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Beschrieben werden ein Informationssystem eines Kraftfahrzeugs, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Information von Passagieren eines Kraftfahrzeuges.
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Informationssysteme, Kraftfahrzeuge sowie Verfahren der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Die Automobilindustrie entwickelt seit geraumer Zeit an autonom fahrenden Kraftfahrzeugen. Dabei stellen sich vielfältige Herausforderungen. Einer der wichtigsten Aspekte bei autonom fahrenden Kraftfahrzeugen ist die Verkehrssicherheit. Die Verkehrssicherheit wird auf der einen Seite beeinflusst durch die Qualität der Planung einer Fahrt auf den verschiedenen Zeitskalen; kurz-, mittel- und langfristig. Bei der kurz- und mittelfristigen Planung kommt es vor allem auf die Vorhersage des Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs wie zum Beispiel andere Kraftfahrzeuge (manuell und/oder autonom gefahren), Motorräder, Fahrradfahrer und Fußgänger.
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Zum anderen wurde erkannt, dass es wichtig ist, das geplante Verhalten des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs nach außen hin erkennbar zu machen, beispielsweise durch Kraftfahrzeug-zu-Kraftfahrzeug-Kommunikation oder durch Anzeigen wie beispielsweise Blinker. Es sind jedoch Situationen denkbar, in denen diese Möglichkeiten nicht ausreichen.
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Es ist vorherzusehen, dass einige autonom fahrende Kraftfahrzeuge auch manuelle Fahrmodi zur Auswahl stellen werden und das ein Fahrer eines solchen Kraftfahrzeugs in der Lage sein wird, einen autonomen Fahrmodus durch Eingriff in die Kraftfahrzeugsteuerung, zum Beispiel durch Eingriff in Lenkung, Gas und/oder Bremse, aufzuheben und die Kontrolle über das Kraftfahrzeug zu übernehmen. Ein solcher Eingriff in den autonomen Fahrmodus kann beispielsweise dazu führen, dass eine an sich sichere Verkehrssituation und ein sicheres geplantes Fahrmanöver plötzlich gefährlich wird, da der Fahrer womöglich falsch reagiert. Schuld daran ist das mangelnde Vertrauen des Fahrers in das Verhalten des Kraftfahrzeugs im autonomen Fahrmodus. Um ein entsprechendes Vertrauen zu schaffen, ist es sinnvoll, den Fahrer über das geplante Fahrmanöver derart in Kenntnis zu setzen, dass der Fahrer die Entscheidung nachvollziehen und Vertrauen in die Qualität der Vorhersage des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs bekommen kann.
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Aus der
DE 10 2014 201 282 A1 ist ein Verfahren für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs bekannt. Bei dem Verfahren wird automatisch eine zukünftige Quersteuerung für das Fahrzeug bestimmt und die zukünftige Quersteuerung als ein Vorschlag an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Ferner wird eine Aufforderung zur Bestätigung des Vorschlags an den Fahrer ausgegeben. Eine Fahreraktion, welche von dem Fahrer des Fahrzeugs als Antwort auf die Aufforderung ausgeführt wird, wird erfasst und die Quersteuerung in Abhängigkeit von der Fahreraktion automatisch ausgeführt.
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Eine solche Ausgabe kann zwar in gewissem Maße Vertrauen schaffen, jedoch kann das geplante Fahrmanöver für den Fahrer des Kraftfahrzeuges immer noch nicht ausreichend nachvollziehbar sein.
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Somit stellt sich die Aufgabe, Informationssysteme, Kraftfahrzeuge und Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass mehr Vertrauen in die Vorplanung eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs gebildet werden kann, um unnötige manuelle Eingriffe und dadurch Verkehrsgefährdungen zu vermeiden.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Informationssystem gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 5 sowie ein Verfahren zur Information von Passagieren eines Kraftfahrzeugs gemäß dem nebengeordneten Anspruch 6. Weiterbildungen und weiterführende Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Beschrieben wird ein Informationssystem für Passagiere eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Informationsausgabemodul, wobei das Informationsausgabemodul mit einem Planungsmodul zur Steuerung des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs verbunden ist, wobei das Planungsmodul anhand eines Algorithmus Fahrentscheidungen über zukünftige Fahrmanöver des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs trifft, wobei das Planungsmodul zur Übermittlung von Gründen für getroffene Fahrentscheidungen an das Informationsausgabemodul ausgebildet ist, wobei das Informationssystem zur Ausgabe der Gründe in menschlich verständlicher Form über das Informationsausgabemodul ausgebildet ist.
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Durch Ausgabe der Gründe über das Informationsausgabemodul kann erreicht werden, dass ein Passagier und/oder Fahrer eines entsprechenden Kraftfahrzeugs, das im autonomen Fahrmodus fährt, über die Gründe eines in Kürze geplanten Fahrmanövers rechtzeitig bzw. so früh wie möglich informiert wird und somit das Fahrmanöver besser nachvollziehen kann. Dies schafft einerseits Vertrauen in die Qualität der Planung und gibt dem Passagier bzw. Fahrer die Möglichkeit, die Planung des Planungsmoduls nachzuvollziehen.
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So kann beispielsweise ein Spurwechsel durch eine geplante Route motiviert werden, beispielsweise wenn das autonom fahrende Kraftfahrzeug sich aufgrund einer geplanten Richtungswechsel auf eine andere Spur begeben muss. Des Weiteren kann zum Beispiel eine Geschwindigkeitsänderung mit einer bevorstehenden, besonderen Verkehrssituation wie etwa einer grünen Welle, einem vorausliegenden Stau oder einer in Kürze blockierten Spur begründet werden.
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Gemäß einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Informationsausgabemodul wenigstens einen Lautsprecher und/oder wenigstens ein optisches Anzeigeelement aufweist.
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Durch akustische Ausgabe der Gründe über einen Lautsprecher kann beispielsweise ein Lenkmanöver begründet werden, ohne dass der Fahrer und/oder die Passagiere auf den Verkehr schauen müssen. Eine alternative oder zusätzliche optische Anzeige hingegen kann lautlos erfolgen, sodass zum Beispiel ruhende, arbeitende oder schlafende Passagiere nicht gestört werden, wenn sie nicht auf die Anzeige schauen.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Planungsmodul mit wenigstens einem Umfeldsensor und/oder wenigstens einem Kommunikationsmodul zur Kommunikation mit wenigstens einem Zentralrechner ausgebildet ist.
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Mithilfe eines Umfeldsensors kann die Umgebung eines Kraftfahrzeugs erkannt werden und es können Informationen von außerhalb des Kraftfahrzeuges in die Planung einbezogen werden und entsprechend in menschlich verständlicher Form bekannt gegeben werden. Durch die Kopplung mit einem außerhalb des Kraftfahrzeuges befindlichen Zentralrechner kann des Weiteren ein durch den Zentralrechner bedingtes Fahrmanöver bekannt gegeben werden.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Planungsmodul zur Übermittlung von Bedingungen für ein geplantes Fahrmanöver ausgebildet ist, wobei das Informationssystem zur Ausgabe der Gründe in menschlich verständlicher Form über das Informationsausgabemodul ausgebildet ist.
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Durch Information über Bedingungen, die von den momentanen Umständen, in denen sich das Kraftfahrzeug befindet, abhängen, kann der Fahrer bzw. können die Passagiere über in naher Zukunft bevorstehende Fahrmanöver informiert werden. So kann beispielsweise darüber informiert werden, dass ein Spurwechsel innerhalb der nächsten 20 Sekunden erfolgen soll, um zum Zielort zu navigieren. Des Weiteren kann darüber informiert werden, dass ein Spurwechsel nur dann erfolgt, wenn ein ausreichender Sicherheitsabstand zwischen zwei auf der Zielspur fahrenden Kraftfahrzeugen besteht. Es kann dann auch darüber informiert werden, dass ein Fahrmanöver unterblieb, weil kein ausreichender Platz auf der Zielspur vorlag.
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Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Informationssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
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Ein entsprechendes Kraftfahrzeug kann seine Insassen über die Gründe, Umstände und Bedingungen geplanter Fahrmanöver informieren.
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Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft ein Verfahren zur Information von Passagieren eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs über wenigstens ein Informationsausgabemodul eines Informationssystems, wobei ein Planungsmodul zur Steuerung des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs anhand eines Algorithmus Fahrentscheidungen über zukünftige Fahrmanöver des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs trifft, wobei das Planungsmodul Gründe für getroffene Fahrentscheidungen an das Informationsausgabemodul übermittelt, wobei das Informationsausgabemodul diese Gründe in menschlich verständlicher Form ausgibt.
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Mithilfe eines entsprechenden Verfahrens können Insassen über die Gründe, Umstände und Bedingungen geplanter Fahrmanöver informiert werden.
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Gemäß einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Planungsmodul Bedingungen, unter denen ein Fahrmanöver vorgenommen wird, an das Informationssystem übermittelt, wobei das Informationssystem diese Bedingungen in menschlich verständlicher Form über das Informationsausgabemodul ausgibt.
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Hierdurch können Fahrgäste über mögliche Umstände geplanter Fahrmanöver informiert werden, zum Beispiel, dass ein Spurwechsel aufgrund einer vorausliegenden Behinderung des Verkehrsflusses auf der ursprünglichen Spur stattfinden wird.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Gründe für verkehrsabhängige Fahrmanöver ausgegeben werden.
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Somit kann beispielsweise mitgeteilt werden, dass ein Spurwechsel nur dann stattfinden wird, wenn sich eine ausreichend große Lücke finden lässt.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Gründe für navigationsbedingte Fahrmanöver ausgegeben werden.
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Somit können Information darüber ausgegeben werden, wie ein geplantes Fahrmanöver mit dem Ziel der Fahrt zusammenhängt, z.B., dass in Kürze abgebogen werden wird.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Gründe für Planänderungen ausgegeben werden.
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Somit kann, sollte darüber informiert werden, dass eine neue Route aufgrund eines auf der originalen Route befindlichen Staus eingeschlagen wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine Verkehrssituation mit einem autonom fahrenden Kraftfahrzeug;
- 2 ein Informationssystem des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs aus 1, sowie
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Information von Insassen des Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt eine Verkehrssituation mit einem autonom fahrenden Kraftfahrzeug 2.
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Das autonom fahrende Kraftfahrzeug 2 möchte auf einer Straße 4 von einer Ausgangsspur 4.1 auf eine Zielspur 4.2 wechseln. Auf der Zielspur 4.2 befinden sich zwei weitere Kraftfahrzeuge 6, 8, zwischen denen sich eine Lücke 10 befindet.
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Das autonom fahrende Kraftfahrzeug 2 plant, in die Lücke 10 zu fahren, was es nach außen hin durch Betätigen des linken Blinkers 12 anzeigt.
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Damit die Passagiere des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs 2 ebenfalls über den geplanten Spurwechsel und dessen Gründe informiert werden, ist in dem autonom fahrenden Kraftfahrzeug 2 ein Informationssystem angeordnet, das im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren eingehender erläutert werden wird.
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2 zeigt ein Informationssystem 14 (gestrichelt umrahmt) des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs 2 aus 1.
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Das Informationssystem 14 weist eine Planungs- und Steuerungseinheit 16 auf. Der Planungsteil der Planungs- und Steuerungseinheit 16 dient zur Planung der Fahrmanöver des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs 2. Die Planung der Fahrmanöver des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs 2 können in verschiedene Zeitabschnitte aufgeteilt werden, die langfristige Planungen (z.B., Navigation), mittelfristige Planungen (z.B. Spurwechsel, abbiegen) sowie kurzfristige Planungen (z.B. Ausweichmanöver, Bremsmanöver) umfassen.
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Der Steuerungsteil der Planungs- und Steuerungseinheit 16 dient unter anderem dazu, Passagieren des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs 2 Informationen über die geplanten Fahrmanöver sowie gemäß der vorliegenden Beschreibung Begründungen zu den geplanten Fahrmanöver zu übermitteln. Hierzu ist die Planungs- und Steuerungseinheit 16 mit einem Display 18 sowie einem Lautsprecher 20 verbunden, die jeweils eigene Informationsausgabemodule oder ein gemeinsames Informationsausgabemodul darstellen.
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Für den Fall, dass die Planungs- und Steuerungseinheit 16 ein bevorstehendes Fahrmanöver plant, gibt es hierfür einen Grund, der seine Basis in der Planung in einem der vorbeschriebenen Zeitabschnitte hat. Dieser Grund wird über das Display 18 und/oder den Lautsprecher 20 ausgegeben.
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Die Planungs- und Steuerungseinheit 16 ist des Weiteren mit Umgebungssensorik in Form einer Kamera 22 und in Form eines Radars 24 verbunden, um Informationen in der unmittelbaren Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 aufzunehmen und zu verarbeiten und gegebenenfalls durch entsprechende Fahrmanöver darauf zu reagieren. Das Kraftfahrzeug 2 kann weitere, nicht dargestellte Umgebungssensorik aufweisen, z.B. Ultraschallsensorik, wenigstens ein Lidarsystem und/oder wenigstens eine weitere Kamera.
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Die Planungs- und Steuerungseinheit 16 ist außerdem mit einem Kommunikationsmodul 26 verbunden. Mittels des Kommunikationsmoduls 26 kann über ein Internet 28 eine Verbindung mit einem Zentralrechner 30 aufgebaut werden, über den Informationen empfangen werden können, die für die Planung verwendet werden. Solche Informationen können beispielsweise die Verkehrslage auf einer geplanten Route umfassen.
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Im vorliegenden Fall befindet sich auf der Ausgangsspur 4.1 stockender Verkehr, wie über den Zentralrechner 30 an die Planungs- und Steuerungseinheit übermittelt wurde, weswegen das autonom fahrende Kraftfahrzeug 2 auf die Zielspur 4.2 zu wechseln plant. Dies wird einerseits mittels des Displays 18 angezeigt, in dem auf den stockenden Verkehr und auf den Spurwechsel hingewiesen wird. Gleichzeitig wird die Information mittels des Lautsprechers 20 an die Passagiere des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs 2 weitergegeben.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Information von Insassen des Kraftfahrzeugs 2.
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Aufgrund von verschiedenen Eingangsgrößen, beispielsweise betreffend die Navigation oder die Verkehrssituation, wird eine Planung vorgenommen.
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Ist mit der Planung eine Richtungsänderung verbunden, beispielsweise ein Spurwechsel, ein Abbiegen oder dergleichen, wird ein Hinweis mit entsprechender Begründung über das Display 18 und den Lautsprecher 20 in menschlich verständlicher Form ausgegeben. Gleiches kann für Brems- und Beschleunigungsmanöver vorgenommen werden.
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Das Verfahren sowie das Informationssystem 14 lassen vielfältige Anwendungsbeispiele zu:
- a) vor einem Einschervorgang kann eine Erklärung erfolgen, warum ein Blinker gesetzt wurde und warum der Einschervorgang vorgenommen wird;
- b) bevorstehende Fahrmanöver können analysiert und in der Begründung verkettet werden, beispielsweise (i) links blinken, (ii) auf linke Spur einscheren, (iii) für zwei Kilometer auf dieser Spur bleiben, wobei für jedes Fahrmanöver eine situationsabhängige Erklärung hinzugefügt wird, beispielsweise „Fahrbahnwechsel auf linke Spur um in zwei Kilometern links abzubiegen“;
- c) zeitlich und räumlich abhängige Fahrmanöver können mit Bedingungen, zum Beispiel einer Dauer oderLänge versehen werden, beispielsweise „Versuch links einzuscheren für 20 Sekunden“ oder „Innerhalb des nächsten Kilometers links einscheren“;
- d) wenn ein Fahrmanöver (z.B. Spurwechsel) trotz vorheriger Anzeige/Ankündigung nicht durchgeführt werden kann, z.B. aufgrund plötzlicher Beschleunigung von Fahrzeugen auf der linken Spur, sodass die Lücke für einen sicheren Spurwechsel zu klein wird, kann diese Information den Passagieren erklärt werden, z.B.: „aufgrund von kleiner werdenden Raumlücken wurde die Spur nicht gewechselt“, und die möglichen Folgen des zurückgezogenen Fahrmanövers kann den Passagieren erklärt werden, z.B. wenn durch einen zurückgezogenen Spurwechsel das Linksabbiegen an einer Kreuzung verpasst wird, wird den Passagieren die Änderungen der Route erklärt und angezeigt;
- e) das Abbremsen an einen herannahenden Stau oder das Abweichen der ursprünglichen Route wegen einer Sperrung oder großer verkehrlich bedingter Verzögerungen auf der ursprünglichen Route, z.B.: „Aufgrund eines vorausliegenden Staus wird die Geschwindigkeit reduziert“;
- f) Infrastrukturabhängige Informationen, wie z. B. die optimale Geschwindigkeit zum Ausnutzen einer grünen Welle in städtischen Gebieten, können den Passagieren erklärt werden, z.B.: „Geschwindigkeit wird reduziert, um die grüne Welle auszunutzen“;
- g) Daten aus infrastrukturseitigen Sensoren, die die eigenen Manöver beeinflussen, können erklärt werden. Beispielsweise könnte eine Kamera vorgesehen sein, die eine uneinsichtige Kreuzung erfasst und mittels Kraftfahrzeug-zu-Umgebung-Kommunikation (Car2X) mit dem autonomen Fahrzeug kommuniziert, wobei die Erkennung der Kamera im Auto erklärt wird, z.B.: „Kreuzung in alle Richtungen frei“, oder „Bremsen, da von rechts ein Fahrzeug kommt, das Vorfahrt hat“.
- h) Karten- und Navigationsdaten sowie dynamische Streckeninformationen, die genutzt werden, um einen reibungslosen Kontrolltransfer zu gewährleisten, können erklärt werden. Wenn ein autonomes Fahrzeug in vorhersehbarer Zukunft in ein Gebiet fährt, in dem kein autonomer Betriebsmodus möglich oder erlaubt ist, z.B. weil hochauflösende Kartendaten fehlen oder aufgrund des Straßenzustands oder behördlicher Verbote in gewissen Gebieten, muss das Kraftfahrzeug rechtzeitig den Passagieren den notwendige Kontrolltransfer mitteilen: „In 3 Minuten wird ein Gebiet durchfahren, für das keine hochauflösenden Kartendaten vorliegen, bitte innerhalb der nächsten 2 Minuten die Kontrolle über das Kraftfahrzeug übernehmen“.
- i) Jede Manöverkette, möglichst inklusive aller Parameter, kann zusammen mit der Erklärung an den Zentralrechner geschickt und dort gespeichert werden und die Erklärung zu der Manöverkette und dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs auf dem Zentralrechner validiert werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Passagiere eine Rückmeldung (Feedback) zur Erklärung der Handlungskette geben können, wobei die Kombination aus Erklärung und tatsächlichem Fahrmanöver auf dem den Zentralrechner kontinuierlich analysiert und verbessert werden kann, z.B. durch maschinelles Lernen. Hierdurch kann Verbesserung des Verständnisses der Situation und die Erstellung von Texten in natürlicher Sprache vorangebracht werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Straße
- 4.1
- Ausgangsspur
- 4.2
- Zielspur
- 6
- Kraftfahrzeug
- 8
- Kraftfahrzeug
- 10
- Lücke
- 12
- Blinker
- 14
- Informationssystem
- 16
- Planungs- und Steuerungseinheit
- 18
- Display
- 20
- Lautsprecher
- 22
- Kamera
- 24
- Radar
- 26
- Kommunikationsmodul
- 28
- Internet
- 30
- Zentralrechner
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014201282 A1 [0005]
