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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Fortbewegungsmittel sowie ein Verfahren zur Anpassung einer Fahrerassistenzfunktion eines Fortbewegungsmittels. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine situationsbezogene Unterstützung eines Führers bei der Ausführung von Nebentätigkeiten.
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Nebentätigkeiten, welche vom Führer eines Fortbewegungsmittels an Bord eines Fortbewegungsmittels ausgeführt werden, bedingen meistens ein Mindermaß an Aufmerksamkeit, welche der Führer auf die Führungsaufgabe verwenden kann. Beispielsweise kann eine vom Verkehrsgeschehen abgewandte Blickrichtung, die Bedienung eines externen Anwenderendgerätes (z.B. Smartphone, Tablet o.ä.) sowie die Bedienung von nicht der Fahrzeugführungsaufgabe dienenden Fahrzeugfunktion (z.B. Infotainment-Anlage) dazu führen, dass suboptimale Schritte zur Fahrzeugführung oder verlängerte Reaktionszeiten auf sich verändernde Umgebungsbedingungen die Folge sind.
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Heutige Fahrerassistenzsysteme (z.B. Notbremsassistent, Spurhalteassistent o.ä.) reagieren üblicherweise nur auf äußere Signale (z.B. der Abstand zum Vordermann / zur Fahrspurmarkierung / zum vorausliegenden Hindernis etc.). Da das Fahrerassistenzsystem hierbei nicht korrekt einschätzen kann, ob der Fahrer seine Aufmerksamkeit tatsächlich auf das Verkehrsgeschehen gerichtet oder eine Nebentätigkeit wahrgenommen hat, wird in jedem Fall eine Maßnahme eingeleitet, um die nachteilige Folge einer suboptimalen Führung durch den Fahrzeugführer abzuwenden. Beispielsweise wird unter Umständen eine Vollbremsung ausgelöst, obwohl der Fahrer seine Aufmerksamkeit auf die Straße gerichtet hat und jederzeit vollkommen Herr der Lage war. Der Grund seines z.B. zu nahen Auffahrens liegt beispielsweise in seiner dynamischen/progressiven Fahrweise.
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Hinzu kommt, dass die Art und Weise der Signalisierung (z.B. laut / leise, hell / dunkel, dezent / durchdringend etc.) mitunter der aktuellen Situation unangepasst erfolgt. Ist die Musikanlage auf eine hohe Wiedergabelautstärke eingestellt, kann ein Signalton gegebenenfalls nicht vom Fahrer wahrgenommen werden. Andererseits können schlafende Kinder durch einen lauten Signalton gestört werden.
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Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Einsatz von Fahrerassistenzsystemen an Bord eines Fortbewegungsmittels situationsgerechter zu gestalten. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Nebentätigkeiten eines Führers des Fortbewegungsmittels adäquat bei der Verwendung von Fahrerassistenzsystemen zu berücksichtigen.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Anpassung einer Fahrerassistenzfunktion für ein Fortbewegungsmittel gelöst. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein PKW, Transporter, LKW, Motorrad, Luft- und/oder Wasserfahrzeug sein. Die Fahrerassistenzfunktion kann sich beispielsweise auf die Längs- und/oder Querführung des Fortbewegungsmittels beziehen. Eine Anpassung einer Fahrerassistenzfunktion im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ein Hinzuschalten / Abschalten, ein Ändern eines Parameters oder die Auswahl einer geeigneten Signalisierung umfassen. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein automatisches Kategorisieren einer aktuellen Aufmerksamkeit eines Führers des Fortbewegungsmittels. Mit anderen Worten wird sensorisch oder anderweitig informationstechnisch gestützt die Aufmerksamkeit des Führers durch geeignete Signale ermittelt und automatisch kategorisiert. Mit anderen Worten wird eine Bewertung der Aufmerksamkeit des Führers ausgeführt. Mit noch anderen Worten wird eine aktuelle Aufmerksamkeit in eine vordefinierte Stufe/Kategorie von Aufmerksamkeiten einsortiert. Im Ansprechen darauf wird automatisch eine der Kategorie zugeordnete Fahrerassistenzfunktion angepasst. Dies bedeutet, dass die zuvor ermittelte Kategorie der aktuellen Aufmerksamkeit dazu führt, dass die Fahrerassistenzfunktion wie oben beschrieben beeinflusst wird. Es wird also eine Signalisierung und/oder ein Parameter und/oder eine Hinzuschaltung und/oder eine Abschaltung einer Fahrerassistenzfunktion vorgenommen, um der aktuellen Aufmerksamkeit des Führers entsprechend die Fahrzeugführung zu unterstützen. Durch die Berücksichtigung des aktuellen Aufmerksamkeitsgrades des Fahrers können Fahrerassistenzsysteme bzw. Fahrroboter geeignet bzw. zurückhaltend bzw. progressiv reagieren oder automatisch aktiviert werden. Somit kann der Fahrer die manuelle Aktivierung / Anpassung der Fahrerassistenzfunktion erfindungsgemäß dem Fortbewegungsmittel überlassen und sich stattdessen seiner Nebentätigkeit bzw. den übrigen Teilaufgaben der Fahrzeugführung widmen. Die vorliegende Erfindung schlägt also gemäß einem Aspekt vor, die Unterstützung des Fahrzeugführers bedarfsgerecht zumindest in Abhängigkeit seiner aktuell auf die Fahrzeugführung und/oder eine Nebentätigkeit gerichteten Aufmerksamkeit vorzunehmen. Im Ergebnis wird eine höhere Kundenakzeptanz und ein höherer Zufriedenheitsgrad in Verbindung mit die Fahrzeugführung unterstützenden Assistenzfunktionen erreicht.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Das Kategorisieren der aktuellen Aufmerksamkeit kann unterschiedliche Schritte voraussetzen. Beispielsweise kann der Führer mittels eines Sensors erfasst werden, welcher optisch und/oder kapazitiv arbeiten kann. Insbesondere können Interaktionen des Führers mit einer Anwenderschnittstelle des Fortbewegungsmittels und/oder eines tragbaren Anwenderendgerätes ermittelt und zur Kategorisierung der aktuellen Aufmerksamkeit verwendet werden. Beispielsweise können Eingaben in ein Navigationssystem und/oder ein tragbares Anwenderendgerät mittels der jeweils verwendeten Anwenderschnittstelle ermittelt und zur erfindungsgemäßen Kategorisierung herangezogen werden. Mittels einer optischen Kamera kann beispielsweise eine Bewegung und/oder eine Blickrichtung und/oder eine Ausrichtung eines Kopfes und/oder eine Sitz- / Liegeposition des Führers des Fortbewegungsmittels ermittelt und dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde gelegt werden. Zudem kann ein Mikrophon die akustischen Äußerungen des Führers aufnehmen und die Kategorisierung seiner Aufmerksamkeit unterstützen. Eine Sitzposition kann beispielsweise mittels der Sensorik und/oder anhand der Bedieneingaben des Führers ermittelt werden und für die Kategorisierung verwendet werden. Beispielsweise kann allein die Tatsache, dass der Fahrer die Sitzposition aktuell verändert, den Schluss zulassen, dass er aufgrund dieser Nebentätigkeit in gewissem Maße von der Aufgabe der manuellen Fahrzeugführung abgelenkt ist. In entsprechender Weise können aktive Telefonate oder Interaktionen mit einem tragbaren mobilen Anwenderendgerät mittels einer Kamera und/oder mittels einer Anwenderschnittstelle des tragbaren Anwenderendgerätes ermittelt, gemeldet und zur Kategorisierung der Aufmerksamkeit des Führers herangezogen werden. Die Interaktion des Anwenders mit einem tragbaren mobilen Anwendergerät kann durch das Fortbewegungsmittel insbesondere dann ermittelt werden, wenn das tragbare mobile Anwenderendgerät entweder im Erfassungsbereich einer Innenraumkamera des Fortbewegungsmittels angeordnet oder mit einer informationstechnischen Schnittstelle (USB, Bluetooth, Apple Car Play, Mirror Link etc.) verbunden ist. Grundsätzlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch auch möglich, dass das Anwenderendgerät selbst Interaktionen des Anwenders mit dem Fortbewegungsmittel oder mit dem Anwenderendgerät selbst ermittelt und darauf basierend eine Kategorisierung der Aufmerksamkeit vornimmt oder diese zumindest unterstützt. Insbesondere kann das Anwenderendgerät eine Art und Weise der Nutzung durch den Führer ermitteln. Beispielsweise kann es (z.B. mittels eines Digitizers und/oder eines Mikrophons) feststellen, ob der Anwender aktuell Eingaben vornimmt und/oder (z.B. mittels einer Frontkamera) feststellen, dass das Augenmerk des Anwenders auf das Anwenderendgerät gerichtet ist und/oder welcher Art Ausgaben das Anwenderendgerät aktuell erzeugt. Beispielsweise können Audio- und/oder Multimedia- und/oder rein optische Ausgaben (Internetbrowsing) jeweils unterschiedliche Kategorien von Nebentätigkeiten zugeordnet sein, so dass die Kategorie von Nebentätigkeit zur Kategorisierung der Aufmerksamkeit des Führers herangezogen werden kann. Dies ermöglicht eine besonders breite Datenbasis zur Ermittlung der Aufmerksamkeit des Führers.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch verbessert werden, dass die erforderliche Aufmerksamkeit des Führers des Fortbewegungsmittels situationsspezifisch, aktuell und automatisch ermittelt und kategorisiert wird. Da unterschiedliche Nutzungsszenarien / Verkehrssituationen etc. für ein Fortbewegungsmittel eine unterschiedliche Komplexität der Fahrzeugführungsaufgabe bedingen, kann auf diese Weise ein weiterer Anhaltspunkt dafür ermittelt werden, welche Fahrerassistenzfunktionen und - parameter derzeit geeignet sind. Das Kategorisieren kann sämtliche dem Fahrzeug verfügbare Informationen berücksichtigen. Insbesondere können sensorische und/oder digital ermittelte Informationen verwendet werden, um eine aktuelle Wetterlage, eine aktuelle Verkehrssituation, einen aktuellen Vitalparameter des Führers, einen aktuellen Betriebsparameter, eine aktuelle Reisegeschwindigkeit und/oder eine aktuelle Beschleunigung des Fortbewegungsmittels für die Kategorisierung der aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit zu berücksichtigen. Hierbei können auch Sensoren zur Ermittlung einer aktuellen Straßenbeschaffenheit sowie Informationen zur Verkehrsdichte am Aufenthaltsort des Fortbewegungsmittels verwendet werden.
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Je besser die aktuelle Aufmerksamkeit des Anwenders zur aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit des Anwenders passt bzw. diese sogar übertrifft, desto geringer ist der Bedarf an automatischer Fahrerassistenz. Je stärker die aktuelle Aufmerksamkeit hinter der aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit zurückbleibt, desto höher ist der Bedarf an einer automatischen Fahrerassistenz. Die vorliegende Erfindung kann diesen Zusammenhang verwenden, um Assistenzfunktionen ein- bzw. abzuschalten und Einfluss auf ihre Wirkungsweise und ihre Signalisierung zu nehmen, um die Akzeptanz von Fahrerassistenzsystemen weiter zu erhöhen und deren Verwendung zu begünstigen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Anpassung einer Fahrerassistenzfunktion vorgeschlagen, welche eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt auszuführen. Hierzu weist die Vorrichtung, welche als Bestandteil eines Fahrroboters und/oder eines Fortbewegungsmittels ausgestaltet sein kann, einen Dateneingang, eine Auswerteeinheit und einen Datenausgang auf. Die Auswerteeinheit kann als elektronisches Steuergerät verstanden werden, welches über informationstechnische Leitungen (z.B. Bussysteme) mit Sensoren und Aktuatoren des Fortbewegungsmittels verbunden sein kann. Die Auswerteeinheit ist hierdurch eingerichtet, um mittels des Dateneingangs automatisch eine aktuelle Aufmerksamkeit eines Führers eines Fortbewegungsmittels zu kategorisieren. Hierbei vergleicht die Auswerteeinheit die gemeldeten Informationen, welche sie durch einen Algorithmus miteinander in Beziehung setzt, mit vordefinierten Klassen / Kategorien für Aufmerksamkeiten. Über den ermittelten Klassen / Kategorien zugeordnete Datensätze ist die Auswerteeinheit weiter imstande, mittels des Datenausgangs automatisch eine der Kategorie zugeordnete Fahrerassistenzfunktion anzupassen. Mit anderen Worten stellt die Auswerteeinheit eine informationstechnische / logische Verknüpfung zwischen dem Bedarf aufgrund der Aufmerksamkeit des Führers und einer oder mehrere Fahrerassistenzfunktionen bzw. ihrer Parameter her und sorgt für eine automatische Aktivierung / Deaktivierung bzw. Anpassung der verfügbaren Fahrerassistenzfunktionen, um den Anwender situations- und bedarfsgerecht bei der Wahrnehmung der Fahrzeugführungsaufgabe zu unterstützen.
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Auf diese Weise ergeben sich die Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart ersichtlich in entsprechender Weise, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel (z.B. ein PKW, Transporter, LKW, Motorrad, Luft- und/oder Wasserfahrzeug) vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Die Vorrichtung kann als Bestandteil eines Fahrroboters zur Herstellung eines automatisierten Fahrzustandes gemäß einem der Autonomie-Level 1 bis 5, insbesondere 2 bis 5 verstanden werden. Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf mehrere im Fortbewegungsmittel vorhandene Fahrerassistenzfunktionen zugreifen, um eine geeignete Unterstützung der Fahrzeugführung automatisch zu veranlassen.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines freigeschnittenen Fortbewegungsmittels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet ist;
- 2 eine schematische Darstellung eines Algorithmus' zur Berücksichtigung einer aktuellen Aufmerksamkeit und einer aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit zur Aktivierung eines geeigneten Levels für das autonome Fahren; und
- 3 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt einen Pkw 10 als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels, in welchem sich der Anwender 1 auf einem Fahrersitz 8 befindet und einer Nebentätigkeit (Bedienung eines Smartphones 3 als tragbares Anwenderendgerät) nachgeht. Hierbei befindet sich der Fahrer 1 im Erfassungsbereich einer Innenraumkamera 2 als Sensor, welche mit einem Dateneingang 4 eines elektronischen Steuergerätes 5 als Auswerteeinheit datentechnisch verknüpft ist. Über die Innenraumkamera 2 wird die Blickrichtung des Anwenders 1 erfasst. Über eine Drahtlosverbindung zwischen dem Smartphone 3 und einer Antenne 7, welche ebenfalls informationstechnisch mit dem Dateneingang 4 des elektronischen Steuergerätes 5 verbunden ist, werden Signale ausgetauscht, welche darauf schließen lassen, dass der Anwender 1 das Smartphone 3 aktuell bedient. Die Bedienung kann beispielsweise die Auswahl von Musik oder das Besuchen einer Webseite umfassen. Über einen Datenausgang 6 ist das elektronische Steuergerät 5 mit einem Steuergerät 9 eines Fahrroboters informationstechnisch verbunden. Die Tatsache, dass der Anwender 1 das Smartphone 3 in der Hand hält, sein Augenmerk auf das Smartphone 3 gerichtet ist und er derzeit Eingaben am Smartphone 3 vornimmt, sprechen für eine geringe Aufmerksamkeit. Diese könnte beispielsweise noch geringer ausfallen, wenn der Anwender 1 seine zweite Hand vom Lenkrad nehmen oder den Fahrersitz 8 zum Schlafen in die Liegestellung (Bezugszeichen 8') bringen würde. Über einen LiDAR-Sensor 11 ist das elektronische Steuergerät 5 weiter eingerichtet, die Verkehrssituation bzw. den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu ermitteln und auf diese Weise einen Indikator dafür zu erhalten, wie hoch die aktuell erforderliche Aufmerksamkeit des Anwenders 1 ist. Auf Basis der ermittelten Informationen steuert das elektronische Steuergerät 5 mittels des Datenausgangs 7 das Steuergerät 9 des Fahrroboters an, um ein geeignetes Ensemble an Assistenzfunktionen zu aktivieren und deren Parameter anzupassen.
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2 zeigt Kategorien einer aktuellen Aufmerksamkeit A, wobei niedrige Werte für hohe Aufmerksamkeiten und hohe Werte für geringe Aufmerksamkeiten stehen. Einem sich vollständig der Fahrzeugführung widmender Führer würde daher z.B. eine Aufmerksamkeit A von 0 zugeordnet werden. Der ermittelte Wert für die aktuelle Aufmerksamkeit A wird in diesem Beispiel zu einem für die aktuell erforderliche Aufmerksamkeit B ermittelten Wert (0...4) addiert. Niedrige Werte für B stellen geringere Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Führers, während hohe Werte für B hohe Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Führers stellen. Anhand der Summe Σ, welche in einer jeweiligen Situation für die Parameter A und B ermittelt wurde, kann in diesem Beispiel ein Level L (1...5) ermittelt werden, mit welchem die automatisierte Fahrzeugführung vorgenommen wird. Hierbei ist zu beachten, dass eine automatische Anpassung des Levels L insbesondere dann erfolgt, wenn das Level L zu erhöhen ist. Dies schließt jedoch nicht aus, dass nach dem Wegfall einer Nebentätigkeit und/oder der Herabstufung einer aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit das Level L auch automatisch gesenkt werden kann. Es kann vorteilhaft sein, die automatische Anpassung der Fahrerassistenzfunktion bzw. des Automatisierungslevels L dem Anwender zu signalisieren und insbesondere dessen Einverständnis mit der automatischen Anpassung abzufragen. Mit anderen Worten kann der Führer des Fortbewegungsmittels quittieren müssen, dass eine automatische Anpassung der Fahrerassistenzfunktion vorgenommen werden darf. Dies kann für jeden Anpassungsvorgang, für einen vordefinierten Zeitraum, insbesondere für eine aktuelle Fahrt / Reise, für jeden Fahrzeugführer eines Fortbewegungsmittels individuell (über eine Fahrer-ID) oder für sämtliche Fahrer eines Fortbewegungsmittels auf Dauer erfolgen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die vorliegende Erfindung den individuellen Wünschen und Vorlieben der Anwender gerecht wird.
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3 zeigt ein Flussdiagramm umfassend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anpassung einer Fahrerassistenzfunktion. In Schritt 100 wird der Führer eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels 10 mittels eines Sensors erfasst. Der Sensor kann ein optischer Sensor, ein kapazitiver Sensor und/oder eine Anwenderschnittstelle des Fortbewegungsmittels umfassen. In Schritt 200 wird eine Nebentätigkeit des Führers anhand eines digitalen, kabelgebundenen Signals zur Anbindung eines externen tragbaren Anwenderendgerätes ermittelt. Dies kann beispielsweise über eine Schnittstelle zur Anbindung eines Smartphones an ein Apple Car Play fähiges Infotainment-System erfolgen. In Schritt 300 wird eine aktuelle Aufmerksamkeit des Führers des Fortbewegungsmittels automatisch kategorisiert. Hierbei werden die aktuelle Aufmerksamkeit beschreibende Informationen mit vordefinierten Datensätzen verglichen. Die in Schritt 300 ermittelte aktuelle Aufmerksamkeit des Führers wird in Schritt 400 mit einer automatisch ermittelten Kategorie einer aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit des Führers verknüpft. Die erforderliche Aufmerksamkeit ergibt sich insbesondere aus der Verkehrssituation bzw. den aktuellen Betriebsparametern und den Vorgängen im Innenraum des Fortbewegungsmittels. In Abhängigkeit der aktuellen Aufmerksamkeit und der aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit wird schließlich in Schritt 500 eine Fahrerassistenzfunktion automatisch angepasst, wobei die Kategorie der aktuellen Aufmerksamkeit sowie die Kategorie der aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit des Führers zugrunde gelegt werden. Je stärker die Kategorie der aktuellen Aufmerksamkeit hinter der Kategorie der aktuell erforderlichen Aufmerksamkeit zurückbleibt, desto stärker wird die Fahrerassistenzfunktion gebraucht und daher automatisch aktiviert bzw. ihre Signalisierung leichter vom Anwender wahrnehmbar gestaltet.
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Im Ergebnis wird die Akzeptanz und die Kundenzufriedenheit in Verbindung mit Fahrerassistenzsystemen von Fortbewegungsmitteln erhöht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrer
- 2
- Innenraumkamera
- 3
- Smartphone
- 4
- Dateneingang
- 5
- elektronisches Steuergerät
- 6
- Datenausgang
- 7
- Antenne
- 8
- Sitz (in Sitzposition)
- 8'
- Sitz (in Liegeposition)
- 9
- Steuergerät des Fahrroboters
- 10
- Pkw
- 100 - 500
- Verfahrensschritte
- A
- aktuelle Aufmerksamkeit
- B
- aktuell erforderliche Aufmerksamkeit
- Σ
- Summe A + B
- L
- Level des automatisierten Fahrens
