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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Signalvorrichtung, die in einem Fahrzeug mit einem autonomen Betriebsmodus angeordnet ist und Signale an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgibt, und ein System für ein Fahrzeug mit einem autonomen Betriebsmodus.
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Neuere Kraftfahrzeuge können einen autonomen Betriebsmodus aufweisen. Dieser Betriebsmodus wird auch als pilotiertes oder autonomes Fahren bezeichnet. Dieser Betriebsmodus ist in Stufe 0 bis 5 einstufbar. Je höher die Stufe, umso geringer sind die von einem Fahrer erwarteten und erforderlichen Eingriffe in die Fahrzeugbedienung. Bei Stufe 5 ist eine Interaktion durch den Fahrer nicht mehr nötig. Somit kann der Fahrer während des Fahrzeugbetriebs schlafen.
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In der
US 9,725,036 B1 wird eine Methode zur Alarmierung eines schlafenden Fahrzeuginsassen beschrieben. Dabei kann festgestellt werden, ob ein Weck-Ereignis stattgefunden hat. Das Weck-Ereignis kann mit einem Tanken des Fahrzeugs in Verbindung gebracht werden. Ferner können Daten über einen Fahrzeuginsassen erfasst werden. Eine Bestimmung, ob der Fahrzeuginsasse schläft, kann auf der Grundlage der erfassten Daten über den Fahrzeuginsassen erfolgen. In Reaktion auf das Feststellen, dass der Fahrzeuginsasse schläft, kann ein Insassen-Weckruf innerhalb des Fahrzeugs ausgelöst werden.
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Im Allgemeinen hat sich gezeigt, dass Fahrzeuginsassen das ganzheitliche Verkehrsgeschehen in einem Fahrzeug unmittelbarer erfahren oder erspüren (z. B. akustisch durch Hupen von anderen Verkehrsteilnehmern, Beschleunigungen, Abbremsmanöver, Lenkmanöver des Fahrzeugs, Licht von anderen Verkehrsteilnehmern) im Vergleich zu anderen Verkehrsmitteln wie Bahn oder Flugzeug.
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Auch kann es beim autonomen Fahren vorkommen, dass der Fahrzeuginsasse bspw. aufgrund der Verkehrssituation und von eigenständigen starken Lenkmanövern des Fahrzeugs plötzlich aus dem Schlaf gerissen wird.
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Ferner hat sich gezeigt, dass sich ein Fahrzeuginsasse nach einem Aufwachen oder während eines Aufwachvorgangs in einem verstörten Zustand befinden kann. So muss der Fahrzeuginsasse eine vorliegende Verkehrs- und/oder Fahrsituation zunächst begreifen und kann sogar durch eine Überforderung durch Reizüberflutung (z. B. Hupen, andere Verkehrsteilnehmer, Beschleunigung oder Lenkmanöver des Fahrzeugs) während des Aufwachvorgangs schlimmstenfalls in panikähnliche Zustände geraten, insbesondere wenn Zusammenhänge der vorliegenden Verkehrs- und/oder Fahrsituation nicht zeitnah begriffen werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden. Insbesondere soll ein Verfahren und ein System bereitgestellt werden, wodurch ein Fahrzeuginsasse in einem Fahrzeug mit einem autonomen Betriebsmodus seine Verkehrs- und/oder Fahrsituation möglichst schnell begreifen kann.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und das System nach Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Signalvorrichtung zur Ausgabe von Signalen an einen Fahrer eines Fahrzeugs mit einem autonomen Betriebsmodus. Das Verfahren umfasst:
- - Ermitteln einer Fahrstatusinformation für das Fahrzeug;
- - Bestimmen eines Einstellparameters für die Signalvorrichtung in Abhängigkeit der Fahrstatusinformation;
- - Ermitteln einer Insassenstatusinformation, aus der ein Wachstatus und ein Schlafstatus eines Insassen des Fahrzeugs ermittelbar ist;
- - Feststellen eines Aufwachvorgangs des Insassen; und
- - Einstellen der Signalvorrichtung anhand des Einstellparameters in Reaktion auf das Feststellen des Aufwachvorgangs.
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Das Fahrzeug kann als Kraftfahrzeug ausgebildet sein und insbesondere mit einem Verbrennungsmotor und/oder mit einem Elektromotor angetrieben werden. Der autonome Betriebsmodus kann bis zu sechs Autonomiestufen aufweisen. Dabei entspricht die niedrigste Autonomiestufe 0 einem Fahrzeugbetrieb durch den Fahrer, d.h. der Fahrer fährt selbst. Die höchste Autonomiestufe Stufe 5 entspricht hingegen einem vollautomatisierten Fahren, bei der eine Fahrzeugbedienung durch den Fahrer, also ein Eingreifen des Fahrers, in der Regel nicht mehr erforderlich ist.
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Die Fahrstatusinformation für das Fahrzeug umfasst vergangene sowie aktuelle Informationen. Ferner umfasst die Fahrstatusinformation mindestens eines von Folgenden: Fahrsituation, Verkehrssituation, insbesondere in einer Umgebung des Fahrzeugs, Notfallsituation, Routen- bzw. Fahrplan des Fahrzeugs, fahrzeugbezogene Statusinformationen (z. B. Ölstand, Kraftstoffvorrat, Energiestand einer Antriebsbatterie, etc.) und fahrinsassenbezogene Ereignisse (z. B. eingehende Anrufe, Nachrichten, etc.). Es versteht sich, dass die angegebenen Beispiele für die Fahrstatusinformation für das Fahrzeug nicht abschließend sind.
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Hierbei umfasst die Verkehrssituation bspw. mindestens eines von weiteren Verkehrsteilnehmern und Verkehrsereignissen (z. B. Hupen, Sirenen, Ampelsignale, etc.). Der Routen- bzw. Fahrplan des Fahrzeugs umfasst eine Einhaltung und/oder eine Abweichung/Veränderung derselben.
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Die Fahrstatusinformation für das Fahrzeug wird aus Daten ermittelt/abgeleitet, die durch ein entsprechendes Fahrerfassungssystem erfasst werden. Das Fahrerfassungssystem kann mindestens eine von folgenden Erfassungseinrichtungen umfassen: Mikrofon, Kameravorrichtung, Umfeldsensoren wie Radar-Anordnungen und/oder Lidar-Anordnungen, Navigationssysteme, Füllstandsensor, Ladungssensor und etc. Insbesondere kann das Fahrerfassungssystem bereits regelmäßig fahrzeugseitig vorhanden sein.
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In Abhängigkeit der Fahrstatusinformation wird ein Einstellparameter für die Signalvorrichtung bestimmt. Der Einstellparameter wird somit aus der vergangenen und aktuellen Fahrstatusinformation abgeleitet/bestimmt. Somit kann die Signalvorrichtung durch den Einstellparameter gemäß der Fahrstatusinformation eingestellt bzw. gesteuert werden. Dies erfolgt, wie später beschrieben, in Reaktion auf einen Aufwachvorgang des Insassen.
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Die von der Signalvorrichtung ausgegebenen Signale werden durch den Einstellparameter bestimmt. Da der Einstellparameter abhängig von der Fahrstatusinformation ist und die Signalvorrichtung mittels des Einstellparameters eingestellt wird, sind die Signale der Signalvorrichtung indikativ für die Fahrstatusinformation.
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Die Insassenstatusinformation des sich in dem Fahrzeuginnenraum befindlichen Insassen wird aus Daten ermittelt/abgeleitet, die über ein entsprechendes Insassenerfassungssystem erfasst werden, das mindestens eine von folgenden Erfassungseinrichtungen umfassen kann: Elektroenzephalographie (EEG)-Sensor, Mikrofon, Kameravorrichtung, Bewegungs-, Beschleunigungs-, Druck-, Augenlidschlag-, Atemfrequenz-, Temperatur-, Herzschlagfrequenzsensor und Pulsoxymeter. Zum Teil können diese Erfassungseinrichtungen im Kontaktbereich einer Sitz-/Liegevorrichtung für den Insassen angeordnet sein. Der Insasse ist insbesondere der Fahrer des Fahrzeugs.
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Das Insassenerfassungssystem kann fahrzeugseitig vorliegen, d.h. Teil des Fahrzeugs sein. Alternativ oder ergänzend kann das Insassenerfassungssystem teilweise in einer anziehbaren Vorrichtung, also einem Wearable, vorgesehen/integriert sein. Beispielsweise kann so ein Wearable als eine Smartwatch, Virtual-Reality-Brille (VR-Brille), Augmented-Reality-Brille (VR-Brille), etc. ausgebildet sein.
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Ferner kann ein Schlafzustand, insbesondere die einzelnen Schlafarten „Leichtschlaf“, „Tiefschlaf“ und „REM (Rapid-Eye-Movement)-Schiaf“, mittels eines Smartphones und insbesondere einer entsprechenden App erfasst werden. Durch einen im Smartphone eingebauten Beschleunigungssensor sind Bewegungen des Insassen erfassbar. Daraus lässt sich ableiten, in welcher Schlafphase sich der Insasse befindet.
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Das Erfassungssystem zur Ermittlung der Insassenstatusinformation kann, zumindest mittelbar, eines von Folgenden erfassen/messen: Hirnstrombild (EEG), Herzrhythmus (Elektrokardiographie , EKG), Sauerstoffsättigung des Blutes (Pulsoxymetrie), Körpertemperatur, Atemfluss (über Mund und/oder Nase), Atmungsbewegung, Muskelspannung (Elektromyographie, EMG), Beinbewegung, Augenbewegung (Elektrookulographie, EOG), Körperlage, Körpergeräusche.
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Die Messungen und/oder Daten aus dem Insassenerfassungssystem für die Ermittlung der Insassenstatusinformation und die daraus ermittelte Insassenstatusinformation sind derart, dass sich aus ihnen der Schlaf- und Wachstatus des Insassen ermitteln lassen. Mit anderen Worten, eine Wach-, eine Schlaf- und eine Aufwachphase des Insassen sind aus der Insassenstatusinformation ermittelbar. Folglich ist auch ein Aufwachvorgang des Insassen detekti erbar/feststell bar.
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In Reaktion auf das Feststellen eines Aufwachvorgangs oder eines Aufwachens des Insassen wird nun die Signalvorrichtung anhand des Einstellparameters eingestellt. Dabei wird der aktuelle Einstellparameter verwendet, also derjenige Einstellparameter, der aus der Fahrstatusinformation bestimmt wird, die zum oder während des Aufwachvorgangs vorliegt.
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Durch das Verfahren kann der Insasse beim Aufwachen oder während des Aufwachvorgangs durch die Signale der Signalvorrichtung auf die vorliegende Fahrsituation aufmerksam gemacht werden.
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Ferner wird es dem Insassen ermöglicht, die derzeitige Fahrsituation kurz nach einem Aufwachen bzw. einem Aufwachvorgang verständlich und so schnell wie möglich zu begreifen. Dadurch wird zum einen ein Fahrkomfort während einer vollautomatisierten Fahrt des Fahrzeugs erhöht. Zusätzlich wird auch eine Fahrsicherheit während dieser Fahrt erhöht, da ein Insasse in Reaktion auf den Aufwachvorgang nicht mit unnötigen Reizen (z. B. Hupen anderer Verkehrsteilnehmer, Beschleunigungen und/oder Lenkmanöver des Fahrzeugs) konfrontiert wird, sondern maßgeblich die Signale der Signalvorrichtung aufnimmt, und somit ein verstörter und/oder panikähnlicher Zustand des Insassen kurz nach dem Aufwachen vermieden werden kann.
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Wenn bei dem Insassen der Übergang von einem Schlafzustand in einen Wachzustand erkannt wird, so wird dem Insassen mit wenig bis nicht überfordernden Signalen mitgeteilt, dass keine Gefahrensituation besteht (und ggf., dass er gleich weiterschlafen kann) oder dass tatsächlich eine Gefahrensituation vorliegt, bei der ein Eingreifen oder eine Handlung des Insassen nötig ist. Der Insasse kann also möglichst schnell beruhigt werden, wenn keine Gefahrenlage besteht, so dass er bestenfalls gleich wieder in den Schlafzustand übergehen kann.
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Indem der Insasse das Aufwachen als wenig verstörend und möglichst komfortabel empfindet, wird auch eine Bereitschaft erhöht, einen autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs während eines Schlafzustands zu nutzen.
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In manchen Ausführungsformen können ein Vorliegen und ein Nicht-Vorliegen eines Handlungserfordernisses durch den Insassen durch die von der Signalvorrichtung ausgegebenen Signale angebbar/anzeigbar sein bzw. repräsentiert werden.
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So kann dem Insassen mittels der Signale mitgeteilt werden, dass eine Fahrsituation ohne Handlungserfordernis vorliegt, bei der ein Eingreifen oder ein Handeln des Insassen nicht erforderlich ist. Ferner kann dem Insassen mittels der Signale mitgeteilt werden, dass eine Fahrsituation mit Handlungserfordernis vorliegt, in der ein Eingreifen oder Handeln des Fahrers zumindest optional, wenn nicht sogar erforderlich ist.
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Insbesondere wenn eine Fahrsituation ohne Handlungserfordernis vorliegt, kann das Verfahren durch entsprechendes Einstellen der Signalvorrichtung den Insassen möglichst schnell beruhigen, damit dieser ggf. wieder in den Schlafzustand übergehen kann. Andernfalls kann der Insasse bei Vorliegen einer Fahrsituation mit Handlungserfordernis entsprechend reagieren.
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Eine Fahrsituation ohne Handlungserfordernis kann vorliegen, wenn bspw. eine geplante Fahrroute mit geplanten (Ankunfts-)Zeiten eingehalten werden kann.
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In anderen Ausführungsformen kann das Handlungserfordernis in mindestens zwei Dringlichkeitsstufen einteilbar sein.
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So kann eine Fahrsituation mit Handlungserfordernis vorliegen, wenn bspw. eine Fahrt hinsichtlich einer geplanten Fahrroute eine Verspätung aufweist. Hierbei kann der Insasse optional in den Fahrbetrieb eingreifen, um ggf. eine neue Route zu planen oder selbst fahren. Dies würde einer geringeren Dringlichkeitsstufe entsprechen.
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Eine weitere Fahrsituation mit Handlungserfordernis kann vorliegen, wenn ein Eingreifen oder ein Handeln des Insassen notwendig ist. So eine Fahrsituation liegt insbesondere vor, wenn ein zeitnahes Eingreifen durch den Insassen notwendig ist, wie z. B. bei einer Entscheidung, ob eine neue Fahrroute ausgewählt werden soll oder wenn Kraftstoff getankt bzw. eine Antriebsbatterie des Fahrzeugs wieder aufgeladen werden muss. In Hinblick auf Notfallsituationen, für die ggf. ein Nothalt erforderlich sein kann, soll der Insasse gezielt aufgeweckt und über die Notfallsituation informiert werden. Optional kann dem Insassen für solche Notfallsituationen eine entsprechende Handlungsanweisung zur Behandlung der Notfallsituation ausgegeben werden. Da hier ein Eingreifen nicht optional, sondern auch notwendig ist, liegt in solchen Fällen eine höhere Dringlichkeitsstufe vor.
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In weiteren Ausführungsformen kann das Handlungserfordernis benutzerdefiniert sein. Mit anderen Worten, die Fahrsituationen, für die kein Handlungserfordernis, ein optionales Handlungserfordernis oder ein notwendiges Handlungserfordernis vorliegt, können durch den Insassen definiert und in einem Fahrerprofil hinterlegt sein. Dieses Fahrerprofil kann in einer Datenbank hinterlegt sein. Diese Datenbank kann in einem fahrzeugseitigen Steuergerät und/oder auf einem externen Server hinterlegt sein. Insbesondere für auf externen Datenbanken abgelegte Fahrerprofile können diese bspw. bei Fahrzeugbestellungen für Mobilitätsanbieter, z. B. Fahrzeugvermietungen, abgerufen werden.
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In anderen Ausführungsformen kann die Signalvorrichtung mindestens eines von visuellen, akustischen oder haptischen Signalen ausgeben. Insbesondere kann die Signalvorrichtung mindestens eine von Beleuchtungsvorrichtung, Lautsprechervorrichtung, Anzeigevorrichtung, und Vibrationsvorrichtung umfassen. Die Signalvorrichtung kann bereits fahrzeugseitig regelmäßig vorhanden und/oder nachgerüstet sein.
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Dadurch können die Signale der Signalvorrichtungen mindestens eines von folgenden umfassen: Textsignal, Farbsignal, Lichtsignal, Sprachsignal und Vibrationssignal. Es versteht sich, dass die Auflistung nicht abschließend ist.
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Insbesondere wenn haptische Signale an den Insassen ausgegeben werden, muss dieser während einer Aufwachphase nicht die Augen öffnen, um das Signal der Signalvorrichtung wahrzunehmen. Beispielsweise kann dem Insassen über die Signalvorrichtung, die als Verstell- und/oder Vibrationsanordnung für eine Sitz-/Liegeanordnung für den Insassen ausgebildet sein kann, ein Vibrationssignal übermittelt werden. Zum Beispiel kann ein vorbestimmtes periodisches Vibrationssignal angeben, dass der Insasse weiterschlafen kann, weil kein Handlungserfordernis für ihn vorliegt. Alternativ oder ergänzend kann durch ein weiteres Vibrationssignal, bspw. mit einer vergleichsweise kurzfrequentierten Schwebung, mitgeteilt werden, dass alles in Ordnung ist, aber eine Verspätung von mehr als einer Stunde gegenüber der geplanten Ankunftszeit besteht. Oder es kann mit weiteren vorbestimmten Schwingungssignalen mitgeteilt werden, dass ein eingehender Telefonanruf von einer unbekannten Person oder einer bekannten Person erfolgte, der jedoch (aufgrund eines Schlafzustands des Insassen) unterdrückt wurde. Daraufhin kann der Insasse durch entsprechende Sprachbefehle ein Infotainmentsystem des Fahrzeugs ansteuern, um entsprechende Rückrufe zu veranlassen. In einer anderen Ausführungsform kann sich der Insasse durch entsprechende Sprachbefehle Informationen über den verpassten Anrufen ausgeben lassen, z. B. von seinem Infotainmentsystem, und einen entsprechenden Rückruf einleiten.
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Durch die Nutzung von haptischen Signalen wird der Komfort für den Insassen weiterhin erhöht, da er seine Augen während der Fahrt nicht öffnen muss.
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In manchen Ausführungsformen können die von der Signalvorrichtung ausgegebenen Signale repräsentativ für verschiedene Eskalationsstufen sein. So kann ein erstes Signal eine erste Eskalationsstufe repräsentieren, in der kein Handlungserfordernis vorliegt. Ein zweites Signal kann eine zweite Eskalationsstufe repräsentieren, in der ein optionales Handlungserfordernis vorliegt. Ein drittes Signal kann eine dritte Eskalationsstufe repräsentieren, in der eine Handlungserfordernis vorliegt.
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Beispielsweise können die Eskalationsstufen folgende Szenarien umfassen:
- Grün: Die geplante Fahrroute mit geplanten Zeiten kann eingehalten werden. Kein Eingreifen des Insassen ist notwendig.
- Gelb: Es gibt Veränderungen gegenüber der geplanten Fahrt (z. B. Verspätungen), aber ein Eingreifen des Insassen ist nicht zwingend erforderlich.
- Rot: Eine Entscheidung des Insassen ist erforderlich. Es ist (zeitnah) ein Eingreifen oder eine Handlung des Insassen erforderlich, z. B. eine Entscheidung, welche neue Fahrroute genommen werden soll.
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Insbesondere in einer Ausführungsform, in der die Signalvorrichtung dazu eingerichtet ist, farbliche visuelle Signale auszugeben, können die Eskalationsstufen durch Anzeigen entsprechender Farben wiedergegeben werden. Insbesondere ist die Verwendung eines Ampelsystems möglich, bei der die (oben erwähnten) erste, zweite und dritte Eskalationsstufe jeweils durch „grün“, „gelb“ bzw. „rot“ anzeigbar ist. Alternativ oder ergänzend kann die Anzahl der Eskalationsstufen sowie die entsprechende Farbgebung benutzerdefiniert sein.
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Durch die Verwendung eines Ampelsystems bei einer Signalvorrichtung, die farbliche visuelle Signale ausgeben kann, kann der Insasse so sanft wie möglich und dennoch sehr offensichtlich nach dem Aufwachen über eine vorliegende Fahrstatusinformation informiert werden.
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In manchen Ausführungsformen kann der Einstellparameter zusätzlich vom Insassen bzw. von dem Fahrerprofil abhängig, also benutzerdefiniert, sein. Alternativ oder ergänzend zu den benutzerdefinierten Handlungserfordernissen kann also auch ein Einstellen bzw. Steuern der Signalvorrichtung benutzerdefiniert sein. Beispielsweise kann ein Fahrer bevorzugen, dass Signale nur in Textform, z. B. auf einer Anzeigevorrichtung im Fahrzeug, übermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann je nach Fahrstatusinformation auch eine entsprechende Signalart und/oder eine Kombination der verschiedenen Signalarten von der Signalvorrichtung ausgegeben werden. Zum Beispiel können Farbsignale mit Sprachansagen und/oder Textdarstellung, z. B. über voraussichtliche Ankunftszeit oder Verspätung, aktuelle Fahrgeschwindigkeit, momentane Position auf einer Karte, usw., kombiniert werden.
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So kann die Signalvorrichtung derart eingestellt/gesteuert werden, dass der Insasse in einem Beispiel nach dem Aufwachen mittels der Signale der Signalvorrichtung nur über derzeitige Uhrzeit und voraussichtliche Ankunftszeit informiert wird. Auch kann er darüber informiert werden, wodurch er aufgeweckt wurde. Ferner kann er darüber informiert werden, ob ein eingehender und ggf. erwarteter Telefonanruf erfolgte, der während seines Schlafzustands unterdrückt wurde.
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In manchen Ausführungsformen kann eine Verwendung und/oder eine Intensität der visuellen, haptischen Signale und akustischen Signale ebenfalls benutzerdefiniert und/oder von der Fahrstatusinformation abhängig sein. Eine Intensität der akustischen Signale entspricht der Lautstärke der Signale.
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In einigen Ausführungsformen kann die Signalvorrichtung eine Fahrzeuginnenraumbeleuchtung umfassen, die insbesondere als eine Ambientebeleuchtung ausgebildet ist.
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In anderen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner umfassen:
- - Ermitteln von Fahrereignissen aus den Fahrstatusinformationen; und
- - Anzeigen der Fahrereignisse in einer Anzeigevorrichtung des Fahrzeugs.
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Das Ermitteln der Fahrereignisse entspricht einem Ermitteln einer Fahrstatusinformationshistorie. Somit kann der Fahrer nach dem Aufwachen nachvollziehen, weswegen er aufgewacht ist. Die Anzeige der Fahrereignisse bzw. der Fahrstatusinformationshistorie kann durch, insbesondere animierte, Darstellungen vergangener Fahrsituationen, Verkehrssituationen, etc., erfolgen. Diese Situationen können insbesondere durch entsprechende Umfeldsensoren erfassbar sein.
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Beispielsweise ist es möglich, bestimmte Fahrereignisse, wie z. B. ein starkes Bremsen, auf einer Anzeigevorrichtung des Fahrzeugs darstellen zu lassen, damit der Insasse nachvollziehen kann, weswegen er aufgewacht ist. Ferner ist es auch möglich, den Insassen per Text und/oder über eine Sprachansage zu informieren, dass ein anderer Verkehrsteilnehmer in dem Zusammenhang gehupt hat und mit dem Hupen ein Grenzwert für eine Lautstärke in dem Fahrzeuginnenraum überschritten wurde. Dementsprechend kann sich der Insasse auch eine Meldeliste von Fahrereignissen (Fahrstatusinformationshistorie), insbesondere Fahrzeugmanövern mit zugehörigen Uhrzeiten und Ortsangaben, aus seiner gesamten vergangenen Schlafzeit anzeigen lassen. Insbesondere ist möglich, mindestens eines von den folgenden möglichen Fahrereignissen zu erfassen: Beschleunigungen, Brems- und Lenkmanöver des Fahrzeugs, die zu Kräften über bestimmten Grenzwerten am Fahrer führen, Lautstärkeüberschreitungen eines Grenzwerts in dem Fahrzeuginnenraum, Helligkeiten über einem Grenzwert in der Fahrzeugkabine. Diese Fahrereignisse können, ggf. animiert, dargestellt werden. Auf diesem Weg kann der Insasse im Nachhinein zumindest teilweise nachvollziehen, warum er unruhig geschlafen hat.
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Ferner kann der Insasse Routen, auf denen er schlecht geschlafen hat, z. B. wegen eines Fahrbahnbelags mit einer Anmerkung versehen lassen, und somit für eine zukünftige Fahrt eine andere Route auswählen. Auch kann dem Insassen bei einer zukünftigen Routenplanung mitgeteilt werden, dass er auf einer vorgeschlagenen Route letztes Mal oder bereits mehrmals schlecht geschlafen hat.
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Durch das Anzeigen von Fahrereignissen bzw. der Fahrstatusinformationshistorie kann eine höhere Akzeptanz hinsichtlich der Fahrweise des autonom betriebenen Fahrzeugs aufgebaut und zusätzlich ein verstärktes Sicherheitsgefühl für den Insassen entwickelt werden.
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In anderen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner umfassen:
- - Einstellen mindestens eines von einer Informationsdarstellungsvorrichtung und einer Komfortvorrichtung in Abhängigkeit der Insassenstatusinformation.
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Dabei kann die Informationsdarstellungsvorrichtung und/oder Komfortvorrichtung fahrzeugseitig vorliegen, d.h. in dem Fahrzeug integriert sein.
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Eine Informationsdarstellungsvorrichtung kann mindestens eines von einem Anzeigeinstrument, einem Kombinationsinstrument, Navigationssystem sowie einem Infotainmentsystem des Fahrzeugs, VR-Brille und AR-Brille umfassen. So kann eine Helligkeit der visuellen Darstellungen auf der Informationsdarstellungsvorrichtung, insbesondere deren Anzeigevorrichtung, reduziert oder sogar ausgeblendet werden, wenn sich der Insasse im Schlafzustand befindet, und entsprechend erhöht bzw. eingeblendet werden, wenn er sich im Wachzustand befindet. Alternativ oder ergänzend können akustische Signale der Informationsdarstellungsvorrichtung reduziert oder sogar ausgeblendet werden, wenn sich der Fahrer im Schlafzustand befindet, und entsprechend bzw. eingeblendet werden, wenn er sich im Wachzustand befindet. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, die Informationsdarstellungsvorrichtung während des Schlafzustands des Fahrers abzuschalten und entsprechend im Wachzustand wieder einzuschalten.
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Die Komfortvorrichtung kann bspw. als mindestens eine von einer Klimaanlage, Musikwiedergabevorrichtung, Sitzheizungsvorrichtungen, VR-Brille und AR-Brille ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Klimaanlage und/oder die Sitzheizungsvorrichtung derart eingestellt sein, dass eine optimale oder vom Fahrer bevorzugte Schlaftemperatur in dem Fahrzeuginnenraum bzw. auf dem Sitz eingestellt wird, wenn sich der Fahrer im Schlafzustand befindet. Auch eine Ausgabelautstärke der Musikwiedergabevorrichtung kann im Schlafzustand des Fahrers reduziert werden, um angenehme Schlafbedingungen zu schaffen. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, die Komfortvorrichtung während des Schlafzustands des Fahrers abzuschalten und entsprechend im Wachzustand wieder einzuschalten.
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Durch das Einstellen mindestens eines von der Informationsdarstellungsvorrichtung und der Komfortvorrichtung in Abhängigkeit der Insassenstatusinformation kann ein Einschlafen, ein Schlafen und ein Aufwachen des Insassen erleichtert werden, da in Schlafphasen der Insasse durch weniger Reize, insbesondere visuelle und/oder akustische Signale, innerhalb der Fahrzeugkabine gestört wird.
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In weiteren Ausführungsformen kann die Insassenstatusinformation mindestens eines von Folgenden umfassen: Atemfrequenz, Atemfluss, Atemtiefe, Körpertemperatur, Herzschlagfrequenz, Puls, Blutdruck, Sauerstoffsättigung im Blut, Augenlidschlag, Augenbewegung, Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche, Hirnstrombild, Beinbewegung, Körperlage und Körpergeräusche des Insassen.
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Aus diesen Informationen lässt sich vergleichsweise zuverlässig der Schlafzustand und Wachzustand des Insassen ableiten, so dass ein Aufwachvorgang ableitbar ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System für ein Fahrzeug mit einem autonomen Betriebsmodus, umfassend:
- ein Fahrerfassungssystem zur Ermittlung einer Fahrstatusinformation;
- ein Insassenerfassungssystem zur Ermittlung einer Insassenstatusinformation, wobei die Insassenstatusinformation einen Wachstatus und einen Schlafstatus eines Insassen des Fahrzeugs umfasst;
- eine Signalvorrichtung zur Ausgabe von Signalen an den Insassen; und
- eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.
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Für die Fahrstatusinformation gelten die zum ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen zur Fahrstatusinformation.
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Das Fahrerfassungssystem kann mindestens eines von folgenden Erfassungseinrichtungen umfassen: Füllstandsensoren, Mikrofone, Kameravorrichtungen, Umfeldsensoren wie Radar-Anordnungen und Lidar-Anordnungen, Navigationssysteme, etc. Insbesondere können diese Erfassungsvorrichtungen bereits regelmäßig fahrzeugseitig vorhanden sein. Das Fahrerfassungssystem ist also dazu eingerichtet, Daten zu erfassen, aus denen die Fahrstatusinformation für das Fahrzeug ermittelbar/ableitbar ist.
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Für die Insassenstatusinformation gelten die zum ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen zur Insassenstatusinformation.
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Das Insassenerfassungssystem kann mindestens eines von folgenden Erfassungseinrichtungen umfassen: Elektroenzephalographie (EEG)-Sensor, Mikrofon, Kameravorrichtung, Bewegungs-, Beschleunigungs-, Druck-, Augenlidschlag-, Atemfrequenz-, Temperatur-, Herzschlagfrequenzsensor, Pulsoxymeter. Das Insassenerfassungssystem ist also dazu eingerichtet, Daten zu erfassen, aus denen die Insassenstatusinformation ermittelbar/ableitbar ist. Das Insassenerfassungssystem kann dazu eine oder mehrere Sensoranordnungen umfassen und teilweise fahrzeugseitig vorliegen, d.h. Teil des Fahrzeugs sein. Alternativ oder ergänzend kann das Insassenerfassungssystem teilweise in einer anziehbaren Vorrichtung, also einem Wearable, vorgesehen/integriert sein. Beispielsweise kann so ein Wearable als eine Smartwatch, VR-Brille, AR-Brille, etc. ausgebildet sein.
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Für die Signalvorrichtung gelten die zum ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen zur Signalvorrichtung.
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Die Steuereinrichtung kann als ein Steuergerät oder ein Verbund von Steuergeräten ausgebildet sein. Dabei ist die Steuereinrichtung über eine fahrzeuginterne Datenverbindung (Bussystem) und/oder eine drahtlose Verbindung mit dem oben beschriebenen Fahrerfassungssystem und Insassenerfassungssystem verbunden.
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Ferner ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die oben beschriebenen Verfahren auszuführen. Im Speziellen ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die folgenden Schritte auszuführen:
- - Ermitteln einer Fahrstatusinformation für das Fahrzeug;
- - Bestimmen eines Einstellparameters für die Signalvorrichtung in Abhängigkeit der Fahrstatusinformation;
- - Ermitteln einer Insassenstatusinformation, aus der ein Wachstatus und ein Schlafstatus eines Insassen des Fahrzeugs ermittelbar ist;
- - Feststellen eines Aufwachvorgangs des Insassen; und
- - Einstellen der Signalvorrichtung anhand des Einstellparameters in Reaktion auf das Feststellen des Aufwachvorgangs.
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Für diese Schritte gelten die zum ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen zu diesen Schritten.
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Es ist möglich, dass die oben beschriebenen Verfahren und das oben beschriebene System in entsprechender Weise aus dem Fahrzeugumfeld in den Wohnbereich übertragen werden können. So kann auch ein Aufwachvorgang einer im Wohnbereich befindlichen Person festgestellt werden. Es können in Reaktion auf das Feststellen des Aufwachvorgangs, insbesondere beruhigende, Signale über eine im Wohnbereich angeordnete Signalvorrichtung, z. B. eine Raumbeleuchtung und/oder eine Sprachausgabeeinrichtung, an die Person übermittelt werden. So kann in diesem Zusammenhang auch eine Sprachsteuerungsvorrichtung genutzt werden. Insbesondere können in einem Schlafzimmer bestimmte Signale, z. B. über die ambiente Beleuchtung, übermittelt werden, wobei das Signal angibt, dass bspw. eine bestimmte Person angerufen hat. Das einem Insassen bekannte Vorgehen aus einer Fahrzeugkabine kann auch auf Hotelzimmer übertragen werden, so dass er sich nicht umzustellen braucht. Somit können Hotels benutzerdefinierte (Aufwach-)Profile abrufen und in einem Hotelzimmer verwenden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
- 1 schematisch ein System für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 2 ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist der Aufbau eines Systems 100 für ein Fahrzeug 1 gezeigt. Dabei entspricht die gestrichelte Linie 1 einer Fahrzeugsystemgrenze. Das Fahrzeug 1 ist ausgebildet und eingerichtet, einen automatisierten Betriebsmodus auszuführen. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Steuergerät 2, das über eine fahrzeuginterne Datenverbindung, bspw. ein Bussystem, mit einem Fahrerfassungssystem 3, einem Insassenerfassungssystem 5, einem Navigationssystem 7, einer Signalvorrichtung 9, einer Informationsdarstellungsvorrichtung 11 und einer Komfortvorrichtung 13 verbunden ist. Optional kann das Steuergerät 2 über eine drahtlose Datenverbindung mit mindestens einem Wearable 15, z. B. einer Smartwatch, verbunden sein.
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Das Fahrerfassungssystem 3 kann mindestens eine von folgenden Erfassungseinrichtungen umfassen: eine Kameravorrichtung, ein Mikrofon, einen Radarsensor, einen Lidar-Sensor, einen Sensor zur Erfassung eines Kraftstoffvorrats/-verbrauchs und einen Sensor zur Erfassung einer Kapazität einer Antriebsbatterie des Fahrzeugs. Das Fahrerfassungssystem 3 ist derart ausgebildet, Daten zu erfassen, aus denen eine Fahrstatusinformation ermittelbar/ableitbar ist.
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In manchen Ausführungsformen sind Mikrofone zur Ermittlung der Fahrstatusinformation vorgesehen, um Geräusche außerhalb eines Fahrzeuginnenraums des Fahrzeugs 1 zu erfassen. Ergänzend können auch Mikrofone vorgesehen sein, die Geräusche innerhalb des Fahrzeuginnenraums erfassen. Entsprechendes gilt für Kameravorrichtungen zur Ermittlung der Fahrstatusinformation.
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Das Insassenerfassungssystem 5 kann mindestens eine von folgenden Erfassungseinrichtungen aufweisen: einen EEG-Sensor, eine Kameravorrichtung, ein Mikrofon, einen Beschleunigungssensor, einen Bewegungssensor, einen Drucksensor, einen Augenlidschlagsensor, einen Atemfrequenzsensor, einen Temperatursensor, einen Herzschlagfrequenzsensor und ein Pulsoxymeter. Das Insassenerfassungssystem 5 ist eingerichtet, Daten zu erfassen, aus denen eine Insassenstatusinformation ermittelbar/ableitbar ist. Insbesondere ist das Fahrererfassungssystem eingerichtet, Daten über den Insassen zu erfassen.
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Der EEG-Sensor kann in einer Smartwatch, einer VR-Brille und/oder einer AR-Brille vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend kann der EEG-Sensor in einer Kopfstütze einer Sitz- / Liegevorrichtung des Fahrzeugs 1 vorgesehen sein. So kann eine EEG-Messung über eine Distanz (Kopfstütze zu Kopf) durchgeführt werden, wodurch ein Aufmerksamkeits- und/oder ein Müdigkeitszustand des Insassen ermittelt werden kann. So kann der EEG-Sensor die entsprechenden Daten ohne Kontakt zum Fahrer erfassen.
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Ein Augenlidschlagsensor kann bspw. in einer VR-Brille und/oder AR-Brille integriert sein. Der Augenlidschlagsensor erfasst, ob Augenlider des Insassen über einen längeren Zeitraum geschlossen sind. Dies kann z. B. mit einem optischen Sensor umgesetzt werden, der auf ein Auge des Insassen schaut und zwischen den Zuständen „Auge auf“ und „Auge zu“ unterscheiden kann. Sind die Augen länger als eine vorbestimmte Dauer geschlossen, bspw. zwei Minuten, so kann davon ausgegangen werden, dass der Insasse eingeschlafen ist. Die vorbestimmte Dauer kann fahrerabhängig sein.
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In manchen Ausführungsformen kann mindestens eines von der Kameravorrichtung und dem Mikrofon des Fahrerfassungssystems die des Insassenerfassungssystems sein.
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Das Navigationssystem 5 ist ausgebildet und eingerichtet, eine derzeitige Position des Fahrzeugs 1 zu bestimmen, eine Routenberechnung und eine Routennachverfolgung durchzuführen sowie sonstige typische Funktionen eines Navigationssystems auszuführen. Entsprechend ist aus den Daten des Navigationssystems 5 auch die Fahrstatusinformation ermittelbar.
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Die Signalvorrichtung 9 kann mindestens eine von Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere Ambientebeleuchtung, für den Fahrzeuginnenraum, Lautsprechervorrichtung oder Aktuator für die Sitz-/Liegevorrichtung für den Fahrer umfassen, insbesondere eine Vibrationsvorrichtung. Die Signalvorrichtung 9 kann auch eine Anzeigevorrichtung zur Übermittlung von Textinformationen umfassen. Die Signalvorrichtung 9 kann mindestens eines von visuellen, akustischen und haptischen Signalen ausgeben.
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Die Informationsdarstellungsvorrichtung 11 kann als ein Anzeigeinstrument, ein KombinationsInstrument und/oder ein Infotainmentsystem ausgebildet sein. Die Komfortvorrichtung 13 kann als eine Klimaanlage, Sitz-/Liegeheizung oder Musikwiedergabevorrichtung ausgebildet sein. Das Wearable 15 kann als eine Smartwach, eine VR-Brille oder eine AR-Brille ausgebildet sein.
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In 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Hierbei stellen S und E einen Start bzw. ein Ende des Verfahrens dar.
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In S1 wird die Fahrstatusinformation ermittelt. Die Fahrstatusinformation wird aus Daten abgeleitet, die durch das Fahrerfassungssystem 3 und das Navigationssystem 3 erfasst und bereitgestellt werden.
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In S2 wird aus der Fahrstatusinformation ein Einstellparameter für die Signalvorrichtung 9 bestimmt. Dafür kann das Steuergerät 2 mindestens eines von Logiken, Modellen, Kennfeldern, Machine-Learning-Modulen, etc., aufweisen, die den Einstellparameter ermitteln können. In S2a, das optional ist, kann aus der Fahrstatusinformation eine Fahrstatusinformationshistorie ermittelt werden, die eine, insbesondere chronologische, Auflistung von Fahrereignissen ist.
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In S3 wird die Insassenstatusinformation ermittelt. Die Insassenstatusinformation wird aus Daten abgeleitet, die durch das Insassenerfassungssystem 5 und ggf. Wearables 9 erfasst und bereitgestellt werden. Die Ausführungen von S2 und S3 sind vertauschbar.
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In S3a, das optional ist, wird die Informationsdarstellungsvorrichtung 11 und die Komfortvorrichtung 13 in Abhängigkeit der Insassenstatusinformation eingestellt.
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In S4 wird die Abfrage durchgeführt, ob ein Aufwachvorgang des Insassen festgestellt werden kann bzw. vorliegt. Der Aufwachvorgang wird aus der Insassenstatusinformation ermittelt. Falls die Abfrage negativ ausfällt, also kein Aufwachvorgang festgestellt wird, geht das Verfahren wieder zurück zu S1. Dadurch wird sichergestellt, dass bei der Abfrage S4 die aktuelle Insassenstatusinformation sowie die aktuelle Fahrstatusinformation und ein entsprechender (aktueller) Einstellparameter berücksichtigt werden.
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In S5 wird die Signalvorrichtung 9 gemäß dem (aktuell bestimmten) Einstellparameter eingestellt.
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In manchen Ausführungsformen umfasst die Signalvorrichtung 9 eine Anzeigevorrichtung und/oder eine Ambientebeleuchtung, so dass dadurch eine grüne Farbe angezeigt werden kann, dass keine Gefahren bestehen und kein Handlungserfordernis für den Insassen vorliegt. Wenn in einer anderen Fahrsituation tatsächlich ein Handlungserfordernis für den Insassen besteht, kann die Signalvorrichtung 9 durch einen entsprechenden Einstellparameter derart eingestellt werden, dass sie eine (Warn-) Farbe, z. B. „gelb“ oder „rot“ anzeigt. Dadurch kann der Fahrer die Fahrsituation und/oder die Gesamtlage sofort erkennen.
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Wenn bei (seltenen) Gefahrensituationen tatsächlich ein Handlungserfordernis für den Insassen besteht, kann zusätzlich eine Textmitteilung auf der Anzeigevorrichtung mit optionaler animierter Anzeige auf der Anzeigevorrichtung und/oder eine Sprachansage ausgegeben werden, in welcher Form diese Handlung des Fahrers bestehen soll (z. B. „Steigen Sie bitte beim Halt in ca. zwei Minuten auf der rechten Seite in Fahrtrichtung des Fahrzeugs aus, wenn das Fahrzeug stehen geblieben ist.“).
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In S6, das optional ist, wird die Fahrstatusinformationshistorie angezeigt, sofern sie vorher in S2a ermittelt wurde. Somit kann der Insasse über das letzte Fahrereignis (z. B. ein vorangehendes Hupen eines anderen Verkehrsteilnehmers), das zeitlich unmittelbar mit dem Aufwachen des Insassen zusammenhängt, informiert werden, bspw. auf der Anzeigevorrichtung mit einer Textinformation. Alternativ oder ergänzend kann diese Information über eine bzw. mit einer Sprachansage erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Steuergerät
- 3
- Fahrerfassungssystem
- 5
- Insassenerfassungssystem
- 7
- Navigationssystem
- 9
- Signalvorrichtung
- 11
- Informationsdarstellungsvorrichtung
- 13
- Komfortvorrichtung
- 15
- Wearable
- E
- Verfahrensende
- S1-S6
- Verfahrensschritte
- S
- Verfahrensstart
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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