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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen einer Fahrerintention für einen Spurwechselassistenten in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeug, ein entsprechendes System sowie ein Verfahren und Computer-Programm.
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Die zunehmende Automatisierung der Fahrfunktion erlaubt es, verschiedene Modi zu wählen. Bei einem hochautomatisierten Fahren gibt der Fahrer nur noch taktische Anweisungen wie beispielsweise „rechts abbiegen“, „links abbiegen“ et cetera und das Fahrzeug führt die operative Steuerung komfortabel und sicher selbst durch. Bei einem klassischen Modus behält der Fahrer, wie bisher, die operative Fahraufgabe bei. Je nach Fahrsituation, Anforderungen und/oder Wunsch des Fahrers kann zwischen den Modi gewechselt werden.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 220 758 A1 ist ein Fahrsystem für ein Fahrzeug, enthaltend eine Rechnereinheit, welche umfeldbezogene und fahrzeugbezogene Daten mittels Sensoren auswertet und anhand der Daten einen autonomen Fahrbetrieb durchführt, bekannt. Ein Fahrerwunsch wird durch eine Interaktion des Fahrers eingeleitet. Diesem Fahrerwunsch wird vom autonomen Fahrsystem nachgekommen, sofern dies nach Auswertung der Datenlage möglich ist. Die Erfindung ist als Ergänzung bestehender autonomer Fahrsysteme vorgesehen. Nachteilig hierbei ist, dass der Fahrer keine Rückmeldung über eine dem Fahrerwunsch entsprechende Steuerung des Fahrzeugs erhält. Insbesondere kann eine Fehlinterpretation des Fahrerwunsches zu einer ungewollten Steuerung des Fahrzeugs führen.
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Die Offenlegungsschrift
WO 2007/050477 A1 betrifft eine Benutzerschnittstellenvorrichtung zur Auswahl eines Betriebsmodus für automatisiertes Fahren bei einem Kraftfahrzeug. Die Benutzerschnittstellenvorrichtung weist eine Schaltvorrichtung zum Umschalten zwischen verschiedenen Fahrautomatisierungsstufen eines Kraftfahrzeugs, eine Auswahlvorrichtung zur Festlegung wenigstens eines Fahrparameters zur Konfiguration der mittels der Schaltvorrichtung ausgewählten Fahrautomatisierungsstufe und eine mit der Auswahlvorrichtung zusammenwirkende Anzeigevorrichtung zur Anzeige von verfügbaren Auswahlmöglichkeiten für den wenigstens einen Fahrparameter bei der Konfiguration der ausgewählten Fahrautomatisierungsstufe auf. So wird die Auswahl und Konfiguration einer von mehreren Fahrautomatisierungsstufen des Kraftfahrzeugs auch beim Vorhandensein einer Vielzahl solcher Stufen und Konfigurationsmöglichkeiten dafür mit Hilfe eines einfachen und platzsparenden Bedienkonzepts mit nur zwei verschiedenen Eingabearten, nämlich dem Umschalten zwischen den Fahrautomatisierungsstufen und der Konfiguration mittels der Auswahlvorrichtung, ermöglicht. Nachteilig hierbei ist, dass neben den bekannten Bedienelementen eines Kraftfahrzeugs zusätzlich eine Schaltvorrichtung und eine Auswahlvorrichtung im Kraftfahrzeug angeordnet werden muss. Ferner muss ein Fahrer des Fahrzeugs zunächst in das System eingelernt werden, um die Fahrautomatisierungsstufen verwenden zu können.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit anzugeben, eine Fahrerintention beziehungsweise einen Fahrerwunsch in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeug zu erkennen und insbesondere umzusetzen. Vorzugsweise soll ein Fahrerwunsch intuitiv vermittelbar und fehlerunanfällig erkennbar sein.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Erkennen einer Fahrerintention für einen Spurwechselassistenten in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeug, mit:
- - einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Sensordaten mit Informationen zu einem Fahrbahnabschnitt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und Steuerdaten mit Informationen zu einer Steuereingabe eines Fahrers des Kraftfahrzeugs;
- - einer Analyseeinheit zum Bestimmen einer Verkehrssituation in der Umgebung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Sensordaten und zum Erzeugen eines Steuerbefehls basierend auf den Steuerdaten zum Steuern einer Fahrzeugeinheit des Kraftfahrzeugs;
- - einer Ausgangsschnittstelle zum Übermitteln des Steuerbefehls an die Fahrzeugeinheit des Kraftfahrzeugs, wobei der Steuerbefehl eine Steuerung des Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugeinheit in Form eines Fahrassistenzsystems basierend auf der Steuereingabe des Fahrers und eine Darstellung eines Hinweises bezüglich der Steuerung des Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugeinheit in Form eines Anzeigegeräts bewirkt, wobei die Steuereingabe zumindest abschnittsweise einer Steuereingabe beim manuellen Fahren entspricht.
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Die obige Aufgabe wird ferner gelöst von einem System zum Erkennen einer Fahrerintention für einen Spurwechselassistenten in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeug, mit:
- - einer Vorrichtung wie zuvor definiert;
- - einem AR-Anzeigegerät, insbesondere einem Head-Up-Display an dem Kraftfahrzeug, zum Ausgeben eines Hinweises und/oder eines weiteren Hinweises in Reaktion auf einen Steuerbefehl der Vorrichtung und
- - einem Fahrassistenzsystem zum Steuern des Kraftfahrzeugs in Reaktion auf einen Steuerbefehl der Vorrichtung.
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Schließlich wird die obige Aufgabe gelöst von einem Verfahren zum Erkennen einer Fahrerintention für einen Spurwechselassistenten in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte:
- - Empfangen von Sensordaten mit Informationen zu einem Fahrbahnabschnitt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und Steuerdaten mit Informationen zu einer Steuereingabe eines Fahrers des Kraftfahrzeugs;
- - Bestimmen einer Verkehrssituation in der Umgebung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Sensordaten;
- - Erzeugen eines Steuerbefehls basierend auf den Steuerdaten zum Steuern einer Fahrzeugeinheit des Kraftfahrzeugs; und
- - Übermitteln des Steuerbefehls an die Fahrzeugeinheit des Kraftfahrzeugs, wobei der Steuerbefehl eine Steuerung des Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugeinheit in Form eines Fahrassistenzsystems basierend auf der Steuereingabe des Fahrers und eine Darstellung eines Hinweises bezüglich der Steuerung des Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugeinheit in Form eines Anzeigegeräts bewirkt, wobei die Steuereingabe zumindest abschnittsweise einer Steuereingabe beim manuellen Fahren entspricht.
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Durch eine Eingangsschnittstelle kann eine kosteneffiziente Vorrichtung geschaffen werden, die vorzugsweise mit vorhandenen, im Kraftfahrzeug verbauten Systemen, Modulen und Einheiten verwendet werden kann. Eine Eingangsschnittstelle kann dabei kabelgebunden und/oder drahtlos ausgebildet sein und vorzugsweise ein oder mehrere Kommunikationsprotokolle unterstützen. Durch eine Analyseeinheit kann eine vorteilhafte Steuerung für das Kraftfahrzeug bestimmt werden, bei der einem Fahrerwunsch vorzugsweise nur dann entsprochen wird, wenn die Verkehrssituation das zulässt. Durch das Bestimmen einer Verkehrssituation in der Umgebung des Kraftfahrzeugs kann eine sichere Steuerung des Kraftfahrzeugs durch das Fahrassistenzsystem erfolgen. Insbesondere kann die Verkehrssituation ein Erkennen der befahrbaren Spuren umfassen. Die Sicherheit im Straßenverkehr wird erhöht. Eine Ausgangsschnittstelle ermöglicht eine kosteneffiziente Vorrichtung, die vorzugsweise mit vorhandenen Ausgabegeräten verwendet werden kann. Durch das Verwenden einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Daten kann eine technisch einfache und kostengünstige Vorrichtung geschaffen werden, die insbesondere nicht selbst einen Sensor umfassen muss. Somit kann die Vorrichtung in bereits bestehende Navigations- oder Infotainmentsysteme integriert werden. Mittels einer Ausgangsschnittstelle können bereits in das Kraftfahrzeug verbaute Komponenten zur Anzeige verwendet werden. Ferner ist es denkbar, ein AR-Anzeigegerät nachzurüsten und/oder mehrere AR-Anzeigegeräte kombiniert zu verwenden. Dadurch, dass die Steuereingabe zumindest abschnittsweise einer Steuereingabe beim manuellen Fahren entspricht, kann der Fahrer seine Intention intuitiv vermitteln, als würde er selbst das Kraftfahrzeug steuern. Es muss kein Einlernen des Fahrers erfolgen. Zudem kann durch eine Darstellung eines Hinweises bezüglich der Steuerung des Kraftfahrzeugs einfach, schnell und sicher eine Kontrolle der Steuerung des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer erfolgen. Es versteht sich, dass die Vorrichtung bevorzugt in einem Kraftfahrzeug mit Steer-by-Wire-Technologie verwendet wird, so dass der Lenkausschlag nicht direkt eine Querbeschleunigung nach sich zieht. Insbesondere wird vorzugsweise eine indirekte Lenkung des Kraftfahrzeugs vorausgesetzt, welche die Querregelung rein elektronisch aufgrund von Steuersignalen zum Beispiel des Lenkrades oder anderer Bedienelemente, wie zum Beispiel des Blinkerhebels, regelt. Beispielsweise ist eine derartige Ausstattung bei höher automatisierten Fahrzeugen vorhanden, in welchen die operative Fahraufgabe immer mehr in den Hintergrund tritt und stattdessen bevorzugt taktische Fahrmanöver ausgeführt werden. Der hier beschriebene Ansatz ermöglicht, einerseits die klassischen Bedienelemente zu belassen, diese aber bei Bedarf für abstraktere insbesondere taktische Fahrkommandos zu nutzen, und erlaubt zudem den intuitiven Wechsel zwischen verschiedenen Automatisierungsstufen im selben Kraftfahrzeug. Die Verwendung von konventionellen Bedienelementen wie Lenkrad und Blinkerhebel ermöglicht, dass vorzugsweise auf Wunsch zum Beispiel fahrerabhängig oder fahrsituationsabhängig zwischen den Modi „operative Steuerung“, also aktives Steuern des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer, und „taktische Steuerung“, also Steuern des Kraftfahrzeugs durch ein Fahrassistenzsystem in Reaktion auf eine Anweisung/einen Wunsch des Fahrers, gewechselt werden kann.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausgangsschnittstelle zum Übermitteln des Steuerbefehls an ein AR-Anzeigegerät in Form eines AR-HUDs ausgebildet ist und vorzugsweise zur Installation in ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist und besonders bevorzugt Teil eines Bordcomputers, Infotainment- und/oder Navigationssystems ist. Hierdurch kann der Fahrer eine für sich verständliche Konfiguration wählen. Die Akzeptanz, der Komfort und das Verständnis des Systems können verbessert und erhöht werden. Ein Steuerbefehl für ein AR-HUD ermöglicht eine verbesserte Visualisierung der Information für einen Fahrer. Insbesondere kann ein Fahrer seinen Blick auf die Fahrbahn richten und muss nicht auf ein zusätzliches Display im Kraftfahrzeug schauen. Die Sicherheit im Straßenverkehr wird erhöht.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Analyseeinheit einen Steuerbefehl bestimmt, der eine Darstellung eines Hinweises zur Anzeige einer vom Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur, vorzugsweise mittels einer Verortung des Hinweises durch Augmented Reality, bewirkt. Hierdurch kann der Ist-Zustand leicht vom Fahrer erfasst werden. Durch eine Verortung des Hinweises kann die aktuell befahrene Fahrspur verbessert vom Fahrer erkannt werden. Insbesondere in einem zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb, bei dem eine Konzentration des Fahrers vermindert sein kann, ist hierdurch eine schnelle Einschätzung des Ist-Zustands durch den Fahrer möglich.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Steuerdaten eines Lenkrads, Blinkerhebels, Joysticks und/oder eines Bestätigungsschalters ausgebildet ist und die Steuerung ein Abbiegen und/oder einen Spurwechsel umfasst. Hierdurch kann in einem zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb ein Fahrerwunsch durch bekannte Bedieneingaben und Bedienelemente erfasst werden. Der Fahrer kann auch im zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb das Fahrzeug mit den gewohnten Bedieneingaben steuern. Die Akzeptanz und der Komfort werden erhöht. Insbesondere kann, wie bereits prinzipiell im Stand der Technik bekannt, ein erster und zweiter Joystick bei einem Steer-by-Wire Fahrzeug verwendet werden.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Analyseeinheit einen Steuerbefehl bestimmt, der in Reaktion auf eine Steuereingabe des Fahrers eine Darstellung eines weiteren Hinweises mit Informationen zu einer gemäß dem Steuerbefehl mittels des Fahrassistenzsystems durchzuführenden Steuerung, vorzugsweise mittels einer Verortung des weiteren Hinweises durch Augmented Reality, bewirkt. Hierdurch kann schnell und effizient eine Kontrolle der durchzuführenden Steuerung durch den Fahrer erfolgen. Ferner kann der Komfort gesteigert werden, da der Fahrer mittels eines vorzugsweise in der Umgebung verorteten Hinweises das Fahrmanöver bestimmt. Der Fahrer kann bei der Auswahl seinen Blick auf die Straße gerichtet lassen. Die Sicherheit im Straßenverkehr wird erhöht.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingangsschnittstelle dazu ausgebildet ist, Steuerdaten zu empfangen, die eine Bestätigung der gemäß dem Steuerbefehl mittels des Fahrassistenzsystems durchzuführenden Steuerung durch einen Bestätigungsschalter umfasst, wobei der Steuerbefehl die durchzuführende Steuerung nach Erhalt der Bestätigung bewirkt. Hierdurch kann die durchzuführende Steuerung verbessert bestimmt werden. Insbesondere kann durch den Erhalt einer Bestätigung einem unnötigen Berechnen von Steuerdaten entgegengewirkt werden. Die Bestätigung kann beispielsweise durch Tastendruck des Bestätigungsschalters oder auch durch ein akustisches Kommando durch den Fahrer erfolgen. Es versteht sich, dass der Bestätigungsschalter dann eine Schaltlogik und ein Mikrofon umfassen kann. Vorzugsweise wird erst, wenn die durchzuführende Steuerung bestätigt ist, mit der Berechnung der Steuerparameter zum zumindest teilweise autonomen Fahren des Kraftfahrzeugs begonnen. Es versteht sich, dass die Analyseeinheit auch zunächst nur einen Steuerbefehl für den Hinweis ausgeben kann und dann in Reaktion auf den Erhalt der Bestätigung einen weiteren Steuerbefehl für das Fahrassistenzsystem bestimmt.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Steuerdaten in Form von Abbruchdaten mit Informationen zu einer Rücknahme der gemäß dem Steuerbefehl durchzuführenden Steuerung ausgebildet ist, wobei die Abbruchdaten insbesondere eine Gegendrehung des Lenkrades, ein Gegensteuern mittels des Joysticks, haptische Eingaben und/oder akustische Eingaben durch den Fahrer umfassen. Hierdurch kann die Sicherheit und der Komfort erhöht werden, da Fehleingaben schnell und intuitiv korrigiert beziehungsweise abgebrochen werden können. Es versteht sich, dass die Analyseeinheit nach Erhalt der Abbruchdaten einen neuen Steuerbefehl bestimmen kann, wobei die gemäß dem Steuerbefehl durchzuführende Steuerung ein Verbleiben und Befahren der aktuell befahrenen Fahrspur umfasst.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Unter Steer-by-Wire ist insbesondere ein System in der Fahrzeugtechnik zu verstehen, bei dem ein Lenkbefehl von einem Sensor, insbesondere dem Lenkrad, über ein Steuergerät ausschließlich elektrisch zum elektromechanischen Aktor, der den Lenkbefehl ausführt, weitergeleitet wird. Es besteht bei einem solchen System keine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern.
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Unter autonomem Fahren, auch bekannt als automatisches Fahren beziehungsweise automatisiertes Fahren, ist die Fortbewegung von Fahrzeugen und fahrerlosen Transportsystemen zu verstehen. Der Grad der Automatisierung wird oft in den folgenden Stufen wiedergegeben. Stufe 0: Keine Automation. Der Fahrer lenkt, beschleunigt und bremst selbst. Stufe 1: Das Auto verfügt über einzelne unterstützende Systeme wie Antiblockiersystem (ABS) oder Elektronisches Stabilitätsprogramm (EPS), die selbsttätig eingreifen. Stufe 2: Automatisierte Systeme übernehmen Teilaufgaben (zum Beispiel adaptive Geschwindigkeitsregelung, Spurwechselassistent, automatische Notbremsung). Der Fahrer behält aber die Hoheit über das Fahrzeug und die Verantwortung. Stufe 3: Das Auto kann streckenweise selbsttätig beschleunigen, bremsen und lenken (bedingte Automation). Bei Bedarf fordert das System den Fahrer auf, die Kontrolle zu übernehmen. Stufe 4: In Normalbetrieb kann das Fahrzeug vollständig autonom fahren. Der Fahrer hat aber die Möglichkeit einzugreifen und das System zu „überstimmen“. Stufe 5: Vollautomatisierter, autonomer Betrieb des Fahrzeugs ohne die Möglichkeit (und Notwendigkeit) des Eingreifens durch den Fahrer.
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Das Head-Up-Display (HUD; wörtlich: „Kopf-oben-Anzeige“) ist ein Anzeigesystem, bei dem der Nutzer seine Blickrichtung und damit seine Kopfhaltung beibehalten kann, weil die Informationen in sein Sichtfeld projiziert werden. Zu den Nutzern gehören neben Piloten unter anderem auch Autofahrer. Insbesondere kann mit einem HUD eine erweiterte Realität (auch Englisch: Augmented Reality, kurz AR) kombiniert werden. AR bedeutet dabei eine computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung. Diese Information kann alle menschlichen Sinnesmodalitäten ansprechen. Häufig wird jedoch unter erweiterter Realität nur die visuelle Darstellung von Informationen verstanden, also die Ergänzung von Bildern oder Videos mit computergenerierten Zusatzinformationen oder virtuellen Objekten mittels Einblendung/Überlagerung.
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Mit Car-to-Car-Communication - Car2Car, C2C oder vehicle2vehicle - V2V - wird der Austausch von Informationen und Daten zwischen Kraftfahrzeugen bezeichnet, um dem Fahrer frühzeitig kritische und gefährliche Situationen zu melden. Car2Car ist ein Spezialfall von Car2X - auch unter V2X bekannt -, der Kommunikation von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung, neben anderen Verkehrsteilnehmern insbesondere der Infrastruktur.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erkennen einer Fahrerintention für einen Spurwechselassistenten in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeug;
- 2 eine schematische Darstellung einer Variante eines erfindungsgemäßen Systems;
- 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Systems in einem Kraftfahrzeug;
- 4a bis 4c schematische Darstellungen von Ausgaben des Systems aus der Fahrerperspektive;
- 5a bis 5c weitere schematische Darstellungen von Ausgaben des Systems aus der Fahrerperspektive;
- 6a und 6b weitere schematische Darstellungen von Ausgaben des Systems aus der Fahrerperspektive;
- 7a und 7b weitere schematische Darstellungen von Ausgaben des Systems aus der Fahrerperspektive;
- 8a bis 8c weitere schematische Darstellungen von Ausgaben des Systems aus der Fahrerperspektive; und
- 9 eine schematische Darstellung der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Erkennen einer Fahrerintention für einen Spurwechselassistenten in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Eingangsschnittstelle 12, eine Analyseeinheit 14 und eine Ausgangsschnittstelle 16.
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Die Eingangsschnittstelle 12 ist dazu ausgebildet, Daten umfassend Sensordaten mit Informationen zu einem Fahrbahnabschnitt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und Steuerdaten mit Informationen zu einer Steuereingabe eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zu empfangen. Die Daten können beispielsweise Positionen und Geschwindigkeiten von Kraftfahrzeugen in einer Umgebung des eigenen Kraftfahrzeugs, erkannte Verkehrsschilder und/oder einen Navigationshinweis umfassen und beispielsweise von einem Tachometer, GPS-Empfänger, einem Radar-, Laser- oder Lidarsensor, einer Kamera und/oder Navigationssystem stammen. Zum Empfangen ist die Eingangsschnittstelle 12 vorzugsweise an ein fahrzeuginternes Übertragungsnetz angeschlossen. Ferner kann die Eingangsschnittstelle 12 auch zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet sein oder mit einem proprietären, beispielsweise kabelgebundenen, Übertragungsnetz verbunden sein.
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Die Analyseeinheit 14 ist dazu ausgebildet, die Daten zu empfangen und einen Steuerbefehl zu generieren, wobei der Steuerbefehl eine Steuerung des Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugeinheit in Form eines Fahrassistenzsystems basierend auf der Steuereingabe des Fahrers und eine Darstellung eines Hinweises bezüglich der Steuerung des Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugeinheit in Form eines Anzeigegeräts bewirkt. De Steuereingabe entspricht zumindest abschnittsweise einer Steuereingabe beim manuellen Fahren. Die Analyseeinheit 14 bestimmt eine Verkehrssituation in der Umgebung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Sensordaten . Es versteht sich, dass die Analyseeinheit 14 auch eine bereits vom Fahrassistenzsystem oder einem anderen System bestimmte Verkehrssituation empfangen und verwenden kann.
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Die Ausgangsschnittstelle 16 ist dazu ausgebildet, den Steuerbefehl an eine Fahrzeugeinheit des Kraftfahrzeugs zu übermitteln, wobei die Fahrzeugeinheit insbesondere ein Anzeigegerät und/oder ein Fahrassistenzsystem umfassen kann. Die Ausgangsschnittstelle 16 kann analog zur Eingangsschnittstelle 12 zur Kommunikation ausgebildet sein. Es versteht sich, dass die Eingangsschnittstelle 12 und die Ausgangschnittstelle 16 auch kombiniert als Kommunikationsschnittstelle zum Senden und Empfangen ausgebildet sein können.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 18 mit einer Vorrichtung 10, einem AR-Anzeigegerät 20 und einem Fahrassistenzsystem 22.
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Die Vorrichtung 10 empfängt, wie oben erläutert, Daten umfassend Sensordaten und Steuerdaten.
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Auf Basis der Daten erstellt die Vorrichtung 10 einen Steuerbefehl für das AR-Anzeigegerät 20 und bewirkt so eine Darstellung eines Hinweises 26 bezüglich einer durchzuführenden Steuerung des Kraftfahrzeugs auf einer Frontscheibe 30 des Kraftfahrzeugs. In dem gezeigten Beispiel umfasst das AR-Anzeigegerät 20 ein Head-Up-Display, wobei eine Projektionseinheit 24 beweglich ausgebildet ist und beispielsweise mittels Aktoren bewegt werden kann, so dass der Hinweis 26 an eine Position im Sichtfeld des Fahrers an die Frontscheibe 30 projiziert werden kann. Insbesondere kann eine Größe, Position und Form des Hinweises 26 variiert werden. Hierdurch kann der Hinweis 26 direkt an der Frontscheibe 30 des Kraftfahrzeugs angezeigt werden. Ferner kann ein weiterer Hinweis 28 dargestellt werden, der vorzugsweise die momentane Ist-Position, also insbesondere einen momentan befahrenen Fahrstreifen, markiert.
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Die Sensordaten können von einem Sensor 32 stammen, der beispielsweise einen Tachometer, einen GPS-Empfänger, einen Radar-, Laser- oder Lidarsensor, eine Kamera umfasst.
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Die Steuerdaten können insbesondere von einem Lenkrad 34, einem Blinkerhebel 36, einem Joystick 37 und/oder einem Navigationssystem 38 stammen. Es versteht sich, dass eine Betätigung des Blinkerhebels 36, des Joysticks 37 und/oder eine Betätigung des Lenkrads 34 durch entsprechende Schalter und Sensoren 32, wie prinzipiell im Stand der Technik bekannt, erfasst werden können. Wird eine durch den Fahrer imitierte Steuerung, beispielsweise eine Drehung des Lenkrads 34, erkannt, kann die Analyseeinheit 14 einen Steuerbefehl an das Fahrassistenzsystem 22 übermitteln, der beispielsweise die Information „Spur wechseln links“ umfasst. Sodann kann das Fahrassistenzsystem 22 eine entsprechende Steuerung für das Kraftfahrzeug berechnen und durchführen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Variante des erfindungsgemäßen Systems 18 in einem Kraftfahrzeug 40. Das erfindungsgemäße System 18 umfasst eine Vorrichtung 10, ein AR-Anzeigegerät 20 und ein Fahrassistenzsystem 22. Das AR-Anzeigegerät 20 umfasst in dem gezeigten Beispiel eine Projektionseinheit 24, die an die nicht näher gezeigte Frontscheibe 30 des Kraftfahrzeugs 40 projizieren kann.
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Die Vorrichtung 10 empfängt, wie oben beschrieben, Daten umfassend Sensordaten und Steuerdaten. In dem gezeigten Beispiels umfasst der Sensor 32 eine Frontkamera. Es versteht sich, dass weitere Sensoren 32 denkbar sind. Insbesondere kann eine Sensordatenfusion von Daten aus mehreren Sensoren 32 erfolgen, um eine höhere Datenqualität zu erreichen.
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Die Vorrichtung 10 analysiert die empfangenen Daten und bestimmt einen Steuerbefehl, der eine Darstellung eines Hinweises 26 und/oder eines weiteren Hinweises 28 bewirkt, wobei anhand des weiteren Hinweises 28 eine durchzuführende Steuerung des Kraftfahrzeugs 40 vermittelbar ist. Beispielsweise kann der weitere Hinweis 28 einen Fahrsteifen markieren, wobei die durchzuführende Steuerung einen Wechsel des Fahrstreifens umfasst. Insbesondere kann der weitere Hinweis 28 in Reaktion auf eine Steuereingabe des Fahrers vorzugsweise in Echtzeit angepasst werden. Beispielsweise kann eine Drehung des Lenkrads 34 direkt eine Verschiebung des weiteren Hinweises 28 auf einen anderen Fahrstreifen bewirken. Besonders bevorzugt wird das vorgeschlagene Fahrmanöver, also die durchzuführende Steuerung des Kraftfahrzeugs 40, durch den Fahrer bestätigt und sodann vom Fahrassistenzsystem 22 durchgeführt.
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In den 4a bis 8c sind Ausgaben 42 des Systems 18 aus der Fahrerperspektive schematisch dargestellt. Aus Gründen der Übersicht wurde nur ein Hinweissymbol für die Hinweise 26, 28 verwendet und auch jeweils nur ein Hinweis 26, 28 dargestellt. Es versteht sich, dass auch eine parallele Darstellung beider Hinweise 26, 28 denkbar ist. Ferner wurde als beispielhaftes Eingabemedium zum Erzeugen von Steuerdaten ein Lenkrad 34 dargestellt.
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In 4a ist eine Situation gezeigt, in der das Kraftfahrzeug 40 einen mittleren Fahrsteifen einer mehrspurigen Straße befährt. Dieser aktuell befahrene Fahrstreifen ist mittels dem Hinweis 26 markiert.
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Der Fahrer hat die Möglichkeit, durch Bewegung zum Beispiel des Lenkrades 34 oder des Blinkerhebels 36 einen benachbarten Fahrsteifen zu markieren.
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In 4b ist der linke Fahrsteifen markiert und in 4c ist der rechte Fahrsteifen markiert. Längs- und Querregelung des Kraftfahrzeugs 40 werden vom Fahrassistenzsystem 22 des Kraftfahrzeugs 40 kontrolliert. Dem Kraftfahrzeug 40 ist anhand seines Umfeldmodells bekannt, welche Fahrzeuge sich in seiner direkten Umgebung befinden. Dieses Umfeldmodell wird über die fahrzeugeigene Sensorik und über V2X aktuell gehalten. Das Kraftfahrzeug 40 kann optional auch über V2X kooperative Absprachen mit Fahrzeugen der Umgebung treffen. Auf Basis dessen leitet das Kraftfahrzeug 40 selbstständig den Spurwechsel ein.
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In 5a ist eine Variante gezeigt, bei der der Fahrer die Möglichkeit hat, seine Auswahl per Knopfdruck durch Betätigung eines Bestätigungsschalters 44 zu bestätigen.
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Hat der Fahrer die durchzuführende Steuerung bestätigt, kann wie in 5b gezeigt das Lenkrad 34 losgelassen werden, so dass das Lenkrad 34 vorzugsweise wieder in die ursprüngliche Position zurückkehrt. Optional kann der Fahrer Abbruchdaten erzeugen, um das Manöver abzubrechen. Dies kann zum Beispiel durch eine Gegendrehung des Lenkrades 34 geschehen aber auch andere haptische oder akustische Signale wie ein gesprochenes Kommando, beispielsweise „Halt!“, „Zurück!“, „Nein!“. Es versteht sich, dass weitere Eingabemöglichkeiten denkbar sind. Nach Abschluss des Spurwechselmanövers kann der Fahrer optional über den erfolgreichen Spurwechsel informiert werden beispielsweise mittels akustischer, visueller und/oder haptischer Signale.
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In 5c ist eine Situation gezeigt, in der das Kraftfahrzeug 40 den Spurwechsel durchgeführt hat und den linken Fahrsteifen einer mehrspurigen Straße befährt. Der aktuell befahrene linke Fahrstreifen ist durch den Hinweis 26 angezeigt. Es versteht sich, dass der Hinweis 26 optional ist.
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In 6a ist eine Ausgangssituation dargestellt, bei der der Fahrer einen Spurwechsel über mehrere Fahrspuren durchführen möchte. Eine beispielhafte, alternative Ausgangssituation wäre beispielsweise ein Bus, welcher sich in der Haltestellenbucht befindet und unmittelbar danach links abbiegen muss. Hierzu sollten mehrere Fahrstreifen innerhalb einer kurzen Distanz gekreuzt werden. In dem gezeigten Beispiel hat der Fahrer durch Bewegung des Lenkrads 34 den Fahrsteifen ausgewählt, zu dem das Kraftfahrzeug 40 manövrieren soll. Die Vorrichtung 10 hat diesen Fahrstreifen durch den weiteren Hinweis 28 markiert. Dabei kann je nach Dauer und/oder Stärke des Lenkradeinschlags die Markierung durch den Fahrer auf den gewünschten Fahrstreifen gesetzt werden.
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In 6b ist eine Situation gezeigt, in der das Kraftfahrzeug 40 den Spurwechsel über mehrere Fahrstreifen durchgeführt hat und den rechten Fahrsteifen einer mehrspurigen Straße befährt. Der aktuell befahrene rechte Fahrstreifen ist durch den Hinweis 26 angezeigt. Der Wechsel über mehrere Fahrstreifen erfolgt analog zu dem oben beschriebenen Wechsel eines Fahrstreifens.
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In 7a ist eine Ausgangssituation des Befahrens eines beispielsweise linken oder mittleren Fahrsteifens gezeigt. Der Fahrer möchte die Straße an einer Abfahrt oder Abzweigung verlassen. Dazu markiert er mit dem Lenkrad 34 den Abbiegestreifen und teilt so dem Kraftfahrzeug 40 seinen Abbiegewunsch mit. Dies entspricht vom Ablauf her dem bereits bezüglich der 6a und 6b beschriebenen Anwendungsfall. Alternativ kann der Fahrer auch ein Hinweisschild am Straßenrand markieren und teilt so dem Kraftfahrzeug 40 und insbesondere dem System 18 mit, welche Ausfahrt oder Abzweigung er nehmen möchte. Unter „Markieren“ ist insbesondere das Bewegen des weiteren Hinweises 28, wie oben beschrieben, durch Lenkeinschlag zu verstehen.
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Der Fahrer markiert durch Bewegung des Lenkrads 34 ein Hinweisschild am Straßenrand. Dem Kraftfahrzeug 40 ist Position und Aussage des Hinweisschildes bekannt, entweder weil die Information bereits zum Beispiel in der Navigation oder dem Umfeldmodell hinterlegt ist oder die Information von einem anderen Kraftfahrzeug mit Verkehrszeichenerkennung via V2X empfangen wurde oder die Information selbst per Texterkennung aus dem Hinweisschild gewonnen wurde. Das Kraftfahrzeug 40 und insbesondere das System 18 kann das Schild als solches erkennen, seine Information erfassen sowie die Intention des Fahrers über die Lenkradeingabe erhalten. Das System 18 kennt vorzugsweise die Straßentopologie und/oder die Straßengeometrie und folglich auch den genauen Ort der Ausfahrt beziehungsweise der Abzweigung. Es versteht sich, dass das System 18 hierfür auf Navigationsdaten zurückgreifen kann.
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Die notwendigen Fahrstreifenwechsel zur Ausfahrt hin führt das Kraftfahrzeug 40 selbstständig durch. Folglich durchläuft das Kraftfahrzeug 40 dieselben Zustände, wie in den Abschnitten zuvor beschrieben, bis die Fahrstreifenwechsel abgeschlossen sind.
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In 7b ist eine Situation gezeigt, in der das Kraftfahrzeug 40 den Spurwechsel über mehrere Fahrstreifen durchgeführt hat und eine Abfahrt zum Verlassen einer Autobahn oder Bundesstraße befährt. Die aktuell befahrene Abfahrt ist durch den Hinweis 26 angezeigt.
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In 8a ist eine Ausgangssituation des Zufahrens beispielsweise auf eine Kreuzung auf beispielsweise dem mittleren Fahrsteifen dargestellt. Die Kreuzung hat beispielsweise mehrere Richtungsfahrstreifen und umfasst in dem gezeigten Beispiel eine Linksabbiegespur, zwei Geradeausfahrstreifen und zwei Rechtsabbiegespuren.
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In 8b ist eine Situation gezeigt, in der der Fahrer durch Bewegung des Lenkrads 34, wie oben beschrieben, den von ihm gewünschten Richtungsfahrstreifen beziehungsweise die von ihm gewünschte Abbiegespur markiert hat. In dem gezeigten Beispiel ist die linke der beiden Rechtsabbiegespuren markiert.
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Dem Kraftfahrzeug 40 und insbesondere dem System 18 ist die Fahrstreifentopologie der Kreuzung bekannt, entweder weil die Information bereits zum Beispiel in der Navigation oder im Umfeldmodell hinterlegt ist oder die Information von einem anderen Fahrzeug mit Fahrstreifenerkennung via V2X empfangen wurde oder die Information selbst per Fahrstreifenerkennung gewonnen wurde.
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Es versteht sich, dass Informationen zur Straßentopologie und/oder -geometrie von einer Sendeeinrichtung an der Kreuzung, beispielsweise einer Ampelanlage oder dergleichen, empfangen werden können.
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Die notwendigen Fahrstreifenwechsel zur Kreuzung hin führt das Kraftfahrzeug 40 selbstständig durch. Folglich durchläuft das Kraftfahrzeug 40 dieselben Zustände, wie in den Abschnitten zuvor beschrieben.
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In 8c ist die Situation nach Abschluss des vom Kraftfahrzeug 40 selbstständig durchgeführten Einordnungsmanövers gezeigt. Das Kraftfahrzeug 40 befährt die linke der beiden Rechtsabbiegespuren. Die aktuell befahrene Rechtsabbiegespur ist durch den Hinweis 26 angezeigt.
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In den 4a bis 8c ist beispielhaft ein Lenkrad 34 als Medium zum Erzeugen der Steuerdaten gezeigt. Es versteht sich, dass das Lenkrad 34 nur beispielhaft als bekanntes Eingabemedium verwendet wurde, um die Erfindung zu erläutern, und diese beispielhafte Verwendung des Lenkrads 34 keinesfalls einschränkend zu verstehen ist. Weitere Eingabegeräte, wie ein oder zwei Joysticks 37 oder ein Blinkerhebel 36, sind wie bereits oben erläutert ebenfalls denkbar. Es versteht sich, dass der Bestätigungsschalter 44, sofern vorgesehen, vorzugsweise am entsprechenden Eingabemedium angeordnet ist.
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In 9 sind schematisch die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen einer Fahrerintention für einen Spurwechselassistenten in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeug 40 gezeigt. Das Verfahren ist vorzugsweise von einem System 18 und/oder einer Vorrichtung 10, wie zuvor beschrieben, durchführbar.
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In einem ersten Schritt S1 werden Sensordaten mit Informationen zu einem Fahrbahnabschnitt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 40 und Steuerdaten mit Informationen zu einer Steuereingabe eines Fahrers des Kraftfahrzeugs 40 empfangen.
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In einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein Bestimmen einer Verkehrssituation in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 40 basierend auf den Sensordaten.
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In einem dritten Schritt S3 wird ein Steuerbefehl basierend auf den Steuerdaten zum Steuern einer Fahrzeugeinheit des Kraftfahrzeugs 40 erzeugt.
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In einem vierten Schritt S4 erfolgt schließlich ein Übermitteln des Steuerbefehls an die Fahrzeugeinheit des Kraftfahrzeugs 40.
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Der Steuerbefehl bewirkt eine Steuerung des Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugeinheit in Form eines Fahrassistenzsystems 22 basierend auf der Steuereingabe des Fahrers und eine Darstellung eines weiteren Hinweises 28 bezüglich der Steuerung des Kraftfahrzeugs 40 mit einer Fahrzeugeinheit in Form eines Anzeigegeräts. Die Steuereingabe entspricht zumindest abschnittsweise einer Steuereingabe beim manuellen Fahren.
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Die Erfindung wurde ausführlich beschrieben. Es versteht sich, dass die gewählten Ausführungsformen nur beispielhaft zum besseren Verständnis der Erfindung so gewählt wurden. Ein Fachmann erkennt, dass auch eine Verwendung mit mehreren Hinweissymbolen möglich ist. Insbesondere können mit der offenbarten Lehre die folgenden Vorteile erreicht werden. Eine Nutzung der klassischen Bedienelemente, wie beispielsweise dem Lenkrad 34, dem Blinkerhebel 36, und/oder des Head-Up-Displays kann für neue Fahrfunktionen und/oder für eine Eingabe taktischer Fahrkommandos erfolgen. Ferner kann ein intuitives Bedienkonzept für die Eingabe taktischer Fahrkommandos geschaffen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Eingangsschnittstelle
- 14
- Analyseeinheit
- 16
- Ausgangsschnittstelle
- 18
- System
- 20
- Augmented Reality/AR-Anzeigegerät
- 22
- Fahrassistenzsystem
- 24
- Projektionseinheit
- 26
- Hinweis
- 28
- weiterer Hinweis
- 30
- Frontscheibe
- 32
- Sensor
- 34
- Lenkrad
- 36
- Blinkerhebel
- 37
- Joystick
- 38
- Navigationssystem
- 40
- Kraftfahrzeug
- 42
- Ausgabe
- 44
- Bestätigungsschalter
- S1-S4
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014220758 A1 [0003]
- WO 2007/050477 A1 [0004]
