DE102020105770A1 - System for teleoperation of an automated motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Teleoperation eines automatisierten Kraftfahrzeugs, wobei das System ein vom Kraftfahrzeug umfasstes Kraftfahrzeugmodul und ein nicht vom Kraftfahrzeug umfasstes Teleoperationsmodul umfasst, und das System eingerichtet ist mittels des Kraftfahrzeugmoduls Ausgangssignale eines ersten Moduls eines Fahrsystems des Kraftfahrzeugs an das Teleoperationsmodul umzuleiten, und mittels des Kraftfahrzeugmoduls von dem Teleoperationsmodul entgegengenommene Eingangssignale für ein zweites Modul des Fahrsystems des Kraftfahrzeugs an das zweite Modul zu übermitteln.One aspect of the invention relates to a system for teleoperation of an automated motor vehicle, the system comprising a motor vehicle module included by the motor vehicle and a teleoperation module not included by the motor vehicle, and the system being set up to divert output signals of a first module of a driving system of the motor vehicle to the teleoperation module by means of the motor vehicle module and using the motor vehicle module to transmit input signals received by the teleoperation module for a second module of the driving system of the motor vehicle to the second module.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Teleoperation eines automatisierten Kraftfahrzeugs.The invention relates to a system for teleoperation of an automated motor vehicle.
Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade gemäß der Definition der BASt entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) gemäß der BASt dem Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich.In the context of the document, the term “automated driving” can be understood to mean driving with automated longitudinal or lateral guidance or autonomous driving with automated longitudinal and lateral guidance. The term “automated driving” includes automated driving with any degree of automation. Exemplary degrees of automation are assisted, partially automated, highly automated or fully automated driving. These degrees of automation were defined by the Federal Highway Research Institute (BASt) (see BASt publication “Research compact”, edition 11/2012). With assisted driving, the driver continuously performs the longitudinal or lateral guidance, while the system takes on the other function within certain limits. With partially automated driving (TAF), the system takes over the longitudinal and lateral guidance for a certain period of time and / or in specific situations, whereby the driver has to constantly monitor the system as with assisted driving. With highly automated driving (HAF), the system takes over the longitudinal and lateral guidance for a certain period of time without the driver having to permanently monitor the system; however, the driver must be able to take control of the vehicle within a certain period of time. With fully automated driving (VAF), the system can automatically cope with driving in all situations for a specific application; a driver is no longer required for this application. The above four degrees of automation according to the definition of the BASt correspond to the SAE levels 1 to 4 of the standard SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). For example, highly automated driving (HAF) according to BASt corresponds to Level 3 of the SAE J3016 standard. In addition, SAE J3016 provides SAE level 5 as the highest degree of automation, which is not included in the definition of BASt. SAE level 5 corresponds to driverless driving, in which the system can automatically cope with all situations like a human driver during the entire journey; a driver is generally no longer required.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System zur Teleoperation eines automatisierten Kraftfahrzeugs anzugeben.It is the object of the invention to specify a system for teleoperation of an automated motor vehicle.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The object is achieved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are described in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim can form a separate invention independent of the combination of all features of the independent patent claim, which can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent patent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Teleoperation eines automatisierten Kraftfahrzeugs, wobei das System ein vom Kraftfahrzeug umfasstes Kraftfahrzeugmodul und ein nicht vom Kraftfahrzeug umfasstes Teleoperationsmodul umfasst. Das Kraftfahrzeugmodul und das Teleoperationsmodul sind über eine Datenverbindung miteinander verbunden, insbesondere über eine drahtlose Datenverbindung, beispielsweise über Mobilfunk oder WLAN.A first aspect of the invention relates to a system for teleoperation of an automated motor vehicle, the system comprising a motor vehicle module comprised by the motor vehicle and a teleoperation module not comprised by the motor vehicle. The motor vehicle module and the teleoperation module are connected to one another via a data connection, in particular via a wireless data connection, for example via cellular radio or WLAN.
Das System ist eingerichtet mittels des Kraftfahrzeugmoduls Ausgangssignale eines ersten Moduls eines Fahrsystems des Kraftfahrzeugs an das Teleoperationsmodul umzuleiten. Das erste Modul ist insbesondere auch ein Sensor des Kraftfahrzeugs.The system is set up to divert output signals from a first module of a driving system of the motor vehicle to the teleoperation module by means of the motor vehicle module. The first module is in particular also a sensor of the motor vehicle.
Das Fahrsystem des Kraftfahrzeugs umfasst insbesondere die Komponenten des Kraftfahrzeugs, die für einen automatisierten Betrieb des Kraftfahrzeugs notwendig sind, also Sensoren, Verarbeitungsmodule und Aktoren.The driving system of the motor vehicle includes, in particular, the components of the motor vehicle that are necessary for automated operation of the motor vehicle, that is to say sensors, processing modules and actuators.
Das Umleiten der Ausgangssignale des ersten Moduls bedeutet insbesondere, da diese Ausgangssignale nicht mehr an den ursprünglich gewünschten Adressaten, beispielsweise ein Hardwaremodul, Softwaremodul oder ein Steuergerät, gesendet werden, sondern ausschließlich an das Teleoperationsmodul.The rerouting of the output signals of the first module means in particular that these output signals are no longer sent to the originally desired addressee, for example a hardware module, software module or a control device, but exclusively to the teleoperation module.
Außerdem ist das System eingerichtet, mittels des Kraftfahrzeugmoduls von dem Teleoperationsmodul entgegengenommene Eingangssignale für ein zweites Modul des Fahrsystems des Kraftfahrzeugs an das zweite Modul zu übermitteln. Das zweite Modul ist insbesondere auch ein Aktor des Kraftfahrzeugs.In addition, the system is set up to use the motor vehicle module to transmit input signals received by the teleoperation module for a second module of the driving system of the motor vehicle to the second module. The second module is in particular also an actuator of the motor vehicle.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erste Modul über eine Wirkkette des Kraftfahrzeugs mit dem zweiten Modul verbunden, die Ausgangssignale des ersten Moduls sind über diese Wirkkette mittelbar oder unmittelbar die Eingangssignale des zweiten Moduls, und das Kraftfahrzeugmodul ist eingerichtet, die Eingangssignale für das zweite Modul, die über diese Wirkkette übertragen werden, durch die von dem Teleoperationsmodul entgegengenommenen Eingangssignale des zweiten Moduls zu ersetzen.In an advantageous embodiment of the invention, the first module is connected to the second module via a functional chain of the motor vehicle, the output signals of the first module are indirectly or directly the input signals of the second module via this functional chain, and the motor vehicle module is set up to receive the input signals for the second Module that has this effect chain are transmitted, to be replaced by the input signals of the second module received by the teleoperation module.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Teleoperationsmodul eingerichtet, die Funktionalität der Wirkkette des Kraftfahrzeugs zu übernehmen. Das Übernehmen der Funktionalität der Wirkkette bedeutet, dass die Wirkkette die Funktionalität zumindest zeitweise nicht mehr erbringt und stattdessen die Funktionalität durch das Teleoperationsmodul erbracht wird. Das Erbringen der Funktionalität bedeutet dabei nicht zwangsläufig, dass das Teleoperationsmodul zum Erbringen der Funktionalität den gleichen Algorithmus verwendet wie die Wirkkette des Kraftfahrzeugs. Dies ist zwar möglich. Alternativ kann das Teleoperationsmodul aber auch einen anderen Algorithmus verwenden. Die einzige Einschränkung ist, dass das Teleoperationsmodul die Funktionalität derart erbringen muss, dass die semantischen und syntaktischen Anforderungen des zweiten Moduls an seine Eingangssignale dabei erfüllt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the teleoperation module is set up to take over the functionality of the functional chain of the motor vehicle. Taking over the functionality of the chain of effects means that the chain of effects no longer provides the functionality, at least temporarily, and instead the functionality is provided by the teleoperation module. Providing the functionality does not necessarily mean that the teleoperation module uses the same algorithm to provide the functionality as the functional chain of the motor vehicle. Although this is possible. Alternatively, the teleoperation module can also use a different algorithm. The only restriction is that the teleoperation module must provide the functionality in such a way that the semantic and syntactic requirements of the second module on its input signals are met.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Teleoperationsmodul eingerichtet, eine Auswahlvorgabe entgegenzunehmen, insbesondere von einem Benutzer des Teleoperationsmoduls. Außerdem ist das Teleoperationsmodul eingerichtet, eine Funktion aus einer Menge an Funktionen in Abhängigkeit von der Auswahlvorgabe auszuwählen. Beispielsweise kann das Teleoperationsmodul eingerichtet sein, seinem Benutzer die Menge an Funktionen aufzuzeigen, und darauf aufbauend eine Bedienhandlung entgegenzunehmen, mittels derer der Benutzer eine Funktion ausgewählt hat.In a further advantageous embodiment of the invention, the teleoperation module is set up to receive a selection specification, in particular from a user of the teleoperation module. In addition, the teleoperation module is set up to select a function from a set of functions as a function of the selection specification. For example, the teleoperation module can be set up to show its user the amount of functions and, based on this, to receive an operating action by means of which the user has selected a function.
Außerdem ist das Teleoperationsmodul eingerichtet, die Funktionalität der Wirkkette des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der ausgewählten Funktion zu übernehmen.In addition, the teleoperation module is set up to take over the functionality of the functional chain of the motor vehicle as a function of the selected function.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Teleoperationsmodul eingerichtet, die mittels des Kraftfahrzeugmoduls entgegengenommenen Ausgangssignale des ersten Moduls des Fahrsystems an einen Benutzer auszugeben, Benutzereingaben des Benutzers entgegenzunehmen, und die Benutzereingaben mittels des Kraftfahrzeugmoduls als Eingangssignale für das zweite Modul des Fahrsystems des Kraftfahrzeugs an das zweite Modul zu übermitteln.In a further advantageous embodiment of the invention, the teleoperation module is set up to output the output signals of the first module of the driving system received by means of the motor vehicle module to a user, to accept user inputs from the user, and to use the motor vehicle module as input signals for the second module of the driving system of the motor vehicle to submit the second module.
Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass es insbesondere in Ausnahmefällen keine passende Funktion zur Bewältigung der Fahraufgabe geben kann. In diesem Fall kann das Kraftfahrzeug dann zumindest mittels „human-in-the-loop“ Steuerung weiterbetrieben werden.The invention is based on the knowledge that, in particular in exceptional cases, there cannot be a suitable function for coping with the driving task. In this case, the motor vehicle can then continue to be operated at least by means of “human-in-the-loop” control.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Ausgangssignale des ersten Moduls über die Wirkkette unmittelbar die Eingangssignale des zweiten Moduls, wenn das erste Modul direkt mit dem zweiten Modul verbunden ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the output signals of the first module are directly the input signals of the second module via the functional chain when the first module is directly connected to the second module.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Ausgangssignale des ersten Moduls über die Wirkkette mittelbar die Eingangssignale des zweiten Moduls, wenn sich auf der Wirkkette zumindest ein weiteres Moduls befindet, das die Ausgangssignale des ersten Moduls verarbeitet und die Eingangssignale des zweiten Moduls bereitstellt.In an alternative advantageous embodiment of the invention, the output signals of the first module are indirectly the input signals of the second module via the chain of effects if there is at least one further module on the chain that processes the output signals of the first module and provides the input signals of the second module.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
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1 ein schematisches Beispiel eines Fahrsystems eines Kraftfahrzeugs, und -
2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 a schematic example of a driving system of a motor vehicle, and -
2 an embodiment of the invention.
Das Fahrsystem umfasst zumindest einen, üblicherweise aber eine Mehrzahl an Sensoren
Die Sensorinformationen dieser Sensoren werden mittels einer Fusionseinrichtung F fusioniert, um ein Umfeldmodell, das die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibt, zu erzeugen.The sensor information from these sensors is merged by means of a fusion device F in order to generate an environment model that describes the environment of the motor vehicle.
Die Informationen des Umfeldmodells werden dann von einer Wirkkette, bestehend aus mehreren Modulen
Das System umfasst ein vom Kraftfahrzeug umfasstes Kraftfahrzeugmodul
Das System ist eingerichtet mittels des Kraftfahrzeugmoduls
Außerdem ist das System eingerichtet, mittels des Kraftfahrzeugmoduls
Das Teleoperationsmodul
Alternativ dazu ist das Teleoperationsmodul
Das erste Modul
Die Ausgangssignale des ersten Moduls
Die Ausgangssignale des ersten Moduls
Das Kraftfahrzeugmodul
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