DE102019216161A1 - Process and system for driver handover from automated driving operations - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerübergabe eines Fahrzeugs (FZ) aus einem automatisierten Fahrbetrieb, umfassend zumindest folgende Schritte: Bestimmung des Zeitpunkts (ZP), zu dem das Fahrzeug (FZ) aus dem automatisierten Fahrbetrieb an einen Fahrer (F) übergeben werden soll, Erfassen des physiologischen Zustands (PZ) des Fahrers (F) mittels erster Mittel (28, 30), Auswählen wenigstens eines zweiten Mittels (40) auf Grundlage des erfassten physiologischen Zustands (PZ) des Fahrers (F), um sicherzustellen, dass der Fahrer (F) zum Zeitpunkt (ZP) der Fahrerübergabe einen zum Fahren des Fahrzeugs (FZ) erforderlichen physiologischen Zustand (PZ) bzw. ein benötigtes Aufmerksamkeitsniveau erreicht, Auswählen wenigstens eines Fahrerassistenzmittels (60) zumindest bis zum Zeitpunkt (ZP) der Fahrerübergabe und zumindest mehrmaliges Erfassen des physiologischen Zustands (PZ) des Fahrers (F) bis zum Zeitpunkt (ZP) der Fahrerübergabe. The invention relates to a method for the driver handover of a vehicle (FZ) from automated driving, comprising at least the following steps: determining the point in time (ZP) at which the vehicle (FZ) is to be handed over from automated driving to a driver (F), Detecting the physiological state (PZ) of the driver (F) by means of first means (28, 30), selecting at least one second means (40) on the basis of the detected physiological state (PZ) of the driver (F) in order to ensure that the driver (F) at the time (ZP) of the driver handover, a physiological state (PZ) required for driving the vehicle (FZ) or a required level of alertness is achieved, selecting at least one driver assistance means (60) at least until the time (ZP) of the driver handover and at least several times Acquisition of the physiological condition (PZ) of the driver (F) up to the point in time (ZP) of the driver handover.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerübergabe aus einem automatisierten Fahrbetrieb in einen Zustand, bei dem der Fahrer das Fahrzeug (vollständig) führt. Ferner betrifft die Erfindung ein System zum Durchführen einer derartigen Fahrerübergabe, ein Computerproduktprogramm sowie ein Speichermedium für ein derartiges Computerproduktprogramm.The invention relates to a method for driver handover from an automated driving mode to a state in which the driver is (completely) driving the vehicle. The invention also relates to a system for carrying out such a driver handover, a computer product program and a storage medium for such a computer product program.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Fahrerübergabe aus einem automatisierten Fahrbetrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es einen mit Blick auf den geplanten Zeitpunkt der Fahrerübergabe sowie den individuellen, sich über den zeitlichen Verlauf bis zur geplanten Fahrerübergabe sich ändernden physiologischen Zustands des Fahrers optimierten Prozess ermöglicht, um sicherzustellen, dass eine Fahrerübergabe zum geplanten Zeitpunkt bestmöglich erfolgt.The method according to the invention for driver handover from an automated driving operation with the features of claim 1 has the advantage that it optimizes the driver's physiological state, which changes over the course of time up to the planned driver handover, with a view to the planned time of the driver handover Process enables to ensure that a driver handover takes place in the best possible way at the planned time.
Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst eine Bestimmung des Zeitpunkts erfolgt, zu dem ein Fahrzeug aus einem automatisierten Fahrbetrieb an den Fahrer übergeben werden soll. Dieser Zeitpunkt ist beispielsweise abhängig von einer mittels einer Umfeldsensorik erfassten Verkehrssituation. Ergibt sich beispielsweise eine kritische Fahrsituation, die eine Entscheidung bzw. ein kurzzeitiges Eingreifen des Fahrers erforderlich macht, so kann dieser Zeitpunkt zum Beispiel im Zeitraum der nächsten Sekunden liegen.For this purpose, it is provided according to the invention that in a first step of the method according to the invention, the point in time at which a vehicle is to be handed over to the driver from an automated driving mode is first determined. This point in time is dependent, for example, on a traffic situation detected by means of an environment sensor system. If, for example, a critical driving situation arises that requires a decision or brief intervention by the driver, this point in time can, for example, be in the period of the next few seconds.
Handelt es sich demgegenüber beispielsweise um eine über ein Navigationssystem ausgeführte Fahrt zu einem Zielort, so kann es vorgesehen sein, dass das Fahrzeug eine vollautomatisierte Fahrt auf einem ersten Streckenabschnitt durchführt, der auf einer Autobahn entlangführt. Ab dem Zeitpunkt des Befahrens eines urbanen Gebiets bzw. eines Wohngebiets kann es beispielsweise vorgesehen bzw. erforderlich sein, dass der Fahrer ab diesem zweiten Streckenabschnitt die Fahrzeugführung übernimmt. Ein derartiger Zeitpunkt kann mit Blick auf den augenblicklichen Zeitpunkt zum Beispiel erst in einigen Minuten eintreten.If, on the other hand, it is a matter of a trip to a destination carried out via a navigation system, for example, then it can be provided that the vehicle performs a fully automated trip on a first route section that runs along a motorway. From the point in time when driving into an urban area or a residential area, it can be provided or necessary, for example, for the driver to take over the vehicle guidance from this second route section. Such a point in time can only occur in a few minutes, for example, with a view to the current point in time.
Das Bestimmen des Zeitpunkts, zu dem ein Fahrzeug aus einem automatisierten Fahrbetrieb an einen Fahrer übergeben werden soll, ist daher mit Blick auf den Kerngedanken der Erfindung insofern wesentlich, als dass sich daraus ggf. unterschiedliche Strategien bzw. Maßnahmen bis zur Fahrerübergabe ergeben.The determination of the point in time at which a vehicle is to be handed over to a driver from automated driving is therefore essential with a view to the core idea of the invention insofar as it may result in different strategies or measures up to the driver handover.
In einem weiteren, zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass der physiologische Zustand des Fahrers mittels erster Mittel erfasst wird. Unter einem physiologischen Zustand des Fahrers wird insbesondere das Aufmerksamkeitsniveau des Fahrers zum Führen des Fahrzeugs verstanden, wobei dieser Zustand beispielsweise das Erfassen eines Schlafs des Fahrers, einer Ablenkung des Fahrers o.ä. Situationen umfasst.In a further, second step of the method according to the invention, it is provided that the physiological state of the driver is recorded by means of first means. A physiological state of the driver is understood to mean, in particular, the level of awareness of the driver for driving the vehicle, this state including, for example, the detection of the driver being asleep, the driver being distracted or similar situations.
In Kenntnis einerseits des Zeitpunkts, zu dem die Fahrerübergabe erfolgen soll und andererseits des physiologischen Zustands des Fahrers wird anschließend durch das erfindungsgemäße Verfahren wenigstens ein zweites Mittel ausgewählt, das sicherzustellen soll, dass der Fahrer zum Übergabezeitpunkt einen zum Führen des Fahrzeugs erforderlichen physiologischen Zustand bzw. ein erforderliches Aufmerksamkeitsniveau erreicht. Weiterhin ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Fahrerassistenzmittel ausgewählt wird, um dem Fahrer zumindest bis zum Zeitpunkt der Fahrerübergabe eine Fahrerassistenz anzubieten. Dies erleichtert dem Fahrer die Fahrzeugübernahme.Knowing on the one hand the point in time at which the driver handover is to take place and on the other hand the physiological state of the driver, at least one second means is then selected by the method according to the invention, which is intended to ensure that the driver has a physiological state or condition required for driving the vehicle at the point in time. reached a required level of awareness. Furthermore, it is provided that at least one driver assistance means is selected in order to offer the driver a driver assistance at least until the time of the driver handover. This makes it easier for the driver to pick up the vehicle.
Darüber hinaus ist es wesentlich, dass es das erfindungsgemäße Verfahren vorsieht, dass während des gesamten Zeitraums bis zur Fahrerübergabe zumindest mehrmals der physiologische Zustand des Fahrers überwacht wird, um ggf. die erwähnten zweiten Mittel und ggf. die Fahrerassistenzmittel situationsgerecht auszuwählen bzw. zu variieren. Dies ermöglicht es insbesondere, eine an den jeweiligen Fahrer bzw. dessen augenblicklichen Zustand angepasste Strategie auszuführen, die eine optimierte Übergabe des Fahrzeugs an den Fahrer aus dem automatisierten Fahrbetrieb ermöglicht.In addition, it is essential that the method according to the invention provides that the physiological state of the driver is monitored at least several times during the entire period up to the driver handover in order to select or vary the mentioned second means and possibly the driver assistance means as appropriate to the situation. This makes it possible in particular to execute a strategy that is adapted to the respective driver or his current state, which enables an optimized handover of the vehicle to the driver from the automated driving mode.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fahrerübergabe aus einem automatisierten Fahrbetrieb sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the method according to the invention for driver handover from one automated driving are listed in the subclaims.
Wie bereits oben erläutert, ist es wesentlich, dass eine möglichst variable bzw. dem augenblicklichen physiologischen Zustand des Fahrers optimierte Übergabestrategie aus dem automatisierten Fahrbetrieb durchgeführt wird. Vor diesem Hintergrund schlägt es eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens vor, dass der physiologische Zustand des Fahrers kontinuierlich erfasst wird, und dass in Abhängigkeit des physiologischen Zustands des Fahrers die zweiten Mittel mehrmals durchgeführt werden und/oder unterschiedliche zweite Mittel angesteuert werden.As already explained above, it is essential that a transfer strategy that is as variable as possible or that is optimized for the current physiological state of the driver is carried out from the automated driving mode. Against this background, a preferred embodiment of the method proposes that the physiological state of the driver is recorded continuously, and that, depending on the physiological state of the driver, the second means are carried out several times and / or different second means are activated.
Denkbar ist auch der Fall, dass eine Fahrerübergabe zu einem vorgesehenen Zeitpunkt anhand des von dem System erfassten physiologischen Zustands des Fahrers nicht oder mit nur geringer Wahrscheinlichkeit sicher erreicht werden kann. In diesem Fall schlägt es eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass auf Grundlage des physiologischen Zustands des Fahrers das Fahrzeug in einen sicheren Zustand überführt wird, z.B. durch automatisiertes Abbremsen bis zum Stillstand oder eine ähnliche Maßnahme. Dadurch lassen sich insbesondere verkehrsgefährdende Situationen nach dem geplanten Zeitpunkt der Fahrerübergabe vermeiden.It is also conceivable that a driver handover cannot be achieved safely at a specified point in time on the basis of the physiological state of the driver recorded by the system, or with only a low probability. In this case, a preferred further development of the method according to the invention suggests that the vehicle be transferred to a safe state on the basis of the physiological state of the driver, e.g. through automated braking to a standstill or a similar measure. This makes it possible, in particular, to avoid traffic-endangering situations after the planned time of the driver handover.
Hinsichtlich der Erfassung des physiologischen Zustands des Fahrers gibt es unterschiedliche Methoden bzw. Vorgehensweisen, die einzeln oder aber in Kombination angewandt werden können. So sieht es ein erstes Verfahren vor, dass das Erfassen des physiologischen Zustands des Fahrers durch eine fahrzeuginterne erste Sensorik erfolgt. Eine derartige erste Sensorik kann beispielsweise über im Fahrersitz angeordnete Sensoren zur Erfassung der Bewegung des Fahrers, zur Erfassung dessen Pulsfrequenz o.ä. erfolgen. Auch sind - wie aus dem Stand der Technik an sich bekannt - Müdigkeitssensoren zur Erfassung der Augen- bzw. Pupillenbewegung des Fahrers geeignet, um auf dessen physiologischen Zustand zu schließen.With regard to the detection of the physiological state of the driver, there are different methods or procedures that can be used individually or in combination. A first method provides that the physiological state of the driver is recorded by a first sensor system internal to the vehicle. Such a first sensor system can for example take place via sensors arranged in the driver's seat for detecting the movement of the driver, for detecting his pulse frequency or the like. As is known per se from the prior art, drowsiness sensors are also suitable for detecting the movement of the driver's eyes or pupil in order to draw conclusions about the driver's physiological state.
Zusätzlich bzw. alternativ hierzu ist es jedoch auch denkbar, dass das Erfassen des physiologischen Zustands des Fahrers durch eine fahrerseitig angeordnete zweite Sensorik erfolgt. Diese zweite Sensorik kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, die Erfassung der Daten einer Smartwatch des Fahrers, das Betreiben eines Handys des Fahrers, eines Brustgurtpulsmessers o.ä. zu ermöglichen. Hierzu ist es selbstverständlich erforderlich, dass das System zur Fahrerübergabe über entsprechende Schnittstellen bzw. Empfangsmöglichkeiten derartige Daten erfasst bzw. dem System derartige Daten als Eingangsgröße zugeführt werden.In addition or as an alternative to this, however, it is also conceivable that the physiological state of the driver is detected by a second sensor system arranged on the driver's side. This second sensor system can be designed, for example, to enable the data of a driver's smartwatch to be recorded, a driver's cell phone, a chest heart rate monitor or the like to be operated. To this end, it is of course necessary for the driver handover system to acquire such data via appropriate interfaces or receiving options, or for such data to be fed to the system as an input variable.
Weiterhin umfasst das Verfahren eine Methode, bei der das Auswählen der ersten und/oder zweiten Mittel aufgrund von Daten vorausgegangener Fahrerübergaben erfolgt. Damit wird es ermöglicht, das Verfahren als selbstlernendes System auszubilden, bei dem erfolgreiche Fahrerübergaben einstudiert bzw. abgespeichert werden und für vergleichbare Szenarien wiederholt werden können, um optimale Ergebnisse zu erzielen.Furthermore, the method comprises a method in which the selection of the first and / or second means takes place on the basis of data from previous driver handovers. This makes it possible to design the method as a self-learning system in which successful driver handovers are rehearsed or saved and can be repeated for comparable scenarios in order to achieve optimal results.
Wie eingangs bereits erläutert, kann der Zeitpunkt der geplanten Fahrerübergabe beispielsweise in einem Zeitraum zwischen einigen Sekunden bis einigen Minuten, jeweils vom augenblicklichen Zeitpunkt an gerechnet, liegen. Vor diesem Hintergrund ist es erforderlich, ein zur Fahrerübergabe erforderliches Aufmerksamkeitsniveau des Fahrers unterschiedlich schnell zu erreichen. Daher schlägt es eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens vor, dass das Auswählen zumindest der zweiten Mittel aufgrund eines Gefährdungspotentials der Ursache der geplanten Fahrerübergabe erfolgt.As already explained at the beginning, the time of the planned driver handover can be, for example, in a period of between a few seconds to a few minutes, in each case calculated from the current point in time. Against this background, it is necessary to reach the level of attention required by the driver for the driver handover at different speeds. A further refinement of the method therefore proposes that at least the second means be selected on the basis of a risk potential of the cause of the planned driver handover.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein System zum Durchführen einer Fahrerübergabe eines Fahrzeugs, das vorzugsweise dazu ausgebildet ist, ein soweit beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wobei das Fahrzeug dazu ausgebildet ist, einen automatisierten Fahrbetrieb durchzuführen, mit ersten Mitteln zum Erfassen eines physiologischen Zustands eines Fahrers, einer Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Zeitpunkt der Übergabe an den Fahrer zu bestimmen, wobei die Steuereinrichtung weiterhin dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Zeitpunkts der geplanten Fahrerübergabe wenigstens ein zweites Mittel auszuwählen und anzusteuern, das zum Erreichen eines benötigten physiologischen Zustands bzw. eines Aufmerksamkeitsniveaus des Fahrers zum Zeitpunkt der Fahrerübergabe dient, sowie wenigstens ein Mittel als Fahrerassistenz zumindest bis zum Zeitpunkt der Fahrerübergabe auszuwählen und anzusteuern.The invention further comprises a system for carrying out a driver handover of a vehicle, which is preferably designed to carry out a method according to the invention as described so far, the vehicle being designed to carry out an automated driving operation, with first means for detecting a physiological state of a driver, a Control device which is designed to determine the point in time of the handover to the driver, wherein the control device is further designed to select and control at least one second means, depending on the point in time of the planned driver handover, which is used to achieve a required physiological state or a Attention level of the driver at the time of the driver handover is used, as well as at least one means as driver assistance to select and control at least up to the time of the driver handover.
Auch umfasst die Erfindung ein Computerproduktprogramm, das dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen und/oder umzusetzen sowie ein Speichermedium, insbesondere als Bestandteil einer Steuereinrichtung des Fahrzeugs, auf dem ein derartiges Computerproduktprogramm abgespeichert ist.The invention also includes a computer product program that is designed to execute and / or implement a method according to the invention and a storage medium, in particular as part of a control device of the vehicle, on which such a computer product program is stored.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings.
FigurenlisteFigure list
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1 zeigt die wesentlichen Bestandteile eines Systems zum Durchführen einer Fahrerübergabe in einer vereinfachten, schematischen Darstellung,1 shows the essential components of a system for carrying out a driver handover in a simplified, schematic representation, -
2 eine schematische Darstellung von ersten Mitteln zur Erfassung des Aufmerksamkeitsniveau eines auf einem Fahrersitz befindlichen Fahrers,2 a schematic representation of first means for detecting the level of alertness of a driver located in a driver's seat, -
3 eine Darstellung eines Fahrersitzes mit zweiten Mitteln zur Steigerung des Aufmerksamkeitsniveaus des Fahrers,3 a representation of a driver's seat with second means for increasing the level of awareness of the driver, -
4 eine Darstellung weiterer Maßnahmen zur Steigerung der Aufmerksamkeit des Fahrers als Vorbereitung zur Fahrerübergabe4th an illustration of further measures to increase the driver's attention in preparation for the driver handover -
5 eine Darstellung von Assistenzmaßnahmen zur Vorbereitung der Fahrerübergabe an einen Fahrer in schematischer Darstellung, und5 a representation of assistance measures for preparing the driver handover to a driver in a schematic representation, and -
6 eine Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens aus einem vollautomatisierten Fahrbetrieb in einen von dem Fahrer durchgeführten Fahrbetrieb des Fahrzeugs.6th a flowchart to explain the method from a fully automated driving mode to a driving mode of the vehicle carried out by the driver.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided with the same reference numbers in the figures.
In der
Während der automatisierten Fahrt des Fahrzeugs
Ein derartiges Ereignis
Die Zeitspanne
Das System
In der
Ergänzend wird erwähnt, dass zusätzlich bzw. anstelle der Elektroden
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass fahrerseitig vorgesehene Mittel
Mittels der soweit beschriebenen fahrzeuginternen Mittel
In der
Entsprechend der Darstellung der
In der
In der
In Abhängigkeit des Fortschritts bzw. der Erhöhung der Aufmerksamkeit des Fahrers
Ergibt sich, dass der Fahrer
Das soweit beschriebene Verfahren zur Fahrerübergabe aus einem automatisierten Fahrbetrieb kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The method described so far for driver transfer from an automated driving mode can be modified or modified in many ways without deviating from the inventive concept.
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