DE102020113933B4

DE102020113933B4 - Verfahren zur Fernsteuerung eines zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs durch einen Operator, sowie Unterstützungssystem

Info

Publication number: DE102020113933B4
Application number: DE102020113933.0A
Authority: DE
Inventors: Julian Schlechtriemen; Steffen Zimmermann; Joerg Hillenbrand
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2023-01-05
Anticipated expiration: 2040-05-26
Also published as: DE102020113933A1; WO2021239466A1

Abstract

Verfahren zur Fernsteuerung eines zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs (14) durch einen Operator (22) eines Unterstützungssystems (10), bei welchem mittels des Kraftfahrzeugs (14) eine Systemgrenze (14) für den zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (14) bestimmt wird und bei welchem bei dem Erreichen der Systemgrenze (24) eine Kommunikationsverbindung (16) zwischen dem Kraftfahrzeug (14) und dem Operator (22) hergestellt wird, so dass das Kraftfahrzeug (14) durch den Operator (22) bei Erreichen der Systemgrenze (22) ferngesteuert wird, wobei von dem Operator (22) eine Trajektorie (26) in Abhängigkeit der erfassten Systemgrenze (24) vorgegeben wird und mittels des Kraftfahrzeugs (14) zumindest teilweise autonom die Trajektorie (26) abgefahren wird, wobei zumindest ein die Kommunikationsverbindung (16) charakterisierender Parameter (28) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (12) des Unterstützungssystems (10) bestimmt wird und eine Geschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs (14) während des Abfahrens der vorgegebenen Trajektorie (16) in Abhängigkeit von dem zumindest einen die Kommunikationsverbindung (16) charakterisierenden Parameter (28) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12) vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass als die Kommunikationsverbindung (16) charakterisierender Parameter (28) eine Latenzzeit der Kommunikationsverbindung (16) bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernsteuerung eines zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs durch einen Operator eines Unterstützungssystems gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Unterstützungssystem.
Die direkte Steuerung des Kraftfahrzeugs erfordert schnelle und zuverlässige Reaktionen. Bei einer Fernsteuerung eines Kraftfahrzeugs über beispielsweise ein Mobilfunknetzwerk ist sowohl die Schnelligkeit durch die Latenz der Netzwerkverbindung zwischen einem Arbeitsplatz eines Remote-Operators und einem Systemfahrzeug als auch die Zuverlässigkeit durch nicht vorhandene Garantien an die Dienstgüte des Mobilfunknetzwerks eingeschränkt. Aus dem Stand der Technik sind bereits Ansätze zur Remote-Steuerung bekannt, wobei diese nicht robust gegenüber Datenverbindungen sind, weshalb diese oft aufwendig, beispielsweise mittels eines Multi-Modem-Setups, ausgestattet sind.
Die DE 10 2018 112 513 A1 offenbart ein Verfahren zum Unterstützen eines autonomen Fahrzeugs durch einen Tele-Operator, aufweisend mindestens ein autonomes Fahrzeug mit einer Kommunikationseinheit zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung mit einer von einem Tele-Operator gesteuerten fahrzeugexternen Steuereinheit, wobei eine Systemgrenze durch eine Fahrzeugsensorik des autonomen Fahrzeugs ermittelt wird, eine Situation des Fahrzeugumfelds und eine bisherige Trajektorie des autonomen Fahrzeugs über die Kommunikationsverbindung an die fahrzeugexterne Steuereinheit übermittelt werden, eine Freigabe der bisherigen Trajektorie oder ein Ausweisen eines befahrbaren Bereichs durch den Tele-Operator durchgeführt und an das autonome Fahrzeug übermittelt wird, die bisherige Trajektorie vom autonomen Fahrzeug fortgesetzt oder eine neue Trajektorie basierend auf Angabe des Tele-Operators berechnet und durch das autonome Fahrzeug befahren wird.
In der DE 10 2015 118 489 A1 werden Computervorrichtungen, Systeme und Verfahren für die Fernbedingung eines autonomen Passagierfahrzeugs offenbart. Wenn ein autonomes Fahrzeug einer unerwarteten Umgebung, wie z. B. einer Straßenbaustelle oder einem Hindernis, begegnet, die für autonome Bedienung ungeeignet ist, können die Fahrzeugsensoren Daten über das Fahrzeug und die unerwartete Umgebung, einschließlich Bilder, Radar- und LIDAR-Daten, usw. erfassen. Die erfassten Daten können zu einem entfernten Bediener gesendet werden. Der entfernte Bediener kann das Fahrzeug manuell entfernt bedienen oder dem autonomen Fahrzeug Anweisungen erteilen, die von verschiedenen Fahrzeugsystemen ausgeführt werden sollen. Die zu dem entfernten Bediener gesendeten erfassten Daten können optimiert werden, um Bandbreite zu sparen, wie z. B. indem eine eingeschränkte Untermenge der erfassten Daten versendet wird.
Die DE 10 2018 215 859 A1 beschreibt ein Verfahren zur adaptiven Datenübertragung für einen Teleoperationsbetrieb für ein Fortbewegungsmittel. Es wird eine Mehrzahl von Informationen repräsentierend ein Umfeld des Fortbewegungsmittels zu einem ersten Zeitpunkt mittels einer Mehrzahl von Umfeldsensoren erfasst. Es erfolgt ein Bewerten der Mehrzahl von Informationen anhand vordefinierter Kriterien. Es wird eine aktuelle Kanalkapazität einer Drahtloskommunikationsverbindung zwischen dem Fortbewegungsmittel und einer entfernten Teleoperationseinrichtung ermittelt. Es erfolgt ein Auswählen von Informationen mit hoher Priorität aus der Mehrzahl bewerteter Informationen und/oder Anwenden einer Datencodierung auf die jeweiligen Informationen unter Berücksichtigung der Kanalkapazität und der Bewertung. Es erfolgt ein Kombinieren der ausgewählten und/oder codierten Informationen zu einem ersten Datenpaket. Das erste Datenpaket wird an die Teleoperationseinrichtung übertragen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Unterstützungssystem zu schaffen, mittels welchem bei erreichter Systemgrenze des zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs dennoch eine sichere Weiterfahrt realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein Unterstützungssystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernsteuerung eines zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs durch einen Operator eines Unterstützungssystems, bei welchem mittels des Kraftfahrzeugs eine Systemgrenze für den zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs bestimmt wird und bei welchem bei dem Erreichen der Systemgrenze eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Operator hergestellt wird, so dass das Kraftfahrzeug durch den Operator bei Erreichen der Systemgrenze ferngesteuert wird.
Es ist vorgesehen, dass von dem Operator eine Trajektorie in Abhängigkeit der erfassten Systemgrenze vorgegeben wird und mittels des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise autonom die Trajektorie abgefahren wird, wobei zumindest ein die Kommunikationsverbindung charakterisierender Parameter mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Unterstützungssystems bestimmt wird und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs während des Abfahrens der vorgegebenen Trajektorie in Abhängigkeit von dem zumindest einen die Kommunikationsverbindung charakterisierenden Parameter mittels der elektronischen Recheneinrichtung vorgegeben wird.
Es wird als die Kommunikationsverbindung charakterisierender Parameter eine Latenzzeit der Kommunikationsverbindung bestimmt. Unter Latenzzeit ist insbesondere eine zeitliche Verschiebung innerhalb der Kommunikationsverbindung zu verstehen. Insbesondere handelt es sich dabei um die benötigte Zeit eine entsprechende Information von dem Operator elektronisch an das Kraftfahrzeug zu übertragen. Diese Latenzzeit kann insbesondere berücksichtigt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei einer hohen Latenzzeit eine niedrige Geschwindigkeit vorgegeben wird. Dadurch kann in Abhängigkeit des die Kommunikationsverbindung charakterisierenden Parameters zuverlässig das Kraftfahrzeug ferngesteuert werden.
Dadurch ist es ermöglicht, dass in Abhängigkeit einer Güte der aktuellen Kommunikationsverbindung die Geschwindigkeit entsprechend vorgegeben werden kann. Somit kann ein sicheres Fahren innerhalb der Systemgrenze realisiert werden. Dadurch kann die Sicherheit im Straßenverkehr, insbesondere bei zumindest teilweise autonomen Kraftfahrzeugen, erhöht werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug hochautomatisiert, insbesondere zumindest gemäß der SAE-Vorgaben eine Level 4-Automatisierung aufweist. Die Norm SAE J3016 beschreibt die Klassifizierung und Definition von Begriffen für straßengebundene Kraftfahrzeuge mit Systemen zum automatisierten Fahren. Sie wurde von der SAE International (früher: Society of Automotive Engineers) herausgegeben. Die Klassifizierung kennt sechs Stufen und beschreibt deren Mindestanforderungen. Je nach Ausstattung und deren Nutzung in einem Kraftfahahrzeug kann dieses zwischen den Stufen wechseln. Bei einem Level-4 Kraftfahrzeug erfolgt eine automatisierte Führung des Kraftfahrzeugs ohne die Erwartung, dass der Fahrer auf Anforderung zum Eingreifen reagiert. Ohne menschliche Reaktion steuert das Kraftfahrzeug weiterhin automatisiert. Insbesondere weisen diese Level 4-automatisierten Kraftfahrzeuge dennoch Systemgrenzen auf. Beispielsweise können diese Systemgrenzen auf Basis von Baustellen, auf Basis von Stausituationen oder Geschwindigkeitsbegrenzungen existieren. Diese Systemgrenzen sind rein beispielhaft zu betrachten und keinesfalls abschließend. Bei Erreichen der Systemgrenze kann somit der hochautomatisierte Betrieb des Kraftfahrzeugs nicht weiter durchgeführt werden. Bei der Systemgrenze ist dann vorgesehen, dass ein Operator des Unterstützungssystems entsprechend kontaktiert wird, wodurch der Operator das Kraftfahrzeug innerhalb der Systemgrenze weiterführen kann, insbesondere fernsteuern kann.
Unter Kommunikationsverbindung ist vorliegend insbesondere eine Mobilfunkverbindung zwischen dem Unterstützungssystem und dem Kraftfahrzeug anzusehen. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug ein Kommunikationselement aufweist, welches dann wiederum mit einem Kommunikationselement des Unterstützungssystems verbunden werden kann. Insbesondere kann dies eine Datenverbindung sein.
Mit anderen Worten ist insbesondere vorgesehen, dass eine indirekte Remote-Steuerung im Kraftfahrzeug implementiert wird, bei der der Operator einen Pfad beziehungsweise eine Trajektorie vorgibt, die dann vom Kraftfahrzeug insbesondere mit niedrigen Geschwindigkeiten abgefahren wird. Bei einem Abbruch der Kommunikationsverbindung oder Einbrechen der Qualität der Mobilfunkverbindung kann das Kraftfahrzeug beispielsweise entlang des geplanten Pfads zum Stehen kommen.
Die räumliche Verfügbarkeit des Einsatzes von teleoperierten Kraftfahrzeugen kann damit erhöht werden. Auf der anderen Seite werden die Kosten für die benötigte Hardware massiv reduziert. Der dritte Vorteil betrifft insbesondere die geringen Kosten, die für den Mobilfunkbetrieb des Kraftfahrzeugs benötigt werden.
Die elektronische Recheneinrichtung kann dabei sowohl kraftfahrzeugintern als auch kraftfahrzeugextern ausgebildet sein. Beispielsweise kann die elektronische Recheneinrichtung auch als Backend-Server bezeichnet werden.
Mit nochmals anderen Worten ist ein Verfahren zur Steuerung eines automatisiert, insbesondere hochautomatisiert, fahrenden Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Ein derartiges Kraftfahrzeug kann die Systemgrenze des automatisierten Betriebs erreichen und dann eine Kommunikationsverbindung zu dem Operator des Unterstützungssystems aufbauen. Die Informationen betreffend die momentane Umgebungssituation werden dann dem Operator zur Verfügung gestellt und es wird eine Unterstützung durch den Operator angefordert. Es ist nun vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug im Tele-Operationsbetrieb automatisiert entlang einer von dem Tele-Operator geplanten und über die Kommunikationsverbindung zum Kraftfahrzeug übertragenen Trajektorie geführt wird. Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wird dabei in Abhängigkeit des die Kommunikationsverbindung charakterisierenden Parameters begrenzt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird als die Kommunikationsverbindung charakterisierender Parameter eine Qualität der Kommunikationsverbindung bestimmt. Ferner kann eine Qualität der Kommunikationsverbindung, insbesondere der Datenverbindung, ebenfalls berücksichtigt werden. Sollte beispielsweise das mobile Netzwerk derzeit eine geringe Datenqualität aufweisen, so kann entsprechend die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs reduziert werden. Ferner kann bei einer niedrigen Qualität der Kommunikationsverbindung ebenfalls eine niedrige Geschwindigkeit vorgegeben werden. Dadurch kann in Abhängigkeit des die Kommunikationsverbindung charakterisierenden Parameters zuverlässig das Kraftfahrzeug ferngesteuert werden.
Weiterhin vorteilhaft ist, dass nach einem Abbruch der Kommunikationsverbindung bei bestimmter Systemgrenze ein Stoppen des Kraftfahrzeugs initiiert wird. Mit anderen Worten befindet sich das Kraftfahrzeug in der Systemgrenze, und sollte dann die Kommunikationsverbindung zwischen dem Unterstützungssystem, insbesondere dem Operator, und dem Kraftfahrzeug unterbrochen werden, so wird ein automatisches Stoppen des Kraftfahrzeugs initiiert. Dadurch kann eine Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr realisiert werden, da das Kraftfahrzeug selbständig bei beispielsweise einer drohenden Kollision ein Anhalten entlang der Trajektorie auslöst.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Stoppen des Kraftfahrzeugs entlang der vorgegebenen Trajektorie durchgeführt wird. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass beispielsweise das Kraftfahrzeug mit weiteren Verkehrtseilnehmern reagiert, da die Trajektorie als bereits sicherer Fahrweg für das Kraftfahrzeug von dem Operator eingestuft wurde. Sollte nun das Kraftfahrzeug entlang der Trajektorie zum Stoppen kommen, so kann davon ausgegangen werden, dass eine Kollision mit einem weiteren Kraftfahrzeug ausgeschlossen ist. Somit kann ein sicheres Anhalten des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird zusätzlich zur Kommunikationsverbindung zumindest eine mittels einer Erfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs erfasste Umgebungsinformation mit an den Operator übertragen. Die Erfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise als Lidarsesnoreinrichtung, Radarsensoreinrichtung, Ultraschallsensoreinrichtung oder Kameraeinrichtung ausgebildet sein. Insbesondere kann dann die Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden und diese Umgebungsinformation mit an den Operator übertragen werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass der Operator zuverlässig Informationen über die Umgebung erhält, so dass dieser eine sichere Trajektorie für das Kraftfahrzeug vorgeben kann.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn mittels zumindest einer Kamera als Erfassungseinrichtung zumindest ein Bild als Umgebungsinformation an den Operator übertragen wird. Insbesondere kann von einer Vielzahl von Kameras ein jeweiliges Bild, insbesondere eine Videosequenz, an den Operator übertragen werden. Dies kann insbesondere in Echtzeit durchgeführt werden. Somit kann dem Operator ein Bild über die Umgebung, beispielsweise in einer Top-View-Ansicht, gezeigt werden, so dass der Operator zuverlässig die Trajektorie planen kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform werden zusätzlich zur Kommunikationsverbindung zumindest eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs in einem kartesischen Koordinatensystem und/oder zumindest eine aktuelle Position eines Objekts in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs in einem kartesischen Koordinatensystem und/oder zumindest die Systemgrenze in einem kartesischen Koordinatensystem an den Operator übertragen und angezeigt. Dadurch kann der Operator sich zuverlässig einen Überblick über die aktuelle Situation des Kraftfahrzeugs und insbesondere der aktuellen Systemgrenze verschaffen. Somit ist es ermöglicht, dass der Operator zuverlässig eine sichere Trajektorie vorgeben kann, welche dann das Kraftfahrzeug entsprechend abfahren kann.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die abgefahrene Trajektorie von dem Operator in vorgegebenen zeitlichen Abständen während des Abfahrens der Trajektorie verifiziert wird und bei einer Nichtverfikation durch den Operator ein Stoppen des Kraftfahrzeugs initiiert wird. Mit anderen Worten fährt das Kraftfahrzeug die Trajektorie ab, und der Operator muss in insbesondere regelmäßigen zeitlichen Abständen verifizieren, dass das Kraftfahrzeug sich auf der Trajektorie befindet und die Trajektorie weiterhin sicher ist. Sollte eine Nichtverfikation durch den Operator stattfinden, also beispielsweise wird die Trajektorie nicht in den vorgegebenen zeitlichen Abständen verifiziert, so findet ein automatisiertes Stoppen des Kraftfahrzeugs statt. Insbesondere kann dieses Stoppen entlang der Trajektorie durchgeführt werden. Dadurch kann eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit beispielsweise einem Objekt in der Umgebung verhindert werden. Insbesondere befindet sich das Kraftfahrzeug bei der vorliegenden Situation innerhalb der Systemgrenze, so dass ein sicheres automatisiertes Fahren des Kraftfahrzeugs eingeschränkt ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird zusätzlich die Geschwindigkeit in Abhängigkeit einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder der Systemgrenze vorgegeben. Insbesondere kann in Abhängigkeit der erfassten Systemgrenze ebenfalls die Geschwindigkeit angepasst werden. Sollte beispielsweise als Systemgrenze ein Stau identifiziert werden, so kann anhand der Fließgeschwindigkeit des Staus ebenfalls die Geschwindigkeit vorgegeben werden. Dadurch kann zuverlässig im automatisierten Betrieb das Kraftfahrzeug geführt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Unterstützungssystem zur Fernsteuerung eines zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs durch einen Operator des Unterstützungssystems, mit zumindest einer elektronischen Recheneinrichtung und mit einer Kommunikationsverbindung, wobei das Unterstützungssystem zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Unterstützungssystems durchgeführt.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Unterstützungssystems anzusehen. Das Unterstützungssystem weist hierzu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Unterstützungssystems; und
2 eine weitere schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform des Unterstützungssystems.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Ausführungsform eines Unterstützungssystems 10. Das Unterstützungssystem 10 weist zumindest eine elektronische Recheneinrichtung 12 auf, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel kraftfahrzeugextern ausgebildet ist. Die elektronische Recheneinrichtung 12 kann alternativ auch innerhalb eines Kraftfahrzeugs 14, also kraftfahrzeugintern, ausgebildet sein. Ferner weist das Unterstützungssystem 10 zumindest eine Kommunikationsverbindung 16 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kommunikationsverbindung 16 insbesondere eine Mobilfunkverbindung. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung 12 ein Kommunikationselement 18 aufweist, welches mit einem Kommunikationselement 20 des Kraftfahrzeugs 14 kommunizieren kann.
Beim Verfahren zur Fernsteuerung des zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs 14, insbesondere des hochautomatisiert betriebenen Kraftfahrzeugs 14, durch einen Operator 22 des Unterstützungssystems 10 wird mittels des Kraftfahrzeugs 14 eine Systemgrenze 24 für den zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 14 bestimmt, und es wird bei dem Erreichen der Systemgrenze 24 die Kommunikationsverbindung 16 zwischen dem Kraftfahrzeug 14 und dem Operator 22 hergestellt, so dass das Kraftfahrzeug 14 durch den Operator 22 bei Erreichen der Systemgrenze 24 ferngesteuert wird.
Es ist vorgesehen, dass von dem Operator 22 eine Trajektorie 26 (2) in Abhängigkeit der erfassten Systemgrenze 24 vorgegeben wird und mittels des Kraftfahrzeugs 14 zumindest teilweise autonom die Trajektorie 26 abgefahren wird, wobei zumindest ein die Kommunikationsverbindung 16 charakterisierender Parameter 28 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 des Unterstützungssystems 10 bestimmt wird und eine Geschwindigkeit V (2) des Kraftfahrzeugs 14 während des Abfahrens der vorgegebenen Trajektorie 26 in Abhängigkeit von dem zumindest einen die Kommunikationsverbindung 16 charakterisierenden Parameter 28 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 vorgegeben wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass als die Kommunikationsverbindung 16 charakterisierender Parameter 28 eine Latenzzeit der Kommunikationsverbindung 16 und/oder eine Qualität der Kommunikationsverbindung 16 bestimmt wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zur Kommunikationsverbindung 16 zumindest eine mittels einer Erfassungseinrichtung 30 des Kraftfahrzeugs 14 erfasste Umgebungsinformation 32 mit an den Operator 22 übertragen wird. Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung 30 als Kamera ausgebildet sein kann und zumindest ein Bild, insbesondere eine Videosequenz, als Umgebungsinformation 32 an den Operator 22 übertragen wird. Insbesondere zeigt die 1 ferner, dass der Operator 22 entfernt vom Kraftfahrzeug 14 ist. Beispielsweise kann der Operator 22 an einem ersten Ort 34 sein, und das Kraftfahrzeug 14 kann beispielsweise an einem zum ersten Ort 34 dislozierten zweiten Ort 36 sein. Der Operator 22 kann das Kraftfahrzeug 14 somit fernsteuern. Die Systemgrenze 24 kann beispielsweise aufgrund eines unübersichtlichen Staus oder aufgrund von einer Baustelle oder aufgrund von Geschwindigkeitsbeschränkungen enstehen. Das Kraftfahrzeug 14 ist insbesondere als sogenanntes Level 4-automatisiertes Kraftfahrzeug ausgebildet. Insbesondere weist dieses Kraftfahrzeug 14 Systemgrenzen 24 auf, an welchen das hochautomatisierte Kraftfahrzeug 14 nicht mehr autonom steuern kann. In solchen Fällen wird dann die Kommunikationsverbindung 16 zwischen dem Kraftfahrzeug 14 und dem Operator 22 hergestellt. Der Operator 22 kann dann die Fernsteuerung des Kraftfahrzeugs 14 übernehmen und beispielsweise ein Stoppen des Kraftfahrzeugs 14 realisieren.
Insbesondere kann vorgesehen sein, sollte das Kraftfahrzeug 14 die Systemgrenze 24 bestimmen, so stoppt das Kraftfahrzeug 14 automatisiert und baut dann erst die Kommunikationsverbindung 16 zum Operator 22 auf. Dem Operator 22 kann dann beispielsweise mittels der Erfassungseinrichtung 30 ein Überblick verschafft werden, welche Systemgrenze 24 vorliegt und wie entsprechende Umgebungsinformationen 32 aussehen. Hierzu kann beispielsweise mittels der Kamera die Umgebung des Kraftfahrzeugs 14 erfasst werden und die Videosequenz an den Operator 22 übertragen werden. Ferner können beispielsweise weitere Informationen bezüglich eines Fahrstreifens 38 (2), Kraftfahrzeugen oder Fußgängern 40 gegeben werden. Die Videosequenz kann beispielsweise aus der Kombination von mehreren Kameras gebildet sind, welche dann als Top-View-Ansicht dem Operator 22 präsentiert werden kann. Dem Operator 22 wird dann die Aufgabe gestellt, das Kraftfahrzeug 14 derart aus der Systemgrenze 24 zu befreien, dass dieses wieder weiterhin automatisiert fahren kann. Insbesondere kann hierzu der Operator 22 die Trajektorie 26 vorgeben. Die Trajektorie 26 kann dem Operator 22 beispielsweise auf einer Anzeigeeinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung 12 angezeigt werden. Das Kraftfahrzeug 14 fährt dann entlang der Trajektorie 26, wobei der Operator 22 insbesondere das Abfahren der Trajektorie 26 weiterhin überwacht. Die Geschwindigkeit V des Kraftfahrzeugs 14 ist dabei abhängig von der Einschätzung der Systemgrenze 24 durch den Operator 22. Ferner ist die Geschwindigkeit V abhängig von beispielsweise einer Bandbreite als Qualität der Kommunikationsverbindung 16 sowie der Latenzzeit der Kommunikationsverbindung 16.
2 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine weitere Ausführungsform des Unterstützungssystems 10. Insbesondere befindet sich das Kraftfahrzeug 14 in zwei Situationen. Die 2 zeigt insbesondere, dass beispielsweise nach einen Abbruch der Kommunikationsverbindung 16 bei der bestimmten Systemgrenze 24 ein Stoppen des Kraftfahrzeugs 14 initiiert wird. Insbesondere wird das Stoppen des Kraftfahrzeugs 14 entlang der vorgegebenen Trajektorie 26 durchgeführt. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug 14 weiterhin die Umgebung erfassen und vorliegend beispielsweise den Fußgänger 40 erfassen, wobei dann wiederum ein automatisiertes Stoppen des Kraftfahrzeugs 14 ebenfalls initiiert werden kann, ohne dabei den Fußgänger 40 zu gefährden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zur Kommunikationsverbindung 16 zumindest eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 14 in einem kartesischen Koordinatensystem und/oder zumindest eine aktuelle Position eines Objekts, beispielsweise des Fußgängers 40, in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 14 in einem kartesischen Koordinatensystem und/oder zumindest die Systemgrenze 24 in einem kartesischen Koordinatensystem an den Operator 22 übertragen und angezeigt werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die abgefahrene Trajektorie 26 von dem Operator 22 in vorgegebenen zeitlichen Abständen während des Abfahrens der Trajektorie 26 verifiziert wird und bei einer Nichtverfikation durch den Operator 22 ein Stoppen des Kraftfahrzeugs 14 initiiert wird. Sollte beispielsweise nicht in regelmäßigen Abständen der Operator 22 die abgefahrene Trajektorie 26 beziehungsweise die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 14 bestätigen, so kann das Kraftfahrzeug 14 automatisiert zum Stoppen gebracht werden. Insbesondere findet eine Überwachung des Operators 22 durchgehend statt, wobei eine entsprechende Bestätigung bezüglich der Kommunikationsverbindung 16, insbesondere des charakterisierenden Parameters 28, bezüglich der Systemgrenze 24 und bezüglich einer Abwesenheit von vorhersagbaren Kollisionen auf dem geplanten Pfad, insbesondere auf der Trajektorie 26, durchgeführt wird. Das Kraftfahrzeug 14 stoppt, sollte beispielsweise die Trajektorie 26 nicht entsprechend verifiziert werden oder das Ende der Trajektorie 26 erreicht sein.
Insgesamt zeigt die Erfindung eine robuste Fernsteuerung von Kraftfahrzeugen 14 ohne Garantien der Dienstgüte der mobilen Datenverbindung.
Bezugszeichenliste

10: Unterstützungssystem
12: elektronische Recheneinrichtung
14: Kraftfahrzeug
16: Kommunikationsverbindung
18: Kommunikationselement
20: Kommunikationselement
22: Operator
24: Systemgrenze
26: Trajektorie
28: Parameter
30: Erfassungseinrichtung
32: Umgebungsinformation
34: erster Ort
36: zweiter Ort
38: Fahrstreifen
40: Fußgänger
V: Geschwindigkeit

Claims

Verfahren zur Fernsteuerung eines zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs (14) durch einen Operator (22) eines Unterstützungssystems (10), bei welchem mittels des Kraftfahrzeugs (14) eine Systemgrenze (14) für den zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (14) bestimmt wird und bei welchem bei dem Erreichen der Systemgrenze (24) eine Kommunikationsverbindung (16) zwischen dem Kraftfahrzeug (14) und dem Operator (22) hergestellt wird, so dass das Kraftfahrzeug (14) durch den Operator (22) bei Erreichen der Systemgrenze (22) ferngesteuert wird, wobei von dem Operator (22) eine Trajektorie (26) in Abhängigkeit der erfassten Systemgrenze (24) vorgegeben wird und mittels des Kraftfahrzeugs (14) zumindest teilweise autonom die Trajektorie (26) abgefahren wird, wobei zumindest ein die Kommunikationsverbindung (16) charakterisierender Parameter (28) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (12) des Unterstützungssystems (10) bestimmt wird und eine Geschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs (14) während des Abfahrens der vorgegebenen Trajektorie (16) in Abhängigkeit von dem zumindest einen die Kommunikationsverbindung (16) charakterisierenden Parameter (28) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12) vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass als die Kommunikationsverbindung (16) charakterisierender Parameter (28) eine Latenzzeit der Kommunikationsverbindung (16) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Qualität der Kommunikationsverbindung (16) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Abbruch der Kommunikationsverbindung (16) bei bestimmter Systemgrenze (24) ein Stoppen des Kraftfahrzeugs (14) initiiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppen des Kraftfahrzeugs (14) entlang der vorgegebenen Trajektorie (26) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Kommunikationsverbindung (16) zumindest eine mittels einer Erfassungseinrichtung (30) des Kraftfahrzeugs (14) erfasste Umgebungsinformation (32) mit an den Operator (22) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest einer Kamera als Erfassungseinrichtung (30) zumindest ein Bild als Umgebungsinformation (32) an den Operator (22) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Kommunikationsverbindung (16) zumindest eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs (14) in einem kartesischen Koordinatensystem und/oder zumindest eine aktuelle Position eines Objekts in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (14) in einem kartesischen Koordinatensystem und/oder zumindest die Systemgrenze (24) in einem kartesischen Koordinatensystem an den Operator (22) übertragen und angezeigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abgefahrene Trajektorie (26) von dem Operator (22) in vorgegebenen zeitlichen Abständen während des Abfahrens der Trajektorie (26) verifiziert wird und bei einer Nichtverfikation durch den Operator (22) ein Stoppen des Kraftfahrzeugs (14) initiiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Geschwindigkeit (V) in Abhängigkeit einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (14) und/oder der Systemgrenze (24) vorgegeben wird.
Unterstützungssystem (10) zur Fernsteuerung eines zumindest teilweise autonom betriebenen Kraftfahrzeugs (14) durch einen Operator (22) des Unterstützungssystems (10), mit zumindest einer elektronischen Recheneinrichtung (12) und mit einer Kommunikationsverbindung (16), wobei das Unterstützungssystem (10) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.