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Die Erfindung betrifft ein System zum Fernsteuern eines Fahrzeugs, sowie ein Verfahren zum Fernsteuern eines Fahrzeugs.
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Das Einparken eines Fahrzeugs wie eines Personenkraftwagens oder eines Lastkraftwagens erfordert vom Fahrer dieses Fahrzeugs oft viel Konzentration und erhöhte Aufmerksamkeit gegenüber einer regulären Fahrt, da bei einem solchen Einparken insbesondere in enge Parklücken die Gefahr von Kollisionen mit anderen Fahrzeugen oder Gegenständen bzw. Wänden besteht. Befindet sich eine Person außerhalb des Fahrzeugs, so kann von dieser eine deutlich bessere Abschätzung getroffen werden, wie viel Abstand beim Einparken das Fahrzeug von weiteren Fahrzeugen und anderen Hindernissen aktuell aufweist und es kann abgeschätzt werden, ob der Einparkende mit der gegenwärtigen Strategie erfolgreich sein wird. Nicht immer steht jedoch eine weitere Person zur Hilfe zur Verfügung.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, ein Kraftfahrzeug mittels Fernbedienung zu steuern. Dies ermöglicht eben dieses Problem zu lösen, ist jedoch aus sicherheitstechnischer Sicht ein kritischer Vorgang, da eine Fehlfunktion der Fernsteuerung ohne manuelle Bedienung oder bei einer Fremdsteuerung nach einem Cyberangriff auf die Fernsteuerung fatale Folgen haben könnte, beispielsweise wenn das gesteuerte Fahrzeug eine ungewollte Bewegung ausführt mit der Folge einer Kollision.
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Die
DE 10 2015 209 976 A1 betrifft hierzu ein per Fernbedienung von außerhalb eines Kraftfahrzeugs bedienbares Assistenzsystem zum fahrerlosen Fahren des Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug bei nicht fahrerlosem Fahren von einem Fahrer von innerhalb des Fahrzeugs manuell steuerbar ist, wobei das fahrzeugseitige Assistenzsystem eingerichtet ist, Information von der Fernbedienung zu empfangen, in Reaktion auf den Empfang der Information vor dem fahrerlosen Fahren eine Sicherheitsprüfung des Fahrzeugs in Bezug auf das Erreichen eines sicheren Zustands des Fahrzeugs als Sicherheitsziel durchzuführen und bei erfolgreicher Sicherheitsprüfung das fahrerlose Fahren zuzulassen.
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Die
US 11,097,723 B2 betrifft ferner einen ferngesteuerten Fahrzeug-Parkassistenten, mit einem Mobilgerät aufweisend einen berührungsempfindlichen Bildschirm, um eine Benutzerschnittstelle anzuzeigen, wobei die Benutzerschnittstelle einen ersten Druckknopf zum Erfassen eines kontinuierlichen stationierten Eingangs aufweist, sowie ein Eingabefeld, um eine dynamische Eingangssequenz zu erfassen; der Fahrzeug-Parkassistent umfasst ferner ein Fahrzeug das umfasst: Ein Kommunikationsmodul mit einem Netzwerkinterface zur Drahtloskommunikation mit dem mobilen Gerät, sowie eine Autonomieeinheit mit einer elektronischen Steuereinheit, um Bewegungsfunktionen auszuführen, während die Benutzerschnittstelle den kontinuierlichen stationären Eingang und die dynamische Eingangssequenz erhält. Das Eingabefeld weist einen zweiten Druckknopf auf und die dynamische Eingangssequenz umfasst ein Antippen des zweiten Druckknopfs mit einer bestimmten Antippfrequenz, wobei die Autonomieeinheit außerdem dazu ausgelegt ist, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs basierend auf der Antippfrequenz zu ändern.
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Die
US 2020/257284 A1 betrifft darüberhinaus ein Fahrzeugsystem, umfassend: Ein mobiles Endgerät umfassend eine Steuereinheit und einen berührungsempfindlichen Bildschirm der dazu ausgelegt ist, eine Schnittstelle eines Programms zum ferngesteuerten Parken eines Fahrzeugs anzuzeigen, wobei die Steuereinheit ein Eingangssignal am Programm erhält; sowie umfassend eine Autonomieeinheit für das Fahrzeug, die mit dem mobilen Endgerät in Verbindung steht, um das Eingangssignal eines Anwenders zu erfassen; und ferner einen Eingangssignalklassifizierer, der mit der Autonomieeinheit des Fahrzeugs in Verbindung steht, wobei der Eingangssignalklassifizierer das Eingangssignal dahingehend verifiziert, ob es mit einer Eingangssignalklassifizierung übereinstimmt. Die Autonomieeinheit des Fahrzeugs sendet ferner eine Benachrichtigung an das mobile Endgerät, wenn es das Eingangssignal erhalten hat und das Eingangssignal nicht der Eingangssignalklassifizierung entspricht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den ferngesteuerten Einparkvorgang eines Fahrzeugs dahingehend sicherer zu gestalten, dass er weniger leicht von Unberechtigten ausgeführt werden kann, sowie dass eine technische Fehlfunktion besser verhindert werden kann.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Fernsteuern eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens, bei einem Einparkvorgang, umfassend ein mobiles Endgerät mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm, wobei das mobile Endgerät dazu ausgeführt ist, grafische Elemente als Symbole für eine jeweilige gewünschte Fahrt anzuzeigen, eine berührende Eingabe eines Anwenders am jeweiligen der grafischen Elemente zu erfassen und ein Bewegungskommando für das Fahrzeug aus der Berührung eines jeweiligen grafischen Elements zu erzeugen, wobei das System dazu ausgeführt ist, das jeweilige Bewegungskommando für das Fahrzeug nur dann zu erzeugen oder eine erfasste Eingabe am jeweiligen der grafischen Elemente nur dann in eine Bewegung des Fahrzeugs umzusetzen, wenn von Beschleunigungssensoren einer inertialen Messeinheit des mobilen Endgeräts Beschleunigungen erfasst werden, die eine vorgegebene Bedingung erfüllen.
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Erfindungsgemäß befindet sich der Fahrer des Fahrzeugs (Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen) beim Einparken außerhalb des Fahrzeugs und steuert dabei über ein mobiles Endgerät, insbesondere ein Smartphone, das Fahrzeug zum Einparken.
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Die Steuerung des Fahrzeugs erfolgt über eine Berührung eines jeweiligen grafischen Elements. Solche grafischen Elemente umfassen insbesondere ein Element zum Befehligen einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs sowie ein weiteres Element zum Befehligen einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs. Bevorzugt fährt nur solange, wie das grafische Element zum Befehligen einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs gedrückt gehalten wird, dabei das Fahrzeug mit langsamer Geschwindigkeit vorwärts. Wird analog dazu das grafische Element zum Befehligen einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs gedrückt gehalten, fährt das Fahrzeug langsam rückwärts.
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Die inertiale Messeinheit des mobilen Endgeräts wird auch IMU genannt und steht für „inertial measurement unit“. Eine solche IMU weist typischerweise drei translatorische Beschleunigungssensoren in drei kartesische Raumrichtungen auf. Ferner weist eine typische IMU Lagewinkelsensoren auf, um eine Orientierung relativ zum Schwerkraftvektor der IMU ermitteln zu können. Dadurch ist es möglich, die scheinbare Beschleunigung, hervorgerufen durch die Schwerkraft, herauszurechnen, sodass die korrigierte gemessene Beschleunigung in allen drei Achsen null ist, wenn sich das mobile Endgerät in einer Ruhelage relativ zur Erdoberfläche befindet.
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Befindet sich das mobile Endgerät in einer solchen Ruhelage, wird lediglich Messrauschen festzustellen sein. Wird jedoch das mobile Endgerät in einer Hand eines Anwenders gehalten, so wird ein deutlich anderer Verlauf mit erhöhten Amplituden messbar sein, denn durch die Dynamik von Muskeln sowie die natürlich ausgeführten Bewegungen beim Handhaben des mobilen Geräts führen zu gewissen Beschleunigungen, welche vom überlagerten Sensorrauschen unterscheidbar sind.
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Dieser Sachverhalt wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um zu erkennen, ob das mobile Gerät von einem Anwender gehandhabt wird, oder ob es nur irgendwo abgelegt wurde. Da die Bewegung des Fahrzeugs durch Drücken der grafischen Elemente dann verhindert wird, wenn es offensichtlich abgelegt wurde, was wie oben erklärt dadurch erkannt wird, dass die von der Handhabung typischen Beschleunigungen nicht erkannt werden, kann kein Angreifer von außerhalb eine solche Bewegung des Fahrzeugs initiieren, wenn das mobile Gerät abgelegt ist, beispielsweise wenn das Fahrzeug nachts abgestellt wurde, noch kann ein technischer Fehlerfall mit der ähnlichen Wirkung auftreten.
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Es ist daher eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass die Sicherheit bei der Fernsteuerung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens, für das Einparken des Fahrzeugs deutlich erhöht wird, da zu den allermeisten Zeiten eine durch manuelle Handhabung hervorgerufene Beschleunigung nicht vorliegen wird und damit das System vor einem Cyberangriff oder äquivalentem technischem Fehlerfall geschützt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das mobile Endgerät ein Smartphone.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das mobile Endgerät dazu ausgeführt, ein Bewegungskommando für das Fahrzeug aus der Berührung eines jeweiligen grafischen Elements nur so lange zu erzeugen, wie der Anwender das jeweilige grafische Element berührt hält, sodass das Fahrzeug durch Stoppen der Bewegung zum Stillstand gebracht wird, wenn der Anwender keines der grafischen Elemente mehr berührt. Aus Sicherheitsgründen wird dabei das Fahrzeug sofort gestoppt, wenn der Fahrer keines der grafischen Elemente mehr berührt, die zu einem Bewegungskommando führen. Beim Loslassen aller o.g. grafischen Elemente, sodass kein einziges der oben genannten grafischen Elemente zum Befehligen einer Fahrt mehr berührt wird, wird das Fahrzeug sofort in den Stillstand überführt. Dadurch wird vorteilhaft ein hohes Sicherheitsniveau geschaffen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das mobile Endgerät Beschleunigungssensoren zur Erfassung von translatorischen Beschleunigungen in drei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt, das jeweilige Bewegungskommando für das Fahrzeug nur dann zu erzeugen oder eine erfasste Eingabe am jeweiligen der grafischen Elemente nur dann in eine Bewegung des Fahrzeugs umzusetzen, wenn von Beschleunigungssensoren in zumindest einer messbaren Richtung eine oder mehrere Beschleunigungen erfasst werden, die die vorgegebene Bedingung erfüllen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt, das jeweilige Bewegungskommando für das Fahrzeug nur dann zu erzeugen oder eine erfasste Eingabe am jeweiligen der grafischen Elemente nur dann in eine Bewegung des Fahrzeugs umzusetzen, wenn von Beschleunigungssensoren in allen messbaren Richtungen Beschleunigungen erfasst werden, die die vorgegebene Bedingung erfüllen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die vorgegebene Bedingung dann erfüllt, wenn die Differenz einer gemessenen Beschleunigung zu einem zweiten Zeitpunkt mit der gemessenen Beschleunigung zu einem vor dem zweiten liegenden ersten Zeitpunkt ungleich Null ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die vorgegebene Bedingung dann erfüllt, wenn der Betrag der erfassten Beschleunigung abzüglich einer lagebasiert ermittelten Gravitationswerts einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die vorgegebene Bedingung dann erfüllt, wenn die erfasste Beschleunigung eine vorgegebene Leistungsspektraldichte überschreitet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die vorgegebene Bedingung dann erfüllt, wenn die erfasste Beschleunigung ein Muster insbesondere bzgl. Frequenzen und Amplituden aufweist, welches von einem bekannten, vorab definierten, Muster des Sensorrauschens der Beschleunigungssensoren im Ruhezustand des mobilen Endgeräts abweicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt, die gemessenen Beschleunigungen mit einem dynamischen Filter als Übertragungsfunktion zu filtern. Ein solches dynamisches Filter ist bevorzugt ein Tiefpassfilter, um insbesondere hochfrequente Sensorrauschen zu entfernen, welches unmöglich durch manuelle Handhabung entstanden sein kann, da die Bandbreite der Muskeln im Bezug auf die Masse und rotatorische Trägheit von Körperteilen eine solche hochfrequente Bewegung nicht oder kaum erzeugen kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt, das jeweilige Bewegungskommando für das Fahrzeug nur dann zu erzeugen oder eine erfasste Eingabe am jeweiligen der grafischen Elemente nur dann in eine Bewegung des Fahrzeugs umzusetzen, wenn von Beschleunigungssensoren der inertialen Messeinheit des mobilen Endgeräts aktuell Beschleunigungen erfasst werden, die die vorgegebene Bedingung erfüllen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt, das jeweilige Bewegungskommando für das Fahrzeug nur dann zu erzeugen oder eine erfasste Eingabe am jeweiligen der grafischen Elemente nur dann in eine Bewegung des Fahrzeugs umzusetzen, wenn von Beschleunigungssensoren der inertialen Messeinheit des mobilen Endgeräts innerhalb einer vom aktuellen Zeitpunkt zurückliegenden vorgegebenen Zeitspanne Beschleunigungen erfasst wurden, die die vorgegebene Bedingung erfüllen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt ist, die grafischen Elemente nur dann am mobilen Endgerät anzuzeigen (oder nicht ausgegraut anzuzeigen), wenn von Beschleunigungssensoren der inertialen Messeinheit des mobilen Endgeräts Beschleunigungen erfasst werden, die die vorgegebene Bedingung erfüllen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fernsteuern eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens, bei einem Einparkvorgang, wobei an einem mobilen Endgerät grafische Elemente als Symbole für eine jeweilige gewünschte Fahrt angezeigt werden und eine berührende Eingabe eines Anwenders am jeweiligen der grafischen Elemente erfasst wird und ein Bewegungskommando für das Fahrzeug aus der Berührung eines jeweiligen grafischen Elements nur dann erzeugt wird oder eine erfasste Eingabe am jeweiligen der grafischen Elemente nur dann in eine Bewegung des Fahrzeugs umgesetzt wird, wenn von Beschleunigungssensoren einer inertialen Messeinheit des mobilen Endgeräts Beschleunigungen erfasst werden, die eine vorgegebene Bedingung erfüllen.
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Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Verfahrens ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen System vorstehend gemachten Ausführungen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1: Ein System zum Fernsteuern eines Fahrzeugs bei einem Einparkvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 2: Einen Signalverlauf dreier Beschleunigungssensoren gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1.
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Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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1 zeigt ein System 1 zum Fernsteuern eines Fahrzeugs 3 bei einem Einparkvorgang. An einem Smartphone in der Funktion eines mobilen Endgeräts 5 mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm werden grafische Elemente 7 als Symbole für eine jeweilige gewünschte Fahrt angezeigt. Diese sind ein Vorwärtspfeil und ein Rückwärtspfeil, welche, wenn berührt gehalten, eine Vorwärtsfahrt bzw. eine Rückwärtsfahrt von 4km/h kommandieren. Nur innerhalb der Zeitdauer, während der vom mobilen Endgerät 5 eine berührende Eingabe eines Anwenders am Vorwärtspfeil oder Rückwärtspfeil erfasst wird, wird ein Bewegungskommando für das Fahrzeug 3 erzeugt. Lässt der Anwender den Vorwärtspfeil oder den Rückwärtspfeil los, sodass keiner der beiden Pfeile mehr berührt wird, wird das Fahrzeug 3 durch Stoppen der Bewegung zum Stillstand gebracht. Das System 1 erzeugt jedoch das jeweilige Bewegungskommando für das Fahrzeug 3 nur dann oder setzt eine (vermeintlich) erfasste Eingabe am jeweiligen der grafischen Elemente 7 nur dann in eine Bewegung des Fahrzeugs 3 um, wenn von allen drei translatorischen Beschleunigungssensoren 9 in zueinander paarweise aufeinander senkrecht stehenden Richtungen Beschleunigungen erfasst werden, die in einem zurückliegenden Zeitraum von fünf Sekunden eine vorgegebene Leistungsspektraldichte überschreitet. Ein beispielhafter Verlauf der Messwerten der Beschleunigungssensoren 9 ist in 2 gezeigt.
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2 zeigt im Teilbild A eine zeitliche Sequenz von Messwerten der Beschleunigungssensoren 9 in den drei kartesischen Raumrichtungen x, y und z, welche körperfest zum mobilen Endgerät 5 definiert sind. Alle drei Signale weisen nach Bereinigung der Scheinbeschleunigung der Gravitation grundsätzlich einen Wert von jeweils null auf, jedoch ist geringes Sensorrauschen erkennbar, ohne jedoch von dem Wert null für lange Zeiten zu driften. Teilbild A korreliert daher mit einer Ruhelage des mobilen Endgerät 5, beispielsweise wenn es auf einem Tisch abgelegt wurde. Im Teilbild B dagegen wird das mobile Endgerät 5 in der Hand gehalten. Die Niveaus der Beschleunigungen weisen dabei eine konstanten Versatz auf, weil das mobile Endgerät 5 langsam nach oben beschleunigt wird und dabei schräg gehalten wird. Zudem sind niederfrequente Schwingungen erkennbar, die durch das Drücken von Tasten und den allgemeinen Bewegungen in den Muskeln hervorgerufen werden. Aus dem Muster der Beschleunigungssequenzen im Teilbild B gegenüber Teilbild A kann daher geschlossen werden, dass das mobile Endgerät 5 während der Zeiten im Teilbild B in der Hand gehalten wird, während es für Teilbild A auf einem festen Gegenstand abgelegt wurde.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 3
- Fahrzeug
- 5
- mobiles Endgerät
- 7
- Elemente
- 9
- Beschleunigungssensoren
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015209976 A1 [0004]
- US 11097723 B2 [0005]
- US 2020257284 A1 [0006]
