DE102019003557A1

DE102019003557A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102019003557A1
Application number: DE102019003557.7A
Authority: DE
Inventors: Rene Wirtz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2020-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (1), bei dem mindestens ein Steuerparameter zur Steuerung eines automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetriebs an ein mittels eines Fahrerassistenzsystems (2) ermitteltes Vertrauenslevel eines Fahrers des Fahrzeugs (1) angepasst wird, wobei das Vertrauenslevel anhand mindestens eines während des automatisierten Fahrbetriebs erfassten physiologischen Parameters des Fahrers ermittelt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als physiologischer Parameter eine kortikale Hirnaktivität und/oder ein elektrischer Hautleitwiderstand des Fahrers erfasst werden bzw. wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2016 205 153 A1 ist ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für ein regelbasiertes Unterstützen eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs, insbesondere mittels eines Fahrerassistenzsystems bekannt. Hierbei wird das Fahrzeug nach einer Art von Trainingsphase, in welcher die Steuerdaten erzeugt werden, auf den jeweiligen Insassen bzw. Fahrer oder auch auf die Konfiguration des Fahrzeugs eingestellt. Die Einstellungen können in der Art eines Regelkreises ständig aktualisiert werden, um sich auf Veränderungen während der Fahrzeugparameter einstellen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs, bei dem mindestens ein Steuerparameter zur Steuerung eines automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetriebs an ein mittels eines Fahrerassistenzsystems ermitteltes Vertrauenslevel eines Fahrers des Fahrzeugs angepasst wird, wobei das Vertrauenslevel anhand mindestens eines während des automatisierten Fahrbetriebs erfassten physiologischen Parameters des Fahrers ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird bzw. werden als physiologischer Parameter eine kortikale Hirnaktivität und/oder ein elektrischer Hautleitwiderstand des Fahrers erfasst.
Das Verfahren ermöglicht eine objektive Ermittlung einer menschlichen Reaktion des Fahrers während des automatisierten Fahrbetriebs, anhand dessen ein aktuelles Vertrauenslevel des Fahrers in das Fahrerassistenzsystem ermittelt wird. Aufgrund der Anpassung des automatisierten Fahrbetriebs an das aktuelle Vertrauenslevel wird eine Akzeptanz des Fahrerassistenzsystems erhöht.
Die Erfassung der kortikalen Hirnaktivität erfolgt mittels der bekannten Elektroenzephalografie, bei der Spannungsschwankungen an einer Kopfoberfläche des Fahrers erfasst werden. Anhand dieser Spannungsschwankungen können bioelektrische Vorgänge im Fahrer analysiert werden, die kognitiven Prozessen und emotionalen Zuständen zugrunde liegen, welche wiederum physiologisch und damit objektiv die Höhe eines Vertrauens des Fahrers in das Fahrerassistenzsystem abbilden.
Die Erfassung des elektrischen Hautleitwiderstands des Fahrers erfolgt mittels der bekannten Hautleitwertmessung, bei welcher eine elektrodermale Aktivität erfasst wird, anhand der eine emotionale Reaktionslage des Fahrers abgeleitet werden kann. Die elektrodermale Aktivität beschreibt insbesondere ein temporäres Absinken des elektrischen Leitungswiderstands der Haut, welches aus einer Erhöhung des Sympathikotonus resultiert. Somit kann anhand der Erfassung des elektrischen Hautleitwiderstands objektiv die Höhe eines Vertrauens des Fahrers in das Fahrerassistenzsystem ermittelt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:

1 schematisch ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem.

Die einzige 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einem Fahrerassistenzsystem 2.
Das Fahrerassistenzsystem 2 ist zur Aktivierung und Durchführung eines automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetriebs ausgebildet. Dazu umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 eine Überwachungseinheit 2.1, mittels der eine Fahrzeugumgebung sowie eine Fahrsituation überwacht werden. Die Überwachungseinheit 2.1 kann dazu eine Anzahl von Sensoren, z. B. eine Kamera, Radarsensoren, Lidarsensoren und/oder Ultraschallsensoren, umfassen. Anhand erfasster Signale der Sensoren werden Steuerparameter zur Steuerung des automatisierten Fahrbetriebs entsprechend eingestellt.
Die Einstellung der Steuerparameter erfolgt mittels einer Steuereinheit 2.2, die mit der Überwachungseinheit 2.1 gekoppelt ist. Als Steuerparameter werden beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit, ein Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine Beschleunigung, eine Verzögerung und/oder eine Umgebungsausleuchtung eingestellt.
Zur Erhöhung einer allgemeinen gesellschaftlichen und insbesondere einer persönlichen Akzeptanz des automatisierten Fahrbetriebs wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem mindestens ein Steuerparameter an ein mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ermitteltes Vertrauenslevel des Fahrers angepasst wird.
Das Vertrauenslevel beschreibt die Höhe oder Tiefe eines Vertrauens des Fahrers in das Fahrerassistenzsystem 2. Zur objektiven Ermittlung des Vertrauenslevels wird mindestens ein physiologischer Parameter des Fahrers mittels einer Erfassungseinheit 3 erfasst. Die Erfassungseinheit 3 ist beispielsweise fest im Fahrzeug 1 angeordnet und mit dem Fahrerassistenzsystem 2, insbesondere mit der Steuereinheit 2.2, kontinuierlich verbunden. Alternativ kann die Erfassungseinheit 3 ein tragbares Gerät sein, welches mit der Steuereinheit 2.2 temporär koppelbar ist, wie es im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Eine Kopplung zwischen der Erfassungseinheit 3 und der Steuereinheit 2.2 kann dabei leitungsgebunden oder leitungslos, z. B. via Bluetooth, erfolgen.
Als physiologischer Parameter werden bzw. wird eine kortikale Hirnaktivität und/oder ein elektrischer Hautleitwiderstand des Fahrers erfasst. Insbesondere wird der physiologische Parameter in Echtzeit erfasst.
Bei der Erfassung der kortikalen Hirnaktivität umfasst die Erfassungseinheit 3 eine Anzahl von Messelektroden, die in einer Kopfhaube angeordnet sind und die der Fahrer während des automatisierten Fahrbetriebs trägt. Mittels der Messelektroden werden gemäß der bekannten Elektroenzephalografie Spannungsschwankungen an einer Kopfoberfläche des Fahrers erfasst, anhand welcher bioelektrische Vorgänge im Fahrer analysiert werden, die kognitiven Prozessen und emotionalen Zuständen zugrunde liegen.
Bei der Erfassung des elektrischen Hautleitwiderstands des Fahrers umfasst die Erfassungseinheit 3 eine Anzahl von Hautleitwertsensoren, die beispielsweise in einem Handschuh angeordnet sind, welchen der Fahrer während des automatisierten Fahrbetriebs trägt. Mittels der Hautleitwertsensoren wird der elektrische Leitungswiderstand der Haut erfasst, anhand welchem eine elektrodermale Aktivität ermittelbar ist. Die elektrodermale Aktivität beschreibt insbesondere ein temporäres Absinken des elektrischen Leitungswiderstands der Haut, welches aus einer Erhöhung des Sympathikotonus resultiert. Somit kann anhand der ermittelten elektrodermalen Aktivität eine emotionale Reaktionslage des Fahrers abgeleitet werden.
Die mittels der Erfassungseinheit 3 erfassten Signale werden zur Ermittlung des Vertrauenslevels des Fahrers in das Fahrerassistenzsystem 2 an die Steuereinheit 2.2 übermittelt. Die Steuereinheit 2.2 analysiert mittels eines implementierten Algorithmus die erfassten Signale beispielsweise anhand eines empirischen Modells, welches in einer Datenbank hinterlegt ist. Die Steuereinheit 2.2 hat dabei Zugriff auf die Datenbank, welche entweder im Fahrzeug 1 oder außerhalb des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Somit kann anhand der Analyse der erfassten Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche und/oder des elektrischen Hautleitwiderstands objektiv die Höhe des Vertrauens des Fahrers in das Fahrerassistenzsystem 2 ermittelt werden.
In weiteren Ausführungsbeispielen können zur Erfassung des physiologischen Parameters auch andere Sensoren als die oben beschriebenen verwendet werden. Beispielsweise werden Kameras, insbesondere Infrarot- oder Hyperspektralkameras oder sogenannte RGB-Kameras, zur Ermittlung eines psychophysiologischen Zustands des Fahrers verwendet. Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen Blutfluss in einer Kopfregion, eine Körpertemperatur und/oder eine Mimik und Gestik des Fahrers zu erfassen und/oder ermitteln. Des Weiteren ist auch die Verwendung von Radarsensoren möglich, um z. B. kontaktlos eine Atmung und eine Pulsfrequenz des Fahrers zu erfassen. Auch der Einsatz einer mit hochempfindlichen Magnetfeldsensoren, z. B. diamantbasierte N-V Quantensensoren, ausgestattete Magnetoenzephalographie ist möglich. Darüber hinaus ist die Verwendung weiterer physiologischer Sensoren möglich.
In Abhängigkeit des ermittelten Vertrauenslevels wird anschließend mindestens ein Steuerparameter zur Steuerung des automatisierten Fahrbetriebs in Echtzeit eingestellt. Beispielsweise wird bei einem als niedrig ermittelten Vertrauenslevel ein Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug automatisch vergrößert. Erhöht sich das Vertrauenslevel während des automatisierten Fahrbetriebs, kann der Sicherheitsabstand wieder verringert werden. Auch die Fahrgeschwindigkeit kann als Steuerparameter in Abhängigkeit des Vertrauenslevels eingestellt werden. Beispielsweise wird bei einem als hoch ermittelten Vertrauenslevel die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit eingestellt, wohingegen die Fahrgeschwindigkeit bei einem als niedrig ermittelten Vertrauenslevel entsprechend verringert wird.
In weiteren Ausführungsbeispielen wird das Abbremsen des Fahrzeugs 1 vor einer Kurve, vor einem Hindernis und/oder einer Haltelinie in Abhängigkeit des ermittelten Vertrauenslevels geregelt. Ist das Vertrauenslevel hoch, können fahrdynamische Eigenschaften des Fahrzeugs 1 maximal ausgelastet werden. Hierbei ist beispielsweise ein aggressives und spätes Bremsen möglich. Ist das Vertrauenslevel niedrig, erfolgt das Bremsen defensiv und zu einem früheren Zeitpunkt. Eine Regelung einer Beschleunigung des Fahrzeugs 1 kann auf die gleiche Art und Weise erfolgen.
Des Weiteren ist denkbar, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle in Abhängigkeit des ermittelten Vertrauenslevels zu konfigurieren. Beispielsweise kann eine Anzeigeeinheit, z. B. ein Head-Up Display oder ein anderes Display, zur Informationsausgabe verwendet werden. Ist das ermittelte Vertrauenslevel niedrig, können beispielsweise jeder vom Fahrerassistenzsystem 2 erkannter Verkehrsteilnehmer sowie jedes relevante Hindernis für den Fahrer sichtbar markiert werden. Damit wird der Fahrer darauf aufmerksam gemacht, dass das Fahrerassistenzsystem 2 alle für den automatisierten Fahrbetrieb relevanten Objekte in der Fahrzeugumgebung wahrnimmt. Die Informationsausgabe kann dabei optisch und/oder akustisch erfolgen. Erhöht sich das Vertrauenslevel während des Fahrbetriebs, kann die Informationsausgabe verringert oder eingestellt werden, so dass der Fahrer nicht weiterhin mit für ihn gegebenenfalls unnützen Informationen versorgt wird.
Weiterhin kann die Fahrzeugumgebung bei Fahrten in der Dämmerung oder bei Nachtfahrten entsprechend dem ermittelten Vertrauenslevel ausgeleuchtet werden. Beispielsweise wird die Fahrzeugumgebung bei einem niedrigen Vertrauenslevel maximal ausgeleuchtet, wohingegen die Ausleuchtung der Fahrzeugumgebung bei einem hohen Vertrauenslevel verringert wird, um eine Lichtverschmutzung zu verringern. Darüber hinaus können weitere fahrdynamische Parameter in Abhängigkeit des Vertrauenslevels eingestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrerassistenzsystem
2.1: Überwachungseinheit
2.2: Steuereinheit
3: Erfassungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016205153 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (1), bei dem mindestens ein Steuerparameter zur Steuerung eines automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetriebs an ein mittels eines Fahrerassistenzsystems (2) ermitteltes Vertrauenslevel eines Fahrers des Fahrzeugs (1) angepasst wird, wobei das Vertrauenslevel anhand mindestens eines während des automatisierten Fahrbetriebs erfassten physiologischen Parameters des Fahrers ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als physiologischer Parameter eine kortikale Hirnaktivität und/oder ein elektrischer Hautleitwiderstand des Fahrers erfasst werden bzw. wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Vertrauenslevels des Fahrers der mindestens eine erfasste physiologische Parameter mit empirischen Parametern eines in einer fahrzeuginternen oder fahrzeugextern Datenbank hinterlegten empirischen Modells verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steuerparameter in Echtzeit an den mindestens einen erfassten physiologischen Parameters des Fahrers angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des ermittelten Vertrauenslevels eine Information optisch und/oder akustisch an den Fahrer ausgegeben wird, welche eine aktuelle Verkehrssituation und/oder aktuell in einer Fahrzeugumgebung befindliche Objekte umfasst.