochen wird. Dabei versteht man unter Abbruch die Aufgabe des Übernahmewunsches oder ein Einleiten von Notfallmaßnahmen, falls eine Weiterführung des automatisierten Fahrens durch das Fahrerassistenzsystem nicht mehr möglich ist. In bevorzugter Ausführungsform wird ein Übergabeabbruch als ein Beibehalten der Fahraufgabe durch das Fahrerassistenzsystem bewerkstelligt.
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In anderen Worten bedeutet dies, dass das Fahrerassistenzsystem erkannt hat, dass der Fahrer aktuell nicht ausreichend in der Lage ist, die Fahraufgabe zu übernehmen. Daraufhin startet das Fahrerassistenzsystem den Satz von Fragen und Antworten, als quasi einen Sprachdialog, der darauf ausgerichtet ist, eine sichere Übergabe zu gewährleisten. Dies können verschiedene Fragen oder Äußerungen sein, auf die jedoch immer eine Antwort des Fahrers notwendig ist. Die Antworten des Fahrers werden wiederum als Spracheingabe für das Verfahren genutzt.
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Falls nach der ersten Frage und der ersten Antwort keine Verbesserung festzustellen ist, führt das Fahrerassistenzsystem den Dialog fort. Eine Dialogfortsetzung erfolgt solange, wie die Fahrt automatisiert fortgesetzt werden kann. Ist dies nicht mehr der Fall, werden Notfallmaßnahmen eingeleitet, die zu einem sicheren Gesamtsystemzustand führen. Falls eine Fahraufgabe-Übergabe erfolgen kann, beendet das Fahrerassistenzsystem die Ausgabe von Fragen und den Empfang von Antworten, also quasi den Sprachdialog, indem es die Fahraufgabe an den Fahrer übergibt. Dadurch ist eine Erhöhung der Sicherheit bei der Übergabe vom autonomen Fahren zum manuellen Fahren gegeben.
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Bevorzugt werden neben dem Satz von Fragen und Antworten noch weitere Ein-/Ausgabe-Modalitäten genutzt, um eine sichere Übergabe zu gewährleisten. Eine solche kann beispielsweise eine Vibration der Sitzfläche des Fahrers sein.
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Weiter wird die Aufgabe gelöst durch die Angabe eines Fahrerassistenzsystems zur Durchführung eines wie oben beschriebenen Verfahrens zum Regeln einer Übergabe einer Fahraufgabe an einen Fahrer in einem automatisiert fahrenden Fahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem zum Steuern des automatisiert fahrenden Fahrzeug ausgebildet ist, umfassend eine Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle zur Eingabe und Ausgabe von Spracheingaben und Sprachausgaben, wobei die Spracheingabe zumindest einen Ist-Sprachparameter aufweist, und wobei die Spracheingabe einen Übernahmewunsch umfasst,
eine Analyseeinheit zur Analyse des zumindest einen Ist-Sprachparameters,
eine Datenbank mit einem Soll-Sprachparameter, wobei der Soll-Sprachparameter zu dem Ist-Sprachparameter korrespondiert,
eine Vergleichseinheit zum Durchführen eines ersten Abgleichs des zumindest einen Ist-Sprachparameters mit dem Soll-Sprachparameter,
eine Identifikationseinheit zum Zuordnen der Spracheingabe zu einem Fahrzeuginsassen,
Mittel zur Übergabe der Fahraufgabe bei Übereinstimmen des ersten Abgleichs zwischen dem Ist-Sprachparameter und dem Soll-Sprachparameter und bei einer Identifikation der Spracheingabe als zu dem Fahrer gehörend durch die Identifikationseinheit, und
Mittel zum Beibehalten der Fahraufgabe durch das Fahrerassistenzsystem bei Abweichung des ersten Abgleichs zwischen dem Ist-Sprachparameter und dem Soll-Sprachparameter und/oder bei einer Fehlidentifikation der Spracheingabe als zu dem Fahrer gehörend durch die Identifikationseinheit.
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Die Vorteile des Verfahrens können auch auf das Fahrerassistenzsystem übertragen werden.
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Bevorzugt ist der zumindest eine Sprachparameter als eine Lautstärke und/oder eine Betonung und/oder eine Wortwahl und/oder eine Aussprache der Spracheingabe ausgestaltet.
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Vorzugsweise umfasst die Datenbank zumindest einen Soll-Fahrerparameter und eine Erfassungseinheit, zum Erfassen zumindest eines Ist-Fahrerparameters des Fahrers, wobei die Vergleichseinheit zum Durchführen eines zweiten Abgleichs zwischen dem zumindest einen Ist-Fahrerparameter und dem Soll-Fahrerparameter ausgestaltet ist, und Mittel zum Beibehalten der Fahraufgabe durch das Fahrerassistenzsystem bei Abweichung des zweiten Abgleichs.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist der zumindest eine Fahrerparameter eine Körpertemperatur und oder ein Blutdruck und/oder eine Herzfrequenz und/oder eine Atemfrequenz und/oder ein Lidschlussverhalten und/oder ein Pupillendurchmesser.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Datenbank zumindest eine Frage, wobei die Frage als Sprachausgabe durch die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle ausgestaltet ist, wobei ein Ausgeben der Frage bei Abweichung des ersten Abgleichs vorgesehen ist und zumindest eine Antwort in die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle durch den Fahrzeuginsassen vorgesehen ist, wobei die Antwort als eine erneute Spracheingabe vorgesehen ist.
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Bevorzugt ist ein Satz von Fragen basierend auf einem Fragenkatalog umfassend zumindest eine erste und zumindest eine zweite Frage, welche durch die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle ausgebbar sind, vorgesehen, wobei die Ausgabe der Fragen derart ausgestaltet ist, dass sie in einer geordneten Reihenfolge erfolgt und die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle zur Eingabe zumindest jeweils einer Antwort auf die jeweilige Frage durch den Fahrzeuginsassen ausgestaltet ist, wobei der Satz von Fragen und die Eingabe von zumindest einer Antwort solange fortsetzbar ist, bis eine Übergabe der Fahraufgabe durch das Fahrerassistenzsystem bewerkstelligbar ist oder die Übergabe abgebrochen ist.
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Ferner wird die Aufgabe gelöst durch die Angabe eines Computerprogramms, umfassend Befehle, die bewirken, dass das wie oben beschriebene Fahrerassistenzsystem das wie oben beschriebene Verfahren ausführt. Das Computerprogramm eignet sich insbesondere dazu, in bereits vorhandene Fahrerassistenzsystem nachträglich installiert zu werden.
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Ferner wird die Aufgabe gelöst durch die Angabe eines Datenträgersignals, das das wie oben beschriebene Computerprogramm überträgt.
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Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Darin zeigen schematisch:
- 1: das erfindungsgemäße Fahrzeug als Blockschaltbild,
- 2: ein Diagramm eines in dem Fahrzeug aus 1 ablaufenden erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3: ein Diagramm eines in dem Fahrzeug aus 1 ablaufenden erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Variationen hiervon können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird, zu verlassen.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 ist für das automatische Fahren eingerichtet und weist ein Fahrerassistenzsystem 2 auf. Das Fahrerassistenzsystem 2 weist zudem noch einen oder mehrere Innenlautsprecher 3 zur Spracheingabe durch den Fahrer oder Sprachausgabe an den Fahrer sowie Sitzsensoren 4 auf. Das Fahrerassistenzsystem 2 weist eine Datenbank 5 auf, welche mit einer Cloud oder einem externen Rechner 6 drahtlos in Verbindung stehen kann. Somit kann die Datenbank ständig aktualisiert werden. Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren als Computerprogramm vorliegen, welches in dem Fahrerassistenzsystem 2 installiert ist. Dabei umfasst das Computerprogramm Befehle, die bewirken, dass das Fahrerassistenzsystem das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Durch die Cloudanbindung oder Anbindung an einen externen Rechner kann eine ständige Aktualisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens bewerkstelligt werden oder auch Fahrzeuge mit dem Computerprogramm nachgerüstet werden.
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2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren in einem Flussdiagramm. In einem Schritt S 1 fährt das Fahrzeug 1 (1) durch das Fahrerassistenzsystem 2 (2) gesteuert in einem automatisierten Betriebsmodus.
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In einem Schritt S 2 gibt einer der Fahrzeuginsassen einen Übernahmewunsch als Spracheingabe in eine Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle ein, welche beispielsweise als Innenlautsprecher 3 (1) ausgestaltet ist.
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In einem Schritt S 3 wird durch eine Identifikationseinheit überprüft, ob der Übernahmenwunsch dem Fahrer, bzw. dem späteren Fahrer zugordnet werden kann. Dafür kann das Fahrerassistenzsystem 2 (1) einen Sitzsensor aufweisen. Zusammen mit einer Sprachrichtungserkennung kann dann beispielsweise die Identifikationseinheit die Spracheingabe einem Fahrzeuginsassen zuordnen.
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Kann die Spracheingabe nicht dem Fahrer zugeordnet werden, so startet das Verfahren in dem Schritt S 2 erneut.
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Wird die Spracheingabe dem Fahrer zugeordnet, so wird in einem Schritt S 4 die Spracheingabe hinsichtlich eines Ist-Sprachparameters, beispielsweise einer Lautstärke und/oder einer Betonung und/oder einer Wortwahl und/oder einer Aussprache, analysiert. Diese/r werden/wird zunächst aus der Spracheingabe extrahiert. Ein Algorithmus analysiert die Spracheingabe des Fahrers und ermittelt anhand des/der extrahierten Ist-Sprachparameter, ob der Fahrer aktuell in der Lage ist, die Fahraufgabe mit ausreichender Qualität zu übernehmen. So ist beispielsweise bekannt, dass müde Menschen leiser, langsamer und nachlässiger sprechen. Der analysierte Ist-Sprachparameter wird mit einem Soll-Sprachparameter verglichen. Dies wird anhand eines Soll/Ist-Vergleichs vorgenommen. Der Soll-Sprachparameter kann dabei einer vorab im Fahrerassistenzsystem installierten Datenbank entnommen werden.
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Ist der Soll/Ist-Vergleich zwischen Ist-Sprachparameter und Soll-Sprachparameter negativ, das heißt, liegt das Ergebnis des Solls/Ist-Vergleichs außerhalb eines Toleranzintervalls so wird mit einem Schritt S 7 fortgefahren und das Fahrerassistenzsystem behält die Fahraufgabe vorerst bei.
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Ist der Soll/Ist-Vergleich positiv, das heißt liegt das Ergebnis des Soll/Ist-Vergleichs innerhalb eines Toleranzintervalls, so wird mit einem Schritt S 5 fortgefahren. Das Toleranzintervall kann der vorab im Fahrerassistenzsystem installierten Datenbank entnommen werden.
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In dem Schritt S 5 werden durch eine Erfassungseinheit zumindest ein, bevorzugt mehrere, Ist-Fahrerparameter des Fahrers erfasst. Dabei können als Fahrerparameter die Körpertemperatur und oder der Blutdruck und/oder die Herzfrequenz und/oder die Atemfrequenz und/oder das Lidschlussverhalten und/oder der Pupillendurchmesser herangezogen werden. Diese Fahrerparameter können beispielsweise mittels einer speziellen Sensorik gewonnen werden. Der ausgewertete Ist-Fahrerparameter wird mit einem Soll-Fahrerparameter verglichen. Dies wird anhand eines weiteren Soll/Ist-Vergleichs vorgenommen. Der Soll-Fahrerparameter kann dabei der im Fahrerassistenzsystem installierten Datenbank entnommen werden.
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Ist der Soll/Ist-Vergleich positiv, das heißt, liegt das Ergebnis des Soll/Ist-Vergleichs innerhalb eines Toleranzintervalls, so wird mit einem Schritt S 6 fortgefahren und das Fahrerassistenzsystem übergibt die Steuerung an den Fahrer.
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Ist der Soll/Ist-Vergleich negativ, das heißt, liegt das Ergebnis des Soll/Ist-Vergleichs außerhalb eines Toleranzintervalls, so wird mit dem Schritt S 7 fortgefahren und das Fahrerassistenzsystem behält die Fahraufgabe bei.
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In dem Schritt S 7 wurde vom Fahrerassistenzsystem erkannt, dass der Fahrer aktuell nicht ausreichend in der Lage ist, die Fahraufgabe zu übernehmen. Das Fahrerassistenzsystem startet einen Sprachdialog, der darauf ausgerichtet ist, die Verfügbarkeit des Fahrers zu erhöhen. Hierfür ruft das Fahrerassistenzsystem aus einem Satz von Fragen, welche in der Datenbank gespeichert sind, eine erste Frage auf, welche durch die Mensch-Maschinen-Sprachschnittstelle ausgeben wird. Dabei kann dies eine Frage zur äußeren Umgebung, eine beruhigende Äußerung, eine Frage zum Wohlbefinden etc. sein. Die Antworten des Fahrers werden wiederum als Spracheingabe genutzt, um zu untersuchen, ob eine Fahraufgabe-Übergabe möglich ist, das heißt die Antworten des Fahrers werden als erneute Spracheingabe gewertet und das Verfahren startet in dem Schritt S 4 erneut.
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Falls noch keine Verbesserung festzustellen ist, führt das System den Dialog mit einer weiteren Frage in dem Schritt S 7 fort.
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Eine Dialogfortsetzung erfolgt solange, wie die Fahrt durch das Fahrerassistenzsystem automatisiert fortgesetzt werden kann. Die Fragen werden dabei in einer geordneten Reihenfolge ausgeben. Solange auf die erste Frage zudem noch keine Antwort seitens des Fahrers erfolgt, wird die zweite Frage nicht gestartet. Erfolgt weiterhin keine Verbesserung, so wird vom Fahrerassistenzsystem der vorab festgelegte Satz von Fragen abgefragt und die Fahraufgabe verbleibt beim Fahrerassistenzsystem.
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Erfolgt weiterhin keine Verbesserung so verbleibt die Fahraufgabe solange beim Fahrerassistenzsystem wie eine automatisierte, durch das Fahrerassistenzsystem, gesteuerte Fahrt möglich ist. Ist diese nicht mehr möglich, so wird in einem Schritt S 8 vom Fahrerassistenzsystem eine oder mehrere Notfallmaßnahmen eingeleitet. Dies können beispielsweise Abbremsen und Stillstand des Fahrzeugs sein und das Verfahren wird beendet.
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Wird eine Verbesserung festgestellt, so wird mit einem Schritt S 9 fortgefahren. In dem Schritt S 9 werden durch die Erfassungseinheit zumindest ein, bevorzugt mehrere Ist-Fahrerparameter des Fahrers erfasst. Der ausgewertete Ist-Fahrerparameter wird mit einem Soll-Fahrerparameter verglichen. Dies wird anhand des Soll/Ist-Vergleichs vorgenommen. Ist der Soll/Ist-Vergleich positiv, das heißt, liegt das Ergebnis des Soll/Ist-Vergleichs innerhalb eines Toleranzintervalls, so wird mit einem Schritt S 10 fortgefahren und das Fahrerassistenzsystem übergibt die Steuerung an den Fahrer.
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Ist der Soll/Ist-Vergleich negativ, das heißt, liegt das Ergebnis des Soll/Ist-Vergleichs außerhalb eines Toleranzintervalls, so wird mit dem Schritt S 7 fortgefahren und das Fahrerassistenzsystem behält die Fahraufgabe bei.
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3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Diese weist alle Verfahrensschritte wie in 2 auf. Hierbei wird in einem Zusatzschritt Z1 eine weitere Ein-/Ausgabe-Modalitäten genutzt, um eine sichere Übergabe der Fahraufgabe zu gewährleisten. Diese Ein/Ausgabe Modalität kann beispielsweise eine Anzeige auf Display, eine Anzeige auf einem Head-Up-Display oder eine Vibration der Sitzfläche sein. Auch akustische Ausgaben wie ein lauter Warnton sind möglich oder eine Kombination aus all diesen Maßnahmen.
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Das Verfahren kann in allen Fahrzeugen, welche ein Fahrerassistenzsystem zum automatisierten Betrieb aufweisen, beispielsweise Zügen, Flugzeugen etc. verwendet werden und bei allen Funktionen, die in einem Fahrzeug über Sprache gesteuert werden können. Die Erfindung bewirkt eine Erhöhung der Sicherheit bei der Fahraufgabe-Übergabe vom einem Fahren in einer autonomen Betriebsweise zu einem manuellen Fahren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrerassistenzsystem
- 3
- Innenlautsprecher
- 4
- Sitzsensoren
- 5
- Datenbank
- 6
- externer Rechner
- S, Z
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009060391 A1 [0005]
- DE 102014225680 A1 [0006]
- DE 10018669 A1 [0007]
- DE 102016220549 A1 [0008]
- DE 19743024 A1 [0009]
