DE102022209404A1 - Visueller Sicherheitsindikator - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1) in einem Bereich, in dem sich Fußgänger aufhalten können, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst:a) Empfangen von mindestens einem Betriebsparameter des Fahrzeugs (1),b) Bestimmen mindestens eines Indikators (2, 3, 4) zur visuellen Anzeige eines aktuellen und/oder zukünftigen Bewegungszustandes des Fahrzeugs (1) für einen Fußgänger,c) Visualisieren des mindestens einen Indikators (2, 3, 4) in der Umgebung des Fahrzeugs (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs in einem Bereich, in dem sich Fußgänger aufhalten können. Weiterhin wird ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, zur Durchführung des Verfahrens angegeben. Die Erfindung kann insbesondere im Zusammenhang mit dem zumindest teilweise automatisierten oder autonomen Fahren zur Anwendung kommen.
  • Stand der Technik
  • In den aktuellen Entwicklungsstrategien der Auto- und LKW-Anbieter liegt ein Hauptaugenmerk auf der Bereitstellung von Funktionen, die eine Form des autonomen Fahrens ermöglichen (z. B. Robotertaxis, Lieferung von Waren durch LKWs, Auslieferung von Produkten mit Robotern oder Einsatz von Robotern in Geschäften, ...). Mit der zunehmenden Anzahl automatisierter Produkte in der Zukunft ist es wichtig, zusätzliche Unterstützung für andere Personen oder Verkehrsteilnehmer (z. B. Passagiere, die an Kreuzungen oder Übergängen warten, Fußgänger, Fabrikarbeiter in Geschäften, ...) bereitzustellen, um das Verständnis und die Visualisierung spezieller Arbeitsbereiche von automatisierten Autos/Robotern zu erleichtern und Unfälle zu vermeiden.
  • Ein wichtiger Aspekt für den Betrieb von Fahrzeugen, insbesondere wenn diese für einen zumindest teilweise automatisierten oder autonomen Fahrbetrieb eingerichtet sind, ist die Gewährleistung einer ausreichenden Betriebssicherheit, insbesondere in Bereichen, in denen sich Fußgänger aufhalten können.
  • Hiervon ausgehend ist ein Ziel der Erfindung die Verbesserung der Betriebssicherheit von insbesondere zumindest teilautomatisierten Fahrzeugen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Gegenstand wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs in einem Bereich, in dem sich Fußgänger aufhalten können bei, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst:
    1. a) Empfangen von mindestens einem Betriebsparameter des Fahrzeugs,
    2. b) Bestimmen mindestens eines Indikators zur visuellen Anzeige eines aktuellen und/oder zukünftigen Bewegungszustandes des Fahrzeugs für einen Fußgänger,
    3. c) Visualisieren des mindestens einen Indikators in der Umgebung des Fahrzeugs.
  • Die Schritte a), b) und c) können zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise zumindest einmal und/oder wiederholt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Weiterhin können die Schritte a), b) und c), insbesondere die Schritte a) und b) zumindest teilweise parallel oder gleichzeitig durchgeführt werden. Das Verfahren kann zum Beispiel von einem Sicherheitssystem für ein Fahrzeug durchgeführt werden.
  • Das Verfahren kann insbesondere zur Verbesserung der Betriebssicherheit von insbesondere zumindest teilautomatisierten Fahrzeugen beitragen, insbesondere bei einem Betrieb im Umfeld von Fußgängern. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie etwa ein Automobil handeln. Das Fahrzeug kann für einen zumindest teilweise automatisierten oder autonomen Fahrbetrieb eingerichtet sein. Übliche Bereiche, in denen sich Fußfänger aufhalten können sind zum Beispiel Parkplätze, Parkhäuser, Straßen in urbanen bzw. bewohnten Gebieten und dergleichen. Beispielsweise kann es sich bei dem Bereich hier um einen Parkplatz oder ein Parkhaus handeln.
  • In Schritt a) erfolgt ein Empfangen von mindestens einem Betriebsparameter des Fahrzeugs. Der Betriebsparameter dient üblicherweise zum Beschreiben zumindest einer Einflussgröße auf den aktuellen und/oder zukünftigen Bewegungszustandes des Fahrzeugs. Der Betriebsparameter kann beispielsweise von mindestens einem Fahrbetrieb-Sensor des Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Raddrehzahlsensr, Geschwindigkeitssensor, Beschleunigungssensor, GNSS-Sensor oder dergleichen bereitgestellt werden. Beispielhaft kann der Betriebsparameter auch von einem Steuergerät des Fahrzeugs bereitgestellt werden, welches eine Trajektorienplanung für einen zumindest teilweise automatisierten oder autonomen Fahrbetrieb durchführen kann. Der Betriebsparameter kann von einem Sicherheitssystem des Fahrzeugs empfangen werden.
  • In Schritt b) erfolgt ein Bestimmen mindestens eines Indikators zur visuellen Anzeige eines aktuellen und/oder zukünftigen Bewegungszustandes des Fahrzeugs für einen Fußgänger. Der Bewegungszustand beschreibt insbesondere eine aktuelle und/oder zukünftige (geplante) Fahrbewegung des Fahrzeugs. Der Bewegungszustand kann beispielsweise von der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung und/oder Richtung, mit welcher die Fahrbewegung ausgeführt wird oder werden soll abhängen. Der Indikator ist insbesondere geeignet, um dem Fußgänger einen optischen Hinweis zur Einschätzung der aktuellen und/oder einer zukünftigen Bewegung des Fahrzeugs zu geben.
  • In Schritt c) erfolgt ein Visualisieren des mindestens einen Indikators in der Umgebung des Fahrzeugs. Das Visualisieren dient insbesondere dazu, dass ein Fußgänger den Indikator optisch erfassen bzw. sehen kann. Das Visualisieren erfolgt beispielsweise mit mindestens einem Lichtstrahl, der von dem Fahrzeug ausgeht. Visualisiert wird der mindestens eine Indikator vorzugsweise auf einem Fahruntergrund, auf welchem sich das Fahrzeug befindet.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Verfahren zum zumindest teilweise automatisierten Fahren mit dem Fahrzeug durchgeführt wird. Vorzugsweise kann das Verfahren zum zumindest teilweise autonomen Fahren mit dem Fahrzeug durchgeführt werden. Das Verfahren kann beispielsweise zur Bereitstellung eines automatischen Assistenzsystems, insbesondere Fußgängerassistenzsystems durchgeführt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Betriebsparameter die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Fahrtrichtung und/oder die Latenz des Fahrzeugs umfasst. Die Latenz des Fahrzeugs beschreibt hierbei insbesondere die Latenzzeit bzw. Reaktionszeit, die von dem Fahrzeug und/oder einem zumindest teilweise automatisierten Fahrsystem erwartet werden kann.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Betriebsparameter eine geplante Trajektorie des Fahrzeugs umfasst.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Indikator eine Gefahrenzone anzeigt. Dabei handelt es sich in der Regel um eine Zone, deren Betreten durch einen Fußgänger (höchstwahrscheinlich) zu einem Unfall führt bzw. führen kann, insbesondere weil das Fahrzeug höchstwahrscheinlich nicht mehr vollständig anhalten kann.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Indikator einen Sicherheitsbereich anzeigt. Dabei handelt es sich in der Regel um einen Bereich, in dem das Fahrzeug vorteilhaft sicher angehalten werden kann, insbesondere wenn ein Fußgänger diesen Bereich betritt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Indikator mindestens einen Teil einer geplanten Trajektorie des Fahrzeugs anzeigt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zum Visualisieren mindestens eine Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs verwendet wird, die für eine selektive Beleuchtung in der Umgebung des Fahrzeugs angeordnet und eingerichtet ist. Beispielsweise kann die Anzeigeeinrichtung mindestens einen Scheinwerfer und/oder ein Leuchtmittel mit vorzugsweise ausrichtbaren und/oder (richtungsabhängig) steuerbaren Lichtabstrahlungen aufweisen. Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere, insbesondere selektiv steuerbare LEDs (Leuchtdioden) umfassen. Zum Beispiel kann die Anzeigeeinrichtung mehrere, zu einer Matrix angeordnete und insbesondere selektiv steuerbare LEDs umfassen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zum Visualisieren zumindest eine Projektion auf den Fahruntergrund oder eine selektive Beleuchtung eines Teils des Fahruntergrunds in der Umgebung des Fahrzeugs durchgeführt wird. Der Fahruntergrund kann beispielsweise einen Teil eines Straßenbelags, einer Parkplatzoberfläche oder einer Parkhausbodenfläche betreffen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug angegeben, wobei das Sicherheitssystem zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Das Sicherheitssystem kann beispielsweise einen Rechner und/oder ein Steuergerät (Controller) umfassen, der Befehle ausführen kann, um das Verfahren auszuführen. Das Sicherheitssystem kann weiterhin beispielsweise die Anzeigeeinrichtung umfassen oder diese steuern.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Sicherheitssystem auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen schematisch:
    • 1: einen beispielhaften Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens, und
    • 2: einen beispielhaften Anwendungsfall des hier vorgestellten Verfahrens.
  • 1 zeigt schematisch einen beispielhaften Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Verfahren dient zum Betreiben eines Fahrzeugs 1 in einem Bereich, in dem sich Fußgänger aufhalten können. Die mit den Blöcken 110, 120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) ist beispielhaft und kann zur Durchführung des Verfahrens zumindest einmal in der gezeigten Reihenfolge ablaufen.
  • In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Empfangen von mindestens einem Betriebsparameter des Fahrzeugs 1. In Block 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Bestimmen mindestens eines Indikators 2, 3, 4 zur visuellen Anzeige eines aktuellen und/oder zukünftigen Bewegungszustandes des Fahrzeugs 1 für einen Fußgänger. In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Visualisieren des mindestens einen Indikators 2, 3, 4 in der Umgebung des Fahrzeugs 1.
  • 2 zeigt schematisch einen beispielhaften Anwendungsfall des hier vorgestellten Verfahrens. Gezeigt ist in 2 beispielhaft der Einsatz eines hier beschriebenen Sicherheitssystem in einem Fahrzeug 1, wobei das Sicherheitssystem zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Das Sicherheitssystem umfasst hier beispielhaft eine Anzeigeeinrichtung 6 sowie ein nicht dargestelltes Steuergerät, welches zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist.
  • Das beschriebene Konzept konzentriert sich nicht nur auf autonome/selbstfahrende Fahrzeuge 1, sondern kann auch bei weiteren Anwendungsfällen wie Roboter in einer Fertigungsstraße, Transportfahrzeuge in Fabriken und ähnliches zur Anwendung kommen.
  • Bevorzugt kann das Verfahren jedoch zum zumindest teilweise automatisierten Fahren mit dem hier beispielhaft dargestellten Fahrzeug 1 durchgeführt werden.
  • Das Verfahren kann vorteilhaft in einem Auto 1 mit einem automatischen und fahrerlosen Einparksystem eingesetzt werden. Das Auto kann selbsttätig auf einen leeren Parkplatz fahren und sich gegebenenfalls nach Beendigung des Parkvorgangs selbst verriegeln. Der Fahrer kann das Fahrzeug 1 auffordern, automatisch von seiner Parkposition zum Eingang der Parkeinrichtung zu fahren. Gegenwärtig gibt es keine sichtbare Anzeige, so dass außenstehende Personen weder den tatsächlichen „Arbeitsbereich“ noch die entsprechende Fahrtrichtung des Fahrzeugs erkennen können.
  • Um ein ständiges Anhalten des beispielhaft führerlosen Fahrzeugs 1 zu verhindern und die Sicherheit der Fußgänger zu gewährleisten, kann es durch das Verfahren vorteilhaft ermöglicht werden, beispielsweise mehrere Bereiche 2, 3 um das Fahrzeug 1 herum zu markieren, darunter einen Bereich 3, in dem das Fahrzeug 1 bremst, aber höchstwahrscheinlich niemanden trifft, und einen Bereich 2, dessen Betreten zu einem Unfall führen würde.
  • Dies stellt ein Beispiel dafür dar, dass und ggf. wie mindestens ein Indikator 2 eine Gefahrenzone anzeigen kann, deren Betreten durch einen Fußgänger höchstwahrscheinlich zu einem Unfall führt, weil das Fahrzeug 1 höchstwahrscheinlich nicht mehr vollständig anhalten kann.
  • Weiterhin stellt dies ein Beispiel dafür dar, dass und ggf. wie mindestens ein Indikator 3 einen Sicherheitsbereich anzeigen kann, in dem das Fahrzeug 1 sicher angehalten werden kann, wenn ein Fußgänger diesen Bereich betritt.
  • Beispieslweise zeigt der erste (ovale) Bereich hier den Bereich 2, der höchstwahrscheinlich zu einem Unfall führen wird, da der Pkw 1 höchstwahrscheinlich nicht mehr vollständig anhalten kann. Der zweite Bereich 3 zeigt einen Bereich, in dem es möglich ist, das Fahrzeug 1 sicher anzuhalten, ohne jemanden zu verletzen. Ein Betreten des Bereichs 3 kann jedoch den Verkehrsfluss stören.
  • Die gestrichelten Markierungen 4 können beispielsweise verwendet werden, um die berechnete Fahrtrajektorie des Fahrzeugs 1 für die nächsten paar Meter anzuzeigen.
  • Dies stellt ein Beispiel dafür dar, dass und ggf. wie mindestens ein Indikator 4 mindestens einen Teil einer geplanten Trajektorie des Fahrzeugs 1 anzeigen kann.
  • Dies kann die Sicherheit bei der Umgehung von Fußgängern weiter erhöhen und hilft den Fahrern und Fußgängern zu sehen, was das fahrerlose Fahrzeug 1 tut. Der gestrichelte Bereich 5 zeigt beispielhaft die (geplante) endgültige Position des Fahrzeugs 1 selbst. Sie ist nicht zwingend als Projektion erforderlich, sondern dient hier vor allem dazu, die Lesbarkeit der Grafik zu erhöhen. Eine entsprechende Visualisierung der geplanten Endposition des Fahrzeugs 1 kann aber auch eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens darstellen.
  • Beispielsweise kann zum Visualisieren mindestens eine Anzeigeeinrichtung 6 des Fahrzeugs 1 verwendet werden, die für eine selektive Beleuchtung in der Umgebung des Fahrzeugs 1 angeordnet und eingerichtet ist.
  • Ein vorteilhafter Ansatz ist in diesem Zusammenhang die Beleuchtung rund um das Fahrzeug 1, z. B. durch LEDs, die Bereiche 2, 3 rund um das Fahrzeug 1 markieren, die verschiedene Bereiche 2, 3 kennzeichnen können. Solche Bereiche 2, 3 können z. B. ein Bereich 3 sein, der besondere Aufmerksamkeit erfordert, oder ein kritischer Bereich 2, in dem ein Unfall aufgrund der Beschränkungen durch das Fahrzeug 1 nicht verhindert werden kann.
  • Wenn solche Bereiche 2, 3 markiert sind, können Fußgänger sie leicht umrunden, ohne Unfälle zu verursachen. Es sollte beachtet werden, dass es zwar einfach ist, einem einzelnen Auto auszuweichen, es aber schwierig sein kann, mehreren leisen Elektroautos auszuweichen.
  • Moderne LED-Beleuchtung kann verschiedene Farben und/oder eindeutige Muster zeigen und vorteilhaft zur Hervorhebung der Bereiche 2, 3 und/oder zur Anzeige des Fahrwegs der Fahrzeuge verwendet werden. Die LED-beleuchteten Bereiche können Sicherheitslichtbereiche sein.
  • Die Bereiche, die hervorgehoben werden können, hängen meist von der Fahrgeschwindigkeit, der Fahrtrichtung und/oder der Latenzzeit ab, die vom automatisierten Fahrsystem erwartet werden kann. Letztere ist in der Regel bekannt, zumindest als Worst-Case-Schätzung, da es strenge Sicherheitsanforderungen an die Reaktionszeit gibt.
  • Im Allgemeinen gibt es zwei Möglichkeiten, Geschwindigkeit und Fahrtrichtung zu ermitteln. Es ist möglich, die aktuelle Geschwindigkeit und Richtung des Fahrzeugs 1 zu verwenden und die Bereiche auf der Grundlage dieser Werte zu berechnen. Es ist jedoch auch möglich, die aktuell geplante Trajektorie des Fahrzeugs 1 zu verwenden, insbesondere wenn das System, das die Bereiche berechnet, in das System, das das automatisierte Fahren durchführt, integriert oder mit diesem verbunden ist.
  • Dies stellt somit ein Beispiel dafür dar, dass und ggf. wie der mindestens eine Betriebsparameter die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Fahrtrichtung und/oder die Latenz des Fahrzeugs 1 umfassen kann.
  • Weiterhin ist hier somit auch ein Beispiel dafür angegeben, dass und ggf. wie der mindestens eine Betriebsparameter eine geplante Trajektorie des Fahrzeugs 1 umfassen kann.
  • Weiterhin vorteilhaft kann zum Visualisieren zumindest eine Projektion auf den Fahruntergrund 7 oder eine selektive Beleuchtung eines Teils des Fahruntergrunds 7 in der Umgebung des Fahrzeugs 1 durchgeführt werden. Der Fahruntergrund 7 kann beispielsweise die Straße oder einen Boden in einem Parkhaus oder eine Oberfläche eines Parkplatzes betreffen. Zur selektiven Beleuchtung können beispielsweis LEDs, zum Beispiel in der Art mindestens eines Matrix-LED-Scheinwerfers verwendet werden.
  • Darüber hinaus können die visuellen Informationen auch von anderen Fahrzeugen genutzt werden, wenn diese mit Kameras ausgestattet sind, um ihre geplante Fahrbahn anzupassen und beispielsweise zu versuchen, Bereiche zu meiden, in denen ein Unfall nicht vermieden werden kann.
  • Das Verfahren kann in vorteilhafter Weise zur Verbesserung der Betriebssicherheit von insbesondere zumindest teilautomatisierten Fahrzeugen beitragen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1) in einem Bereich, in dem sich Fußgänger aufhalten können, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst: a) Empfangen von mindestens einem Betriebsparameter des Fahrzeugs (1), b) Bestimmen mindestens eines Indikators (2, 3, 4) zur visuellen Anzeige eines aktuellen und/oder zukünftigen Bewegungszustandes des Fahrzeugs (1) für einen Fußgänger, c) Visualisieren des mindestens einen Indikators (2, 3, 4) in der Umgebung des Fahrzeugs (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren zum zumindest teilweise automatisierten Fahren mit dem Fahrzeug (1) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Betriebsparameter die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Fahrtrichtung und/oder die Latenz des Fahrzeugs (1) umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Betriebsparameter eine geplante Trajektorie des Fahrzeugs (1) umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Indikator (2) eine Gefahrenzone anzeigt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Indikator (3) einen Sicherheitsbereich anzeigt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Indikator (4) mindestens einen Teil einer geplanten Trajektorie des Fahrzeugs (1) anzeigt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Visualisieren mindestens eine Anzeigeeinrichtung (6) des Fahrzeugs (1) verwendet wird, die für eine selektive Beleuchtung in der Umgebung des Fahrzeugs (1) angeordnet und eingerichtet ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Visualisieren zumindest eine Projektion auf den Fahruntergrund (7) oder eine selektive Beleuchtung eines Teils des Fahruntergrunds (7) in der Umgebung des Fahrzeugs (1) durchgeführt wird.
  10. Sicherheitssystem für ein Fahrzeug (1), wobei das Sicherheitssystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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