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Die Erfindung betrifft ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Fahrzeugsystem und ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung der Übernahme der Fahraufgabe durch den Fahrer eines Fahrzeugs.
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Ein Fahrzeug kann ausgebildet sein, in einem automatisierten Fahrmodus betrieben zu werden, bei dem die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs teilweise oder vollständig automatisiert durch das Fahrzeug erbracht wird. Während des Betriebs des automatisierten Fahrmodus kann es ggf. erforderlich sein, dass die Fahraufgabe zumindest teilweise an den Fahrer des Fahrzeugs übergeben wird. Alternativ oder ergänzend kann es vorkommen, dass der Fahrer des Fahrzeugs in die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs eingreift, und dadurch (ggf. unbeabsichtigt) einen Übergang von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus bewirkt, in dem der Fahrer teilweise oder vollständig für die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs verantwortlich ist.
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Wenn von dem Fahrzeug die Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer initiiert wird, muss sichergestellt werden, dass die Fahraufgabe auch tatsächlich durch den Fahrer des Fahrzeugs übernommen wird. Insbesondere muss sichergestellt werden, dass der Fahrer beabsichtigt und bereit ist, die Fahraufgabe zu übernehmen. Zu diesem Zweck kann es ggf. im Rahmen der Übergabe erforderlich sein, dass der Fahrer mehrere unterschiedliche Übernahmehandlungen bzw. Bedienhandlungen durchführt, bevor die Fahraufgabe an den Fahrer übergeben wird.
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Auch bei Verwendung eines Übernahmevorgangs mit mehreren Übernahmehandlungen kann ggf. nicht sichergestellt werden, dass die Übernahmehandlungen nicht durch den Fahrer, sondern durch eine andere Person, etwa durch den Beifahrer, ausgeführt werden. Ferner kann ein Übernahmevorgang mit mehreren Übernahmehandlungen ggf. von dem Fahrer als unkomfortabel empfunden werden.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine besonders sichere und/oder komfortable Übergabe der Fahraufgabe von einem automatisierten Fahrmodus eines Fahrzeugs an den Fahrer des Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. 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.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Fahrzeugsystem für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug ist dabei in einem automatisierten Fahrmodus betreibbar, in dem die Längs- und/oder die Querführung des Fahrzeugs zumindest teilweise automatisiert durch das Fahrzeug bewirkt wird. Ferner ist das Fahrzeug in einem manuellen Fahrmodus betreibbar, in dem die Längs- und/oder die Querführung des Fahrzeugs zumindest teilweise manuell durch den Fahrer des Fahrzeugs bewirkt wird. Dabei ist der Automatisierungsgrad des Fahrzeugs in dem automatisierten Fahrmodus typischerweise höher als in dem manuellen Fahrmodus. Alternativ oder ergänzend kann in dem manuellen Fahrmodus der von dem Fahrer manuell zu bewirkende Anteil der Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs höher als in dem manuellen Fahrmodus sein. Alternativ oder ergänzend kann der automatisierte Fahrmodus einen höheren SAE-Level aufweisen als der manuelle Fahrmodus. Ggf. kann im automatisierten Fahrmodus die gesamte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs automatisiert durch das Fahrzeug bewirkt werden. Der automatisierte Fahrmodus kann z.B. einen SAE-Level 3 oder höher aufweisen. Andererseits kann im manuellen Fahrmodus ggf. die gesamte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs manuell durch den Fahrer bewirkt werden. Der manuelle Fahrmodus kann z.B. einen SAE-Level 0 aufweisen.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein, zu detektieren (während das Fahrzeug in dem automatisierten Fahrmodus betrieben wird), dass ein Übergang von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus zu bewirken ist. Dies kann insbesondere aufgrund einer komplexen Fahrsituation des Fahrzeugs (die nicht allein durch den automatisierten Fahrmodus bewältigt werden kann) und/oder aufgrund eines manuellen Eingriffs des Fahrers des Fahrzeugs erkannt werden. Es kann dann ein Übernahmevorgang initiiert werden, um das Fahrzeug von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus zu überführen. Dabei soll im Rahmen des Übernahmevorgangs sichergestellt werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs bereit ist, den zusätzlichen Anteil der Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (insbesondere die gesamte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs) zu übernehmen.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein (insbesondere während das Fahrzeug in dem automatisierten Fahrmodus betrieben wird), zu bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs ein (elektronisches) Token mit sich trägt (insbesondere an oder in seinem Körper trägt) oder nicht. Insbesondere kann das Fahrzeugsystem eingerichtet sein, zu bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs ein den Fahrer identifizierendes und/oder authentifizierendes Token mit sich trägt oder nicht. Es kann somit überprüft werden, ob der Fahrer des Fahrzeugs ein Token mit sich trägt, mit dem die Identität des Fahrers angezeigt wird und/oder mit dem angezeigt bzw. nachgewiesen wird, dass es sich bei dem Fahrer um eine bestimmte Person handelt (die z.B. autorisiert ist, das Fahrzeug in dem manuellen Fahrmodus zu betreiben).
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Das Token kann ausgebildet sein, Token-Daten in Bezug auf den Fahrer des Fahrzeugs zu speichern, wobei die Token-Daten ggf. durch einen Token-Sensor des Fahrzeugs bzw. des Fahrzeugsystems ausgelesen werden können. Alternativ oder ergänzend kann das Token derart ausgebildet sein, dass die Präsenz bzw. das Vorhandensein des Tokens an bzw. in dem Körper des Fahrers mittels eines Token-Sensors erkannt werden kann.
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Das Token kann ein Gegenstand sein, der derart ausgebildet ist, dass anhand des Tokens der Fahrer des Fahrzeugs identifiziert und/oder authentifiziert werden kann. Die Identifizierung und/oder die Authentifizierung kann dabei ggf. auf Basis der von dem Token-Sensor ermittelten Token-Daten und/oder der von dem Token-Sensor erfassten Token-Sensordaten erfolgen. Das Token kann z.B. umfassen: ein Smart-Wearable Gerät, insbesondere eine Smart-Watch; einen funkfähigen Fahrzeugschlüssel; und/oder eine Code- und/oder Chipkarte.
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Des Weiteren kann das Fahrzeugsystem eingerichtet sein, den Übernahmevorgang von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus in Abhängigkeit davon zu ermöglichen und/oder anzupassen, ob bestimmt worden ist, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt (insbesondere an oder in seinem Körper trägt) oder dass der Fahrer des Fahrzeugs kein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt (insbesondere nicht an oder in seinem Körper).
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Es kann somit überprüft werden, ob der Fahrer ein den Fahrer identifizierendes und/oder authentifizierendes Token mit sich trägt oder nicht. Der Übernahmevorgang kann dann in Abhängigkeit davon angepasst werden, ob bestimmt worden ist, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes Token mit sich trägt oder dass der Fahrer des Fahrzeugs kein den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes Token mit sich trägt.
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Durch das Überprüfen der Anwesenheit bzw. der Präsenz eines Tokens an der Fahrerposition des Fahrzeugs (wobei das Token ausgebildet sein kann, den Fahrer eindeutig zu identifizieren), kann in effizienter und zuverlässiger Weise gewährleistet werden, dass der Übernahmevorgang durch den Fahrer des Fahrzeugs selbst durchgeführt wird, um einen besonders komfortablen und sicheren Übernahmevorgang zu ermöglichen.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein, die Menge von ein oder mehreren Übernahmehandlungen, die bei dem Übernahmevorgang von dem Fahrer des Fahrzeugs auszuführen sind, in Abhängigkeit davon anzupassen, ob bestimmt worden ist, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt oder dass der Fahrer des Fahrzeugs kein (den Fahrer identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt. Die ein oder mehreren Übernahmehandlungen können dabei umfassen: Das Berühren, insbesondere das Greifen, eines Lenkmittels, insbesondere des Lenkrads, des Fahrzeugs per Hand (insbesondere kann es als Übernahmehandlung erforderlich sein, dass der Fahrer das Lenkmittel mit einer Hand oder mit zwei Händen anfasst bzw. greift); und/oder das Betätigen eines Bedienelements, insbesondere einer Taste oder eines Knopfes, des Fahrzeugs.
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Die Anpassung des Übernahmevorgangs kann dabei derart erfolgen, dass die Menge von ein oder mehreren Übernahmehandlungen eine geringere Anzahl von Übernahmehandlungen aufweist (und somit weniger komplex und/oder komfortabler ist), wenn bestimmt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer identifizierendes) Token mit sich trägt, als wenn bestimmt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs kein (den Fahrer identifizierendes) Token mit sich trägt. So können der Komfort und die Sicherheit eines Übernahmevorgangs in besonders zuverlässiger Weise erhöht werden.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein, ein oder mehrere Parameter des Übernahmevorgangs in Abhängigkeit davon anzupassen, ob bestimmt worden ist, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt oder dass der Fahrer des Fahrzeugs kein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt. Die ein oder mehreren Parameter des Übernahmevorgangs können dabei umfassen: die Übernahmezeitdauer des Übernahmevorgangs; und/oder die Komplexität des Übernahmevorgangs; und/oder die Anzahl von Übernahmehandlungen für den Übernahmevorgang. Durch die Anpassung von ein oder mehreren Parametern des Übernahmevorgangs können der Komfort und die Sicherheit eines Übernahmevorgangs in besonders zuverlässiger Weise erhöht werden.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein (z.B. mittels eines Token-Sensors), Token-Daten in Bezug auf das Token zu ermitteln. Der Übernahmevorgang kann dann (auch) in Abhängigkeit von den Token-Daten angepasst werden. Die Token-Daten können dabei anzeigen: die Identität des Fahrers; und/oder die Kompetenz und/oder die Berechtigung und/oder die Befähigung des Fahrers zur manuellen Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs. Durch die Berücksichtigung von Token-Daten bei der Anpassung des Übernahmevorgangs können der Komfort und die Sicherheit eines Übernahmevorgangs weiter erhöht werden.
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Wie bereits oben dargelegt, kann das Fahrzeugsystem einen Token-Sensor umfassen, der eingerichtet ist, Token-Sensordaten in Bezug auf die Präsenz bzw. die Anwesenheit eines Tokens in einem bestimmten Umfeld des Token-Sensors (z.B. in einem bestimmten Umkreis um den Token-Sensor und/oder innerhalb eines bestimmten Abstands zu dem Token-Sensors) zu erfassen. Der Token-Sensor kann z.B. ausgebildet sein, über eine Kommunikationsverbindung, insbesondere über eine Nahfeld-Kommunikationsverbindung (etwa über Near Field Communication, NFC), mit dem Token zu kommunizieren. So kann die Präsenz des Tokens im Umfeld des Token-Sensors in zuverlässiger Weise detektiert werden und/oder es können in zuverlässiger Weise Token-Daten in Bezug auf das Token ermittelt werden.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein, auf Basis der Token-Sensordaten des Token-Sensors (in zuverlässiger Weise) zu bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes) Token mit sich trägt (insbesondere in oder an seinem Körper trägt) oder nicht.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein, zu bestimmen, ob ein Token in einem Abstand zu dem Lenkmittel, insbesondere zu dem Lenkrad, des Fahrzeugs angeordnet ist, der kleiner als oder gleich wie ein vordefinierter Abstands-Schwellenwert (z.B. von 30cm oder weniger, oder von 20cm oder weniger) ist. Es kann dann (ggf. nur dann) bestimmt werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer identifizierendes) Token mit sich trägt, wenn das Token in einem Abstand zu dem Lenkmittel des Fahrzeugs angeordnet ist, der kleiner als oder gleich wie der vordefinierte Abstands-Schwellenwert ist. Alternativ oder ergänzend kann ggf. bestimmt werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs kein (den Fahrer identifizierendes) Token mit sich trägt, wenn das Token in einem Abstand zu dem Lenkmittel des Fahrzeugs angeordnet ist, der größer als der vordefinierte Abstands-Schwellenwert ist, und/oder wenn kein (den Fahrer identifizierendes) Token in einem Abstand zu dem Lenkmittel des Fahrzeugs angeordnet ist, der kleiner als oder gleich wie der vordefinierte Abstands-Schwellenwert ist.
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Durch die Berücksichtigung eines Abstands-Schwellenwertes bzw. eines maximal zulässigen Abstands zu dem Lenkmittels des Fahrzeugs kann in besonders zuverlässiger Weise bestimmt werden, ob der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich (insbesondere an oder in seinem Körper) trägt.
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Das Fahrzeugsystem kann ein oder mehrere Berührungssensoren umfassen, die eingerichtet sind, Berührungs-Sensordaten in Bezug auf eine Berührung des Lenkmittels, insbesondere des Lenkrads, des Fahrzeugs zu erfassen. Ein erster Berührungssensor kann z.B. in der linken Hälfte des Lenkradkranzes angeordnet sein, um zu erkennen, ob die linke Hand des Fahrers das Lenkrad berührt. Alternativ oder ergänzend kann ein zweiter Berührungssensor in der rechten Hälfte des Lenkradkranzes angeordnet sein, um zu erkennen, ob die rechte Hand des Fahrers das Lenkrad berührt.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein, auf Basis der Berührungs-Sensordaten zu überprüfen, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkmittel per Hand, z.B. mit einer Hand oder mit beiden Händen, berührt. Des Weiteren kann das Fahrzeugsystem eingerichtet sein, auf Basis der Token-Sensordaten des Token-Sensors zu überprüfen, ob sich ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token innerhalb eines vordefinierten Abstands (z.B. von 30cm oder weniger, oder von 20cm oder weniger) von dem Lenkmittel des Fahrzeugs befindet.
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Es kann dann in besonders zuverlässiger Weise bestimmt werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt (z.B. an seinem Handgelenk trägt), wenn ermittelt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkmittel per Hand berührt und dass sich ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token innerhalb des vordefinierten Abstands von dem Lenkmittel des Fahrzeugs befindet. So können der Komfort und die Sicherheit des Übernahmevorgangs weiter erhöht werden.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet sein, auch dann einen Übernahmevorgang von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus zu bewirken, wenn bestimmt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs kein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt. Mit anderen Worten, es kann grundsätzlich ein Übernahmevorgang ausgeführt werden (unabhängig davon, ob der Fahrer ein (den Fahrer identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token bei sich trägt oder nicht). Andererseits kann die Form (z.B. die Anzahl bzw. die Menge von Übernahmehandlungen, die Komplexität und/oder die Übernahmezeitdauer) des Übernahmevorgangs in Abhängigkeit davon angepasst werden, ob der Fahrer ein (den Fahrer identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt oder nicht. So kann ein besonders sicherer Fahrbetrieb ermöglicht werden.
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Das Fahrzeugsystem kann eingerichtet ist, den Übernahmevorgang von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus mit einer höheren Komplexität, insbesondere mit einer höheren Anzahl von Übernahmehandlungen, und/oder mit einer höheren Übernahmezeitdauer zu bewirken, wenn bestimmt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs kein (den Fahrer identifizierendes) Token mit sich trägt, als wenn bestimmt wird, dass der Fahrer des Fahrzeug ein (den Fahrer identifizierendes) Token mit sich trägt. So können der Komfort und die Sicherheit eines Übernahmevorgangs weiter erhöht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit und/oder das in diesem Dokument beschriebene Fahrzeugsystem umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung eines Übernahmevorgangs von einem automatisierten Fahrmodus eines Kraftfahrzeugs beschrieben, in dem die Längs- und/oder die Querführung des Fahrzeugs zumindest teilweise automatisiert durch das Fahrzeug bewirkt wird, zu einem manuellen Fahrmodus, in dem die Längs- und/oder die Querführung des Fahrzeugs zumindest teilweise manuell durch einen Fahrer des Fahrzeugs bewirkt wird.
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Das Verfahren umfasst das Bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt (insbesondere an oder in seinem Körper trägt) oder nicht. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Ermöglichen und/oder Anpassen des Übernahmevorgangs von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus, in Abhängigkeit davon, ob bestimmt worden ist, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt oder dass der Fahrer des Fahrzeugs kein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token mit sich trägt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ (innerhalb eines automatisierten Fahrmodus) kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn bzw. einer Landstraße oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. 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 entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) 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.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1a ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem automatisierten Fahrmodus;
- 1b ein beispielhaftes Lenkrad eines Fahrzeugs;
- 2a und 2b beispielhafte Übernahmevorgänge; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung der Übergabe der Fahraufgabe an einen Fahrer eines Fahrzeugs.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument damit, eine besonders sichere und/oder komfortable Übergabe der Fahraufgabe an einen Fahrer eines Fahrzeugs zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit ein oder mehreren Umfeldsensoren 102, die jeweils eingerichtet sind, Umfelddaten (insbesondere Sensordaten) in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Beispielhafte Umfeldsensoren 102 sind eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor, etc. Eine Steuereinheit bzw. Steuer-Vorrichtung bzw. ein Fahrzeugsystem 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten ein Modell des Umfelds des Fahrzeugs 100 zu erstellen, wobei das Modell z.B. ein oder mehrere Fahrbahnen, ein oder mehrere Objekte, ein oder mehrere Hindernisse, ein oder mehrere andere Verkehrsteilnehmer, etc. im Umfeld des Fahrzeugs 100 anzeigt.
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Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 (bzw. das Fahrzeugsystem) eingerichtet sein, ein oder mehrere Aktoren 103 (z.B. eine Antriebseinheit, eine Bremseinheit und/oder eine Lenkeinheit) des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von den Umfelddaten, insbesondere in Abhängigkeit von dem ermittelten Umfeldmodell, anzusteuern, um das Fahrzeug 100 in einem automatisierten Fahrmodus zu betreiben, bei dem die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 zumindest teilweise automatisiert durch das Fahrzeugs 100 bewirkt wird (insbesondere gemäß SAE-Level 1, gemäß SAE-Level 2, gemäß SAE-Level 3 oder höher).
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Während des Betriebs des automatisierten Fahrmodus kann es vorkommen, dass die Fahraufgabe zur Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 von dem Fahrzeug 100 an den Fahrer des Fahrzeugs 100 übergeben werden muss bzw. soll, z.B. weil sich das Fahrzeugs 100 einem Streckenabschnitt nähert, in dem das Fahrzeug 100 nicht in dem automatisierten Fahrmodus betrieben werden kann, und/oder weil durch den Fahrer ein manueller Eingriff in die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs erfolgt ist.
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Zur Einleitung der Übergabe an den Fahrer bzw. der Übernahme durch den Fahrer, kann über eine Benutzerschnittstelle 104 des Fahrzeugs 100, z.B. über einen Lautsprecher und/oder mittels einer optischen Anzeige, eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden. Ferner kann überprüft werden, ob der Fahrer ein oder mehrere Übernahmehandlungen ausführt bzw. ausgeführt hat, durch die der Fahrer des Fahrzeugs 100 anzeigt, dass er bzw. sie zur Übernahme der Fahraufgabe bereit ist. Die Steuereinheit bzw. das Fahrzeugsystem 101 kann eingerichtet sein, zu überprüfen, ob die ein oder mehreren Übernahmehandlungen von dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgeführt wurden. Wenn dies der Fall ist, so kann die Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer bewirkt werden und der automatisierte Fahrmodus kann beendet werden. Es kann somit ein Übergang von dem automatisierten Fahrmodus in einen manuellen Fahrmodus bewirkt werden.
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1b zeigt beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100 an der Fahrerposition des Fahrzeugs 100. Insbesondere zeigt 1b ein Lenkrad 110 als beispielhaftes manuelles Steuermittel, das es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglicht, das Fahrzeug 100 manuell zu lenken. An dem Lenkrad 110, insbesondere an dem Lenkradkranz 115 können ein oder mehrere Berührungssensoren 111, 112 angeordnet sein, die eingerichtet sind, zu detektieren, ob der Fahrer des Fahrzeugs 100 das Lenkrad 110 mit einer Hand oder mit beiden Händen, insbesondere mit der linken Hand und/oder mit der rechten Hand, berührt. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Berührungssensoren 111, 112 des Lenkrads 110 zu bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs 100 das Lenkrad 110 mit zumindest einer Hand berührt, mit zwei Händen berührt oder nicht berührt. Des Weiteren zeigt 1b als beispielhafte Komponenten der Benutzerschnittstelle 104 einen Bildschirm 116 und einen Lautsprecher 117.
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2a veranschaulicht einen beispielhaften Übernahmevorgang mit ein oder mehreren Übernahmehandlungen. Zur Übernahme der Fahraufgabe kann es ggf. erforderlich sein, dass der Fahrer des Fahrzeugs den Lenkradkranz 115 des Lenkrads 110 mit beiden Händen 201, 202 berührt. Auf Basis der Sensordaten des linksseitigen Berührungssensors 111 kann überprüft werden, ob der Fahrer den Lenkradkranz 115 mit der linken Hand 201 berührt. Ferner kann auf Basis der Sensordaten des rechtsseitigen Berührungssensors 112 überprüft werden, ob der Fahrer den Lenkradkranz 115 mit der rechten Hand 202 berührt.
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Ferner kann es für die Übernahme der Fahraufgabe als weitere Übernahmehandlung erforderlich sein, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 ein Bedienelement 205, z.B. einen dedizierten Übernahme-Knopf bzw. eine dedizierte Übernahme-Taste, der Benutzerschnittstelle 104 des Fahrzeugs 100 betätigt. Wenn erkannt wird, dass die Übernahmehandlungen ausgeführt wurden, kann bewirkt werden, dass der automatisierte Fahrmodus beendet wird und dass die Fahraufgabe in Bezug auf die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 (zumindest teilweise) an den Fahrer des Fahrzeugs 100 übergeben wird. Es kann somit ein Übergang von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus bewirkt werden.
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Bei der Überprüfung der Ausführung einer Übernahmehandlung kann typischerweise nicht mit absoluter Sicherheit sichergestellt werden, dass die Übernahmehandlung tatsächlich durch den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgeführt wurde. Ggf. könnte eine Übernahmehandlung auch durch einen Beifahrer oder durch einen anderen Insassen des Fahrzeugs 100 ausgeführt worden sein. Um einen derartigen Missbrauch auszuschließen, könnten für einen Übernahmevorgang ein oder mehrere relativ komplexe Übernahmehandlungen vorgesehen werden, die nicht oder nur schwer durch einen anderen Insassen des Fahrzeugs 100 ausgeführt werden können. Das Vorsehen von relativ komplexen Übernahmehandlungen führt jedoch zu einem reduzierten Komfort für den Fahrer des Fahrzeugs 100.
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2b veranschaulicht einen alternativen Übergabevorgang unter Verwendung eines Tokens 200, den der Fahrer des Fahrzeugs 100 mit sich trägt, z.B. an seinem Körper oder in seinem Körper trägt. Ein Token 200 kann dabei ausgebildet sein, den Fahrer des Fahrzeugs 100 (eindeutig) zu identifizieren. Das Token kann z.B. ein sogenanntes Smart Wearable (z.B. eine Smart Watch) umfassen.
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Die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, zu überprüfen, ob der Fahrer des Fahrzeugs 100 ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt oder nicht. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 eingerichtet sein, den Übernahmevorgang (von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus) in Abhängigkeit davon festzulegen, ob der Fahrer ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt oder nicht. Insbesondere kann die Komplexität des Übernahmevorgangs in Abhängigkeit davon angepasst werden, ob der Fahrer ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt oder nicht. Dabei kann typischerweise die Komplexität des Übernahmevorgangs reduziert werden, wenn erkannt wird, dass der Fahrer ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt.
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Beispielsweise kann es für einen Übernahmevorgang ausreichend sein, dass der Fahrer das Lenkrad 110 mit beiden Händen berührt, wenn erkannt wird, dass der Fahrer ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt. Andererseits kann es ggf. als zusätzliche Übernahmehandlung erforderlich sein, dass der Fahrer ein Bedienelement 205 betätigt, wenn erkannt wird, dass der Fahrer kein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt.
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Das Fahrzeug 100 kann einen Token-Sensor 105 umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf die Präsenz bzw. die Anwesenheit eines Tokens 200 an der Fahrerposition, insbesondere in unmittelbarer Nähe zu dem Lenkrad 110, zu erfassen. Der Token-Sensor 105 kann z.B. eingerichtet sein, mit dem Token 200 über ein Kurzstreckenkommunikationsverfahren, wie z.B. NFC (Near Field Communication), zu kommunizieren, um Daten auszutauschen, insbesondere um Token-Daten von dem Token 200 an dem Token-Sensor 105 zu empfangen. Auf Basis der empfangenen Token-Daten kann z.B. ermittelt werden,
- • ob sich ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 an der Fahrerposition, insbesondere an dem Lenkradkranz 115 des Lenkrads 110, befindet oder nicht; und/oder
- • die Identität der Person, die den Token 200 mit sich trägt.
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Es wird somit ein Übernahmevorgang beschrieben, bei dem beim assistierten oder automatisierten Fahren eine Übernahme ggf. nur dann zugelassen wird, wenn der Übernehmende ein gewisses - ggf. individualisiertes - Token 200 (etwa ein Wearable, einen Fahrzeugschlüssel, eine Codekarte, etc.) an oder in seinem Körper trägt.
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Insbesondere bei einem Fahrzeug 100 mit potentiell verschiedenen Fahrern (etwa bei Carsharing) kann die Nutzung eines Tokens 200 vorteilhaft sein. Durch die Verwendung eines (den Fahrer identifizierenden) Tokens 200 kann gewährleistet werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 die für den jeweiligen Fahrmodus erforderlichen Fahrfähigkeiten aufweist und/oder die für den jeweiligen Fahrmodus erforderliche Fahrberechtigung aufweist. Darüber hinaus kann auch bei einer ausschließlichen Nutzung eines Fahrzeugs 100 z.B. durch ein persönliches Profil des Fahrers, das die (Fahr-)Erfahrung, die Kenntnisse, und/oder die Fähigkeiten etc. anzeigt, festgelegt werden, wann, wie und ob der Fahrer die manuelle Fahrzeugführung von einem assistierten / automatisierten System übernehmen kann bzw. darf.
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Insbesondere kann eine individuelle Anpassung von ein oder mehreren Parametern des Übernahmevorgangs, wie z.B. die Übernahmezeitdauer, etc., in Abhängigkeit von Token-Daten aus dem Token 200 erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann ggf. eine vereinfachte Bedienung (etwa ein einstufiger statt ein zweistufiger Übernahmevorgang) ermöglicht werden, wenn der Fahrer den Token 200 mit sich führt und wenn der Token 200 von dem Fahrzeug 100, insbesondere von der Steuereinheit bzw. dem Fahrzeugsystem 101, erkannt wird. Das Fahrzeug 100 kann dabei derart ausgebildet sein, dass weiterhin eine klassische, ggf. kompliziertere, Übernahme möglich ist, auch wenn der Fahrer kein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich führt.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (ggf. Computerimplementierten) Verfahrens 300 zur Steuerung eines Übernahmevorgangs von einem automatisierten Fahrmodus eines Kraftfahrzeugs 100, in dem die Längs- und/oder die Querführung des Fahrzeugs 100 zumindest teilweise automatisiert durch das Fahrzeug 100 bewirkt wird, zu einem manuellen Fahrmodus, in dem die Längs- und/oder die Querführung des Fahrzeugs 100 zumindest teilweise manuell durch einen Fahrer des Fahrzeugs 100 bewirkt wird. Der automatisierte Fahrmodus kann z.B. gemäß SAE-Level 1, 2, 3 oder höher ausgebildet sein. Der manuelle Fahrmodus kann mit einem geringeren Automatisierungsgrad als der automatisierte Fahrmodus ausgebildet sein, z.B. mit einem SAE-Level der um zumindest eine Stufe bzw. um zumindest einen Level niedriger als der SAE-Level des automatisierten Fahrmodus ist. Der manuelle Fahrmodus kann somit ein Fahrmodus sein, der „manueller“ ist als der automatisierte Fahrmodus.
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Das Verfahren 300 umfasst das Bestimmen 301, ob der Fahrer des Fahrzeugs 100 ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt (insbesondere an seinem Handgelenkt trägt) oder nicht. Dies kann z.B. auf Basis der Token-Sensordaten eines Token-Sensors 105 des Fahrzeugs 100 ermittelt werden.
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Des Weiteren umfasst das Verfahren 300 das Ermöglichen und/oder Anpassen 302 des Übernahmevorgangs, insbesondere das Anpassen der Komplexität, der Anzahl von Übernahmehandlungen und/oder der Übernahmezeitdauer des Übernahmevorgangs, von dem automatisierten Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus (in dem ggf. weiterhin ein oder mehrere Fahrerassistenzsysteme bereitgestellt werden) in Abhängigkeit davon, ob bestimmt wird bzw. wurde, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt, oder ob bestimmt wird bzw. wurde, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 kein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt. Dabei kann der Übernahmevorgang eine höhere Komplexität, eine höhere Anzahl von Übernahmehandlungen und/oder eine höhere Übernahmezeitdauer aufweisen, wenn bestimmt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 kein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt, als wenn bestimmt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 ein (den Fahrer des Fahrzeugs identifizierendes und/oder authentifizierendes) Token 200 mit sich trägt.
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Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen ermöglichen eine komfortable, sicherere, individuell anpassbare und flexible Übernahme der Fahraufgabe durch den Fahrer eines Fahrzeugs 100.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
