DE102019210475A1

DE102019210475A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion eines vorzugsweise fahrerlosen Fahrzeugs zum Transport von Personen

Info

Publication number: DE102019210475A1
Application number: DE102019210475.4A
Authority: DE
Inventors: Christoph Berger; Matthias Seng; Klaus Wiese
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2021-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion eines vorzugsweise fahrerlosen Fahrzeugs. Basierend auf den Daten einer Erfassungsvorrichtung (110) für einen Innenraum des Fahrzeugs wird eine Information über einen Fahrgast oder eines sonstigen Objekts im Fahrzeuginnenraum bereitgestellt und die automatisierte Fahrfunktion wird in Abhängigkeit von der Position eines Fahrgastes und/oder eines sonstigen Objekts im Fahrzeuginnenraum ausgeführt.

Description

Im Stand der Technik sind fahrerlose Transportsysteme für Personen bekannt. Diese sogenannten Robotaxis stellen für Industrieparks, Flughäfen oder auch Innenstädten eine neue Alternative zum Transport von Personen über kurze Distanzen dar und bilden eine sinnvolle Ergänzung zu öffentlichen und nicht öffentlichen Verkehrsmittel für die letzte Meile von einem Bahnhof einer Bushaltestelle oder einem Parkhaus zum Ziel. Auch in großräumigen Anlagen wie z.B. Flughäfen, Werksgeländen, (olympischen) Sportstätten kommen Robotaxis zum Transport von Personen zum Einsatz.
Diese Fahrzeuge sind nicht schienengebunden und bewegen sich selbstständig auf einer vorgegebenen Route bzw. einem vorgegebenen Gelände. Robotaxis verfügen in der Regel über einen elektrischen Antrieb und sind mit Sensoren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung, wie z.B. Radar-, Lidar- oder Kamerasensoren ausgestattet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Datenfunkverbindung zu anderen Verkehrsteilnehmern oder Infrastrukturkomponenten vorgesehen sein, um aktuelle Informationen über die Fahrzeugumgebung und Objekte in dieser zu erhalten. Basierend auf diesen Daten wird eine Fahrtrajektorie des Robotaxis bestimmt und autonom umgesetzt.
Es ist die Aufgabe eine verbesserte Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion eines vorzugsweise fahrerlosen Fahrzeugs zum Transport von Personen anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion eines vorzugsweise fahrerlosen Fahrzeugs zum Transport von Personen zum Transport von Personen angegeben. Das vorzugsweise fahrerlose Fahrzeug ist beispielsweise ein Robotaxi, das in einer großräumigen Anlage oder in einem urbanen Verkehrsszenario für den Transport von Personen und/oder anderen Objekten eingesetzt wird. Der Transportweg umfasst üblicherweise kurze Distanzen im Bereich von wenigen Kilometern und relativ geringe Geschwindigkeiten, wie sie innerorts üblich sind. Dazu wird basierend auf den Daten einer Erfassungsvorrichtung für einen Innenraum des Fahrzeugs, eine Information über einen Fahrgast oder ein sonstiges Objekt im Fahrzeuginnenraum bereitgestellt. Das Fahrzeug befördert Fahrgäste (Personen) und/oder weitere Objekte wie Gepäckstücke der Fahrgäste, auszuliefernde Pakete oder ähnliches. Die automatisierte Fahrfunktion wird in Abhängigkeit von der Position eines Fahrgastes und/oder eines sonstigen Objekts im Fahrzeuginnenraum ausgeführt. Dazu wird zumindest eine der folgenden Informationen von der Erfassungseinrichtung bereitgestellt wird:

Position eines Fahrgasts oder eines Gepäckstücks im Fahrzeuginnenraum, Fahrgast sitzt, Fahrgast steht, Gepäck steht im Fahrzeugsinnenraum, Anzahl der Personen im Fahrzeug, Anzahl der Gepäckstücke im Fahrzeug, Abmessungen eines Gepäckstücks im Fahrzeug, Gewicht eines Gepäckstücks im Fahrzeug, Anzahl der sitzenden Personen, Anzahl der stehenden Personen, Orientierung des Fahrgastes relativ zur Fahrtrichtung.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Erfassungsvorrichtung als Drucksensor und/oder optischer Sensor ausgestaltet. Die Erfassungsvorrichtung kann mehr als einen Sensor und auch verschiedenartige Sensoren, z.B. einen optischen Sensor und einen Drucksensor, umfassen. Der optische Sensor zur Überwachung des Fahrzeuginnenraums ist vorzugsweise als Mono- oder Stereokamera und/oder als Infrarotsensor ausgestaltet. Drucksensoren sind in einer positiven Ausgestaltung der Erfindung auf den Sitzen und/oder auf dem Boden im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet. Über einen Drucksensor kann das Gewicht einer Person oder eines anderen Objekts abgeschätzt werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Gewicht allein oder zusätzlich auch mit einem optischen Sensor abgeschätzt. Dazu wird die zumindest eine der folgenden Objekteigenschaften erfasst, Objektsklasse (Person, Art des Gegenstands), Größe und Ausdehnung, Markierung. Eine Markierung ist beispielsweise ein Band oder Aufkleber mit einem Hinweis auf den Inhalt des Gepäckstücks. Anhand dieser Eigenschaften kann das Gewicht, z.B. einer Person mit einer bekannten Körpergröße abgeschätzt werden. Dies ist z.B. auch bei einem Objekt möglich, dass z.B. mit einem Aufkleber als schwer oder zerbrechlich gekennzeichnet ist. Ein zerbrechlicher Inhalt deutet auf ein geringes Gewicht hin. Insbesondere kann die Markierung einen Barcode oder ähnliche Zeichen oder Piktogramme aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellt die Erfassungsvorrichtung Informationen bereit, ob sich ein Fahrgast oder ein Gepäckstück im Fahrgastinnenraum bewegt bzw. ein instabile Position einnimmt. Wenn sich ein Fahrgast im Fahrgastinnenraum bewegt, z.B. um einen Sitzplatz einzunehmen, oder aufsteht, z.B. um sich auf die Fahrzeugtür zuzubewegen, kann dies mit der optischen Erfassungseinrichtung erkannt werden. Die Erkennung erfolgt in einer positiven Ausgestaltung der Erfindung durch den Vergleich von zeitlich nacheinander aufgenommenen Bildern. Wenn hier eine Differenz insbesondere größer als ein vorgegebener Schwellwert auftritt hat sich der Fahrgast bewegt. Ein Fahrgast ist in dieser Position instabil und somit besteht die Gefahr, dass der Fahrgast bei einem abrupten Fahrmanöver stürzt oder sich auf andere Weise verletzt. Gleiches gilt für Gepäckstücke, die nicht befestigt sind und während der Fahrt durch den Gang rutschen oderkippen. Auch diese Gepäckstücke könnten während eines abrupten Fahrmanövers einem Fahrgast oder dem Fahrzeug Schaden zufügen.
In einer weiteren positiven Ausgestaltung der Erfindung wird deshalb im Falle

i) eines stehenden Fahrgastes oder
ii) eines Gepäckstücks im Fahrgastraum oder
iii) eines sich bewegenden Fahrgastes oder Gepäckstücks oder
iv) eines Fahrgastes oder Gepäckstücks mit einer instabilen Position

Vorzugsweise weist eine geringere Fahrdynamik zumindest eines der folgenden Merkmale im Vergleich zu einer (Standard-) Fahrdynamik auf

i) eine Anzahl von Spurwechseln wird reduziert,
ii) eine zugelassene maximale Quer- und Längsbeschleunigung ist geringer
iii) ein Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen wird erhöht, iv) eine Geschwindigkeit in Kurven wird reduziert.

Alle genannten Maßnahmen i)-iv), allein oder miteinander kombiniert umgesetzt, bewirken, dass das Fahrzeug weniger Bewegungsänderungen und/oder weniger ruckhafte Bewegungen ausführt und die Gefahr für sich bewegende oder instabile Fahrgäste oder die Gefahr für Fahrgäste durch sich bewegende oder instabile Gepäckstücke verringert wird. Bei einer Reduzierung der Anzahl von Spurwechseln wird insbesondere ein Spurwechsel erst bei einer erhöhten Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Objekt eingeleitet. Die Verringerung der zugelassene maximale Quer- und Längsbeschleunigung unterdrückt bzw. mildert ruckhafte Bewegungen des Fahrzeugs. Eine Erhöhung des Abstands zu vorausfahrenden Fahrzeugen bietet die Möglichkeit eines langsameren Abbremsens des Fahrzeugs, um eine Kollision zu vermeiden.
Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung mit einer Erfassungsvorrichtung und einer Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion. Letztere umfasst einen nichtflüchtigen Speicher, auf dem ein Verfahren wie zuvor beschrieben hinterlegt ist. Die Erfassungsvorrichtung und die Vorrichtung zur Steuerung können in einem gemeinsamen Gehäuse, oder in getrennten Einheiten angeordnet sein und sind derart ausgestaltet, dass Erfassungsdaten an Vorrichtung zur Steuerung weiteregegeben werden. Optional umfasst die Erfassungsvorrichtung mehrere Sensoren. Die Datenauswertung wird in einer Datenverarbeitungseinheit durchgeführt. Die Datenverarbeitungseinheit ist entweder jeweils in der Sensoreinheit oder zentral in einer gemeinsamen Datenverarbeitungseinheit angeordnet. Die Datenverarbeitungseinheit kann entweder in einer Sensoreinheit oder in der Vorrichtung zur Steuerung oder separat angeordnet sein.
Vorzugsweise ist die Erfassungseinrichtung (110) als Drucksensor und/oder einem optischer Sensor ausgebildet. Der Kamerasensor ist im Fahrzeuginnenraum z.B. an der Fahrzeugdecke, so angeordnet, dass die Fahrzeugkabine möglichst vollständig im Kamerabild erfasst werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Mehrzahl von Kamerasensoren zur Überwachung vorgesehen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist allein oder zusätzlich eine Mehrzahl von Drucksensoren vorgesehen. Diese sind im Boden eines Ganges und/oder im Boden von Stellflächen für Gepäckstücke bzw. Personen angeordnet. Anhand der gemessenen Druckdaten werden in der Datenverarbeitungseinheit Informationen über die Anwesenheit und ggf. zum Gewicht eines Objekts gewonnen an die Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion weitergegeben.
Es wird ein Computerprogramm beansprucht, das auf einem Prozessor ausgeführt, eine zuvor beschriebene Vorrichtung veranlasst das zuvor beschriebene Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion eines vorzugsweise fahrerlosen Fahrzeugs zum Transport von Personen auszuführen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Figur und eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Erfassungsvorrichtung 110 eine Mehrzahl von Sensoreinheiten 112K, 112D1...112Dn und eine Datenverarbeitungseinheit 111. Die Sensoreinheiten 112 und die Datenverarbeitungseinheit 111 können prinzipiell in einer Einheit oder in räumlich separaten Einheiten angeordnet sein. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist eine Sensoreinheit 112K als Kamerasensor und eine Mehrzahl von weiteren Sensoreinheiten 112D1...112Dn als Drucksensor ausgestaltet. Der Kamerasensor 112K ist im Fahrzeuginnenraum, z.B. an der Fahrzeugdecke, so angeordnet, dass die Fahrzeugkabine möglichst vollständig im Kamerabild erfasst wird. Die Mehrzahl von Drucksensoren 112D1...112Dn sind im Boden eines Ganges und/oder im Boden von Stellflächen für Gepäckstücke bzw. Personen angeordnet. Die Sensoreinheiten 112 sind zum Datenaustauch mit der Datenverarbeitungseinheit der Erfassungsvorrichtung 111 verbunden. Bei den übermittelten Daten handelt es sich beispielsweise um Rohdaten oder um ganz oder teilweise ausgewertete Daten der Sensoreinheiten 112. Die Daten der Sensoreinheiten 112 werden in der Datenverarbeitungseinheit 111 zusammengeführt und bezüglich der Fahrgäste und Gepäckstücke im Fahrzeug ausgewertet. Es wird die Position eines Fahrgasts oder eines Gepäckstücks im Fahrzeuginnenraum bestimmt. Zudem wird erkannt ob ein Fahrgast sitzt oder steht. Diese Erkennung basiert auf den Daten eines Kamerasensors 112K. Weiterhin wird stehendes Gepäck steht im Fahrzeugsinnenraum erfasst. Auch diese Erkennung basiert auf den Daten des Kamerasensors 112K. Weiterhin kann ebenfalls basierend auf den Daten eines Kamerasensors erkannt werden ob das Gepäckstück, z.B. durch einen Haltegurt, gesichert ist oder eine Abschätzung der Größe bzw. Abmessungen des Gepäckstücks vorgenommen werden. Die Bestimmung des Gewichts einer Person oder eines Gepäckstücks wird in diesem Ausführungsbeispiel anhand von Drucksensordaten durchgeführt.
Weiterhin ist die Erfassungsvorrichtung 110 derart ausgebildet, dass die Informationen zu Personen und Gepäckstücken bzw. anderen Objekten im Fahrzeuginnenraum an eine Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion 120 weitergeleitet wird. Diese umfasst eine Datenverarbeitungseinheit, die eine Trajektorie für das Fahrzeug wie zuvor beschrieben berechnet und Steuersignale zu Längs- und Querregelung des Fahrzeugs an einen oder mehrere Aktuatoren zur automatisierten Steuerung eines Fahrzeugs (121a, 122b, ..., 121n) ausgibt. Die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs umfasst das Beschleunigen und Abbremsen und die Richtungsänderung des Fahrzeugs.
Bezugszeichenliste

100: Verfahren
110: Erfassungsvorrichtung
111: Datenverarbeitungseinheit der Erfassungsvorrichtung
112: Sensoreinheit der Erfassungsvorrichtung
112K: Kamerasensoreinheit der Erfassungsvorrichtung 112D1, ..., 112Dn Drucksensoreinheit der Erfassungsvorrichtung
120: Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion
121a, 122b, ..., 121n: Aktuator zur automatisierten Steuerung eines Fahrzeugs
130: automatisierte Fahrfunktion

Claims

Verfahren (100) zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion eines vorzugsweise fahrerlosen Fahrzeugs zum Transport von Personen, wobei - basierend Daten einer Erfassungsvorrichtung (110) für einen Innenraum des Fahrzeugs, eine Information über einen Fahrgast oder eines sonstigen Objekts im Fahrzeuginnenraum bereitgestellt wird; - die automatisierte Fahrfunktion (130) in Abhängigkeit von der Position eines Fahrgastes und/oder eines sonstigen Objekts im Fahrzeuginnenraum ausgeführt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der folgenden Informationen von der Erfassungsvorrichtung (110) bereitgestellt wird: Position eines Fahrgasts oder eine Gepäckstücks im Fahrzeuginnenraum, Fahrgast sitzt, Fahrgast steht, Gepäck steht im Fahrzeugsinnenraum, Anzahl der Personen im Fahrzeug, Anzahl der Gepäckstücke im Fahrzeug, Abmessungen eines Gepäckstücks im Fahrzeug, Gewicht eines Gepäckstücks im Fahrzeug, Anzahl der sitzenden Personen, Anzahl der stehenden Personen, Orientierung des Fahrgastes relativ zur Fahrtrichtung.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten der Erfassungsvorrichtung (110) mit einem Drucksensor oder einem optischen Sensor gewonnen werden.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (110) Informationen bereitstellt ob sich ein Fahrgast oder ein Gepäckstück im Fahrgastinnenraum bewegt bzw. ein instabile Position einnimmt.
Verfahren (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle i) eines stehenden Fahrgastes oder ii) eines Gepäckstücks im Fahrgastraum oder iii) eines sich bewegenden Fahrgastes oder Gepäckstücks oder iv) eines Fahrgastes oder Gepäckstücks mit instabilen Position eine geringere Fahrdynamik der automatisierten Fahrfunktion (130) zugelassen ist als im Falle nur sitzender Fahrgäste.
Verfahren (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geringere Fahrdynamik der automatisierten Fahrfunktion (130) zumindest eines der folgenden Merkmale aufweist i) eine Anzahl von Spurwechseln wird reduziert, ii) eine zugelassene maximale Quer- und Längsbeschleunigung ist geringer, iii) iii) ein Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen wird erhöht, iv) eine Geschwindigkeit in Kurven wird reduziert.
Vorrichtung umfassend ein Erfassungsvorrichtung (110) und eine Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Fahrfunktion (120), wobei letztere einen nichtflüchtigen Speicher umfasst, auf dem ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche hinterlegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (110) einen Drucksensor oder einen optischen Sensor umfasst.
Computerprogramm, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, eine Vorrichtung nach Anspruch 7 veranlasst ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6 durchzuführen.