DE102020100783A1 - Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug zum Durchführen des Verfahrens Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug zum Durchführen des Verfahrens. Hierzu umfasst das autonom fahrende Kraftfahrzeug eine Kommunikationseinheit, mehrere Sensoren zur Erfassung des Kraftfahrzeugumfelds sowie eine zentrale Regel-/Steuereinheit. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Daten für eine sprachgesteuerte Beschreibung der Kraftfahrzeugumgebung verwendet werden, indem die Daten der zentralen Regel-/Steuereinheit als Eingangsgrößen zur Verfügung gestellt werden, die zentrale Regel-/Steuereinheit eingerichtet ist, aus den betreffenden Daten eine Beschreibung der Umgebung zu generieren, die dann als eine akustische Umgebungsbeschreibung über die Kommunikationseinheit ausgegeben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Art sowie ein Kraftfahrzeug zum Durchführen des Verfahrens gemäß der im Patentanspruch 9 angegebenen Art.
  • In Europa (u. a. definiert durch die Bundesanstalt für Straßenwesen) und in den USA (z. B. spezifiziert in SAE J3016) wird eine Klassifizierung des autonomen Fahrens in sechs Autonomiestufen vorgenommen:
    • Stufe 0: „Driver only“, der Fahrer fährt selbst, lenkt, gibt Gas. bremst etc.
    • Stufe 1: Bestimmte Assistenzsysteme helfen bei der Fahrzeugbedienung, beispielsweise der Abstandsregeltempomat (ACC).
    • Stufe 2: Teilautomatisierung. Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhalten, allgemeine Längsführung, Beschleunigen, Abbremsen werden von den Assistenzsystemen übernommen, z. B. vom Stauassistent.
    • Stufe 3: Hochautomatisierung. Der Fahrer muss das Fahrzeug nicht dauernd überwachen. Das Fahrzeug führt selbstständig Funktionen wie das Auslösen des Blinkers, Spurwechsel und Spurhalten durch. Der Fahrer kann sich anderen Dingen zuwenden, wird aber bei Bedarf innerhalb einer Vorwarnzeit vom Fahrzeug aufgefordert die Führung zu übernehmen.
    • Stufe 4: Vollautomatisierung. Die Führung des Fahrzeugs wird dauerhaft vom Fahrzeug übernommen. Werden die Fahraufgaben vom Fahrzeug nicht mehr bewältigt, kann der Fahrer aufgefordert werden, die Führung zu übernehmen.
    • Stufe 5: Kein Fahrer erforderlich. Außer dem Festlegen des Ziels und dem Starten des Fahrzeugs ist kein menschliches Eingreifen erforderlich.
  • Für die Funktion „pilotiertes Fahren“, d.h. ein autonomes Fahrens gemäß Stufe 5, ist es zwingend erforderlich, dass das Kraftfahrzeug die hierzu erforderliche Sensorik zur Fahrzeugführung, wie z.B. Kameras, Ultraschallsensoren, Radarsensoren etc. und Kommunikationseinrichtungen wie z.B. für Car-to-X-Kommunikation, Navigationsgerät etc. aufweist. Primäre Aufgabe dieser Sensorik/Kommunikationseinrichtungen ist es, Informationen über Abstände, Geschwindigkeiten und Größen von dem Fahrumfeld benachbarten Objekten, Positionsdaten, aktuelle Verkehrsdaten etc. zu erfassen.
  • In der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen soll unter dem Begriff „autonom fahrendes Kraftfahrzeug“ ein gemäß Stufe 5 klassifiziertes Fahrzeug verstanden werden, dass die hierfür erforderliche Sensorik/Kommunikationsreinrichtungen aufweist, sodass für den Betrieb des Kraftfahrzeugs kein menschliches Eingreifen erforderlich ist.
  • Als großer Profiteur des autonomen Fahrens gemäß Stufe 5, ist die Gruppe der Blinden bzw. der Sehbehinderten schnell ausgemacht. Trotz Aufforderung von Seiten der Blindenorganisationen weltweit und dem offensichtlichen gesellschaftlichen Nutzen, gibt es bis auf begrenzte Universitätsstudien kein umfangreiches Konzept in der Automobilbranche. Es handelt sich nach Schätzungen um eine Gruppe von ca. 26,35 Millionen Blinde und Sehbehinderte mit geringem Sichtvermögen allein in Europa (Stand 2010, Quelle WHO). Also eine Anzahl, die neben der sozialen Verantwortung auch hinsichtlich potentieller Kunden durchaus relevant ist. Besonders interessant ist dabei, dass diese Personen sich bereits immer auf andere Fahrer verlassen mussten, es Ihnen also deutlich leichter fallen wird autonomen Systemen zu vertrauen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Fahrzeugs anzugeben, das für sehbehinderte bzw. blinde Personen ein verbessertes Fahrzeughandling ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Die Unteransprüche 2 bis 7 stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
  • Gemäß dem Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs werden die einer Kommunikationseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wie z.B. Navigationsgerät, Car-to-X-Kommunikation etc., zur Verfügung gestellten Daten und die von Sensoren zur Fahrzeugführung, wie z.B. Kameras, Ultraschallsensoren, Radarsensoren etc., erfassten Daten für eine sprachgesteuerte Beschreibung der Kraftfahrzeugumgebung verwendet.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erweist sich als besonders vorteilhaft, da aufgrund der gesprochenen Umgebungsbeschreibung der Personenkreis der Blinden bzw. stark Sehbehinderten sich nunmehr erstmals in die Lage versetzt, das das Kraftfahrzeug umgebende Umfeld wahrzunehmen. So ist es nunmehr ermöglicht, dass z.B. aufgrund der Beschreibung des Straßenverlaufs, wie beispielsweise „In Kürze wird eine enge Linkskurve umfahren“, der betroffene Personenkreis der Blinden bzw. stark Sehbehinderten in die Lage versetzt wird, sich auf noch vorausliegende Ereignisse, wie z.B. in obigem Beispiel die Linkskurve, einzustellen, was sich positiv auf das Fahrgefühl bzw. Fahrzeughandling auswirkt. Somit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren für den Personenkreis der Blinden bzw. stark sehbehinderten Personen eine gefühlte, aktivere Teilnahme am Straßenverkehr ermöglicht. Hierdurch wird für diesen Personenkreis ein zusätzlicher Anreiz für die Nutzung eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass durch eine Interaktion zwischen Fahrzeuginsasse und Kommunikationseinrichtung die Ausgabe der Beschreibung der Kraftfahrzeugumgebung gesteuert wird. D.h. über entsprechende Sprachbefehle ist ein Aktivieren bzw. Deaktivieren und die Art der Ausgabe einstellbar. So kann z.B. ein passiver Modus vorgesehen sein bzw. ausgewählt werden gemäß dem dem Fahrzeuginsassen lediglich die Umgebung beschrieben wird. Denkbar ist aber auch eine aktiver Modus, bei dem auf entsprechende Sprachbefehle gezielte Informationen ausgegeben werden, wie z.B. „Was ist auf der linken Fahrzeugseite zu sehen?“ Worauf lediglich nur die auf der linken Fahrzeugseite befindliche Umgebung beschrieben wird. Denkbar ist auch eine Interaktion bzgl. der aktuellen Verkehrssituation z.B. in der Form, dass bei einem plötzliche Bremsmanöver und der Frage nach dem Grund des Bremsmanövers eine Erklärung hierzu ausgegeben wird, wie z.B. „Die Ampel hat auf rot gewechselt“ oder „Das vorrausfahrende Fahrzeug hat plötzlich gebremst“ etc. Weiterhin ist auch denkbar, dass - nachdem das Fahrzeug seine Zielposition erreicht hat - eine detaillierte Umgebungsbeschreibung der Zielposition abgefragt werden kann und diese dann beschrieben wird. So kann sichergestellt werden, dass im Zielbereich eventuell vorhandene Unwägbarkeiten, wie z.B. eine Baustelle, ungünstig geparkte Fahrzeuge, oder auch konkrete Lageinformationen, wie z.B. die Lage von Gebäuden und deren Türen, dem visuell eingeschränkten Benutzer als zusätzliche Informationen zur Verfügung gestellt werden, die dem visuell eingeschränkten Benutzer ein Zurechtfinden in dieser Umgebung erleichtern.
  • Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kommunikationseinrichtung eingerichtet ist, mit einem mobilen Endgerät, wie z.B. Smartphone etc., Daten auszutauschen, und dass - nach einem entsprechenden Sprachbefehl - die die Kraftfahrzeugumgebung betreffenden Daten auf das mobile Endgerät übertragen werden. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass die im Kraftfahrzeug verarbeiteten Daten nunmehr auch außerhalb des Fahrzeugs verwendet werden können bzw. der blinden Person auch außerhalb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehen, sodass z.B. eine Baustelle oder ein ungünstig geparktes Fahrzeug, auch für eine vom mobilen Endgerät durchzuführende Routenbeschreibung mit berücksichtigt werden können.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass nach Beendigung der Fahrt anhand den von der Kommunikationseinrichtung zu Verfügung gestellten Daten und den mittels Sensoren zur Fahrzeugführung erfassten Daten ermittelt wird, ob ein Öffnen einer Tür des Kraftfahrzeugs gefahrlos möglich ist, und dass - sofern dies nicht möglich ist - ein akustisches Warnsignal ausgegeben wird. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass - im Hinblick des Personenkreises der Blinden bzw. stark Sehbehinderten - die fehlende visuelle Wahrnehmung kompensiert wird, sodass auch beim Aussteigen für den betroffenen Personenkreis eine hohe Sicherheit gewährleistet ist.
  • Um ein einfaches Öffnen des Kofferraumdeckels und/oder des Tankdeckels zu ermöglichen, ist nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass mittels Sprachbefehl das Öffnen initiierbar ist. Vorzugsweise kann der hierzu notwendige Sprachbefehl unmittelbar an die Kommunikationseinrichtung oder auch mittelbar an ein mit der Kommunikationseinrichtung gekoppeltes Endgerät gerichtet werden.
  • Bevorzugt wird dabei eine geöffnete Tür, ein geöffneter Kofferraumdeckel und/oder ein geöffneter Tankdeckel durch ein akustisches Signal signalisiert, wobei das eine geöffnete Tür, einen geöffneten Kofferraumdeckel und/oder einen geöffneten Tankdeckel anzeigende akustische Signal durch eine Ausgabeeinheit ausgegeben wird, die unmittelbar im Bereich der Tür, im Bereich des Kofferraumdeckel und/oder im Bereich des Tankdeckels angeordnet ist. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass - sofern sich die betreffende Person außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet - für den Personenkreis der Blinden bzw. stark Sehbehinderten eine Lokalisierung der geöffneten Tür, des Kofferraumdeckels und/oder des Tankdeckels ermöglicht ist.
  • Mittels autonom fahrenden Kraftfahrzeugen soll es zukünftig auch möglich sein sogenannte Abholfunktionen zu realisieren. D.h., das Kraftfahrzeug fährt selbsttätig zu einer vereinbarten Pick-Up-Location, um dort die wartende Person aufzunehmen. Die Vereinbarung der Pick-Up-Location sowie die Signalisierung der Ankunft des Kraftfahrzeugs bei der vereinbarten Pick-Up-Location kann z.B. über ein mobiles Endgerät, wie ein Smartphone, erfolgen. Da nunmehr ein Öffnen der Türen mittels Sprachbefehl möglich ist und die eine geöffnete Tür durch ein akustisches Signal signalisiert wird, wobei die das akustische Signal ausgebende Ausgabeeinheit in unmittelbarer Nähe zur Tür angeordnet ist, ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass auch blinden bzw. stark sehbehinderten Personen eine Nutzung der Abholfunktion ermöglicht wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist mit an Objekten angebrachten Sensoren und/oder Signalquellen zu kommunizieren und dass durch eine Kommunikation zwischen der Kommunikationseinrichtung und den am Objekt angebrachten Sensoren und/oder Signalquellen das Kraftfahrzeug zielgenau zu einem Haltepunkt geführt wird. Dies hat den Effekt, dass nunmehr eine visuell eingeschränkte Person erstmals in die Lage versetzt wird, auch Ziele, die ein sehr exaktes, positionsgetreues Ansteuern erfordern, wie z.B. die Einfahrt einer Waschstraße oder punktgenaues Halten vor einer Ladesäule/Tanksäule, anzusteuern.
  • Insbesondere in Kombination mit der Funktion Öffnen des Tankdeckels mittels Sprachbefehl und Signalisierung des geöffneten Tankdeckels mittels einer unmittelbar im Bereich des Tankdeckels positionierten Ausgabeeinheit, wird der Personenkreis der Blinden bzw. stark Sehbehinderten erstmals in die Lage versetzt einen Tank- bzw. Ladevorgang durchzuführen.
  • Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zu Grunde ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch den Patentanspruch 9 gelöst.
  • Der Unteranspruch 10 stellt eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung dar.
  • Das erfindungsgemäß autonom fahrende Kraftfahrzeug umfasst eine Kommunikationseinheit, mehrere Sensoren zur Erfassung des Kraftfahrzeugumfelds sowie eine zentrale Regel-/Steuereinheit. Dabei werden sowohl die der Kommunikationseinheit zur Verfügung gestellten Daten, wie z.B. Daten eines Navigationsgerätes, Car-to-X-Daten oder dergleichen und die von den Sensoren erfassten Daten der zentralen Regel-/Steuereinheit als Eingangsgrößen zur Verfügung gestellt. Zudem ist die zentrale Regel-/Steuereinheit eingerichtet, aus den betreffenden Daten eine Beschreibung der Umgebung zu generieren und diese über die Kommunikationseinheit als eine akustische Umgebungsbeschreibung auszugeben.
  • Aufgrund der nunmehr der zentralen Regel-/Steuereinheit als weitere Eingangsgröße zur Verfügung gestellten Daten, nämlich Navigationsdaten, Car-to-X Daten und Umgebungsdaten und deren Verarbeitung und Ausgabe als akustische Umgebungsbeschreibung wird für blinde und/oder stark sehbehinderte Personen ein zusätzlicher Mehrwert zur Verfügung gestellt, der die Hemmschwelle zur Nutzung eines derartigen Kraftfahrzeugs deutlich senkt mit der Folge, dass eine Integration des - bisher ausgeschlossenen - Personenkreises der Blinden und stark Sehbehinderten in den Straßenverkehr ermöglicht wird.
  • Um dem Personenkreis der Blinden bzw. stark Sehbehinderten eine vereinfachte Lokalisierung einer Fahrzeugtür, eines Kofferraumdeckels und/oder Tankdeckels zu ermöglichen, ist zudem vorgesehen, dass im Bereich der Türen, im Bereich des Kofferraumdeckels und/oder im Bereich des Tankdeckels eine akustische Signalausgabeeinheit angeordnet ist, die - wenn die Tür bzw. Deckel geöffnet ist - einen Signalton ausgibt.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs, gemäß dem einer Kommunikationseinrichtung zur Verfügung gestellte Daten und mittels Sensoren zur Fahrzeugführung erfasste Daten für eine sprachgesteuerte Beschreibung der Kraftfahrzeugumgebung verwendet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Interaktion zwischen Fahrzeuginsasse und Kommunikationseinrichtung die Ausgabe der Beschreibung der Kraftfahrzeugumgebung gesteuert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kommunikationseinrichtung eingerichtet ist mit einem mobilen Endgerät Daten auszutauschen, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem entsprechenden Sprachbefehl die die Kraftfahrzeugumgebung betreffenden Daten auf das mobile Endgerät übertragen werden.
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nach Beendigung der Fahrt anhand der von der Kommunikationseinrichtung zu Verfügung gestellten Daten und den mittels Sensoren zur Fahrzeugführung erfassten Daten ermittelt wird, ob ein Öffnen einer Tür des Kraftfahrzeugs gefahrlos möglich ist, und dass sofern dies nicht möglich ist, ein akustisches Warnsignal ausgebeben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem entsprechenden Sprachbefehl die Türen, der Kofferraumdeckel und/oder der Tankdeckel geöffnet werden.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine geöffnete Tür, ein geöffneter Kofferraumdeckel und/oder ein geöffneter Tankdeckel durch ein akustisches Signal signalisiert werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das eine geöffnete Tür, einen geöffneten Kofferraumdeckel und/oder einen geöffneten Tankdeckel anzeigende akustische Signal durch eine Ausgabeeinheit ausgegeben wird, die im Bereich der Tür, im Bereich des Kofferraumdeckels und/oder im Bereich des Tankdeckels angeordnet ist.
  8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Kommunikationseinrichtung eingerichtet sind, mit an Objekten angebrachten Sensoren und/oder Signalquellen zu kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Kommunikation zwischen der Kommunikationseinrichtung und den am Objekt angebrachten Sensoren und/oder Signalquellen das Kraftfahrzeug zu einem Haltepunkt geführt wird.
  9. Autonom fahrendes Kraftfahrzeug (10) zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, wobei das Kraftfahrzeug (10) eine Kommunikationseinheit, mehrere Sensoren zur Erfassung des Kraftfahrzeugumfelds sowie eine zentrale Regel-/Steuereinheit aufweist, wobei die der Kommunikationseinheit zur Verfügung gestellten Daten und die von den Sensoren erfassten Daten der zentralen Regel-/Steuereinheit als Eingangsgrößen zur Verfügung gestellt werden, wobei die zentrale Regel-/Steuereinheit eingerichtet ist, aus den betreffenden Daten eine Beschreibung der Umgebung zu generieren und diese über die Kommunikationseinheit als eine akustische Umgebungsbeschreibung auszugeben.
  10. Autonom fahrendes Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug im Bereich der Türen, im Bereich des Kofferraumdeckels und/oder im Bereich des Tankdeckels eine akustische Signalausgabeeinheit aufweist.
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