WO2016016037A1 - Verfahren zur interaktion eines fahrassistenzsystems mit einem fahrer eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2016016037A1
WO2016016037A1 PCT/EP2015/066556 EP2015066556W WO2016016037A1 WO 2016016037 A1 WO2016016037 A1 WO 2016016037A1 EP 2015066556 W EP2015066556 W EP 2015066556W WO 2016016037 A1 WO2016016037 A1 WO 2016016037A1
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WO
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driver
vehicle
time
assistance system
determining
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Application number
PCT/EP2015/066556
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Inventor
Axel König
Guido Meier-Arendt
Gerhard Müller
Ulrich Kabatek
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • B60W40/09—Driving style or behaviour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention

Definitions

  • the invention relates to a process for the interaction of a driving assist system having a driver of a vehicle, which can be used for example, for interaction with the driver during the automatic ⁇ overbased driving.
  • Driving assistance systems for automated driving will be to ⁇ future be able to provide a driverless driving a driving ⁇ zeugs.
  • the acceptance of the added value of a driver assistance system for automated driving depends on the possibility of dealing with subjects other than driving while driving. Such occupations can range from telephoning and newspaper reading in a head-up display to completely turning away perspectives on driving, for example by reading or even sleeping.
  • a driver assistance system is capable of autonomously driving the vehicle without any driver intervention, the period of time should be well over ten seconds.
  • a memorinrei ⁇ fes vehicle with an autonomous drive function should deal additionally with all driving situations funda- which require direct intervention below this critical period. This includes actually all emergency ⁇ interventions, such as Reifenplat zer, emergency braking because of playing children or evasive maneuvers.
  • the object of the present invention is to provide a method of interaction of a driving assist system having a driver of a vehicle, through the one hand the autonomous driverless driving the vehicle for a long period is si ⁇ cherhim and on the other hand ensures that a driver, if necessary, can take control of the vehicle as quickly and safely as possible.
  • Another object of the present invention is to provide a driver assistance system which allows the autonomous driverless guiding a vehicle for a long time and safely ⁇ represents that the driver upon occurrence of a PARTskri ⁇ tables situation, the control of the vehicle again can take over as quickly as possible.
  • the method provides a state of the driver to ermit ⁇ stuffs.
  • a time of the driver's attention is then determined as a measure of the driver's attention in response to the previously ermit ⁇ telten state of the driver.
  • a driving situation of the vehicle is detected.
  • closing at least one possibility of the Fahras ⁇ sistenzsystems determined.
  • a necessary time for assuming control of the vehicle by the driver is subsequently determined.
  • the determined time required for the driver to take control of the vehicle is compared with the determined time of the driver's attention. Depending on the comparison of the determined necessary time for the driver to take control of the vehicle and the determined time of the driver's attention, the interaction of the driver assistance system with the driver is performed.
  • the method allows to prepare the driver depending on the detected driving situation or, depending on the potential for the detected driving situation concernssal ⁇ ternatives of the Driving Assistance Systems on the acquisition of the vehicle, so that when necessary, if possible, without delay, the responsibility for the vehicle again can take over.
  • the driving assistance system for example, identified a number of action for a detected vehicle lusterswei ⁇ se traffic conditions, can be used for any action possible, a probability with which the driving assisting ⁇ assistance system selects the course of action for the automatic Füh ⁇ ren of the vehicle, are determined.
  • the driving assistance system determines a specific time become.
  • the specific time determined for each action possibility can be weighted, for example, with the associated probability of selecting the action possibility .
  • the necessary time in which the driver must be able to take over the control of the vehicle, averaged over al- le action options with their associated Offense ⁇ probability, determined by a sum over the ge ⁇ specific specific times each action is ge ⁇ forms.
  • the method thus makes it possible in the case of Fah ⁇ proceedings under higher levels of automation a situational calculation of the necessary time in which the driver needs to be prepared to take over the control of the vehicle again, in response to the prioritized policy alternatives to a detected driving / Traffic situation. Determining the time that characterizes the driver's attention, as the time in which the driver can mutluate ⁇ Lich take control of the vehicle again, can be calculated as a result of an estimate of a driver over ⁇ monitoring system.
  • an optimized situational HMI Human Machine in ⁇ terface interaction of the driving assistance system with the driver to ensure that the driver can take over the control of the vehicle again in time relationship ⁇ itself can make an action.
  • FIG. 1 shows a vehicle having a driver assistance system for in ⁇ ter syndrome with a driver of a vehicle
  • Figure 2 shows an embodiment of a method for Interak ⁇ tion of a driving assist system having a driver of a vehicle
  • Figure 1 shows a vehicle 1 with a driver assistance system 10 for carrying out a method for interaction of the driving assisting ⁇ tenzsystems 10 with a driver of the vehicle 1.
  • the Fahras ⁇ sistenzsystem 10 may, for example, as a system which allows an automated running of the vehicle 1, trained to be.
  • the driving assist system 10 comprises for example a control computer 11 for performing the method for in ⁇ ter syndrome of the driving assistance system to the driver.
  • Figure 2 illustrates in diagrammatic form an exporting ⁇ approximate shape of the method to the interaction of the driving assistance ⁇ system 10 to the driver of the vehicle 1.
  • a procedural ⁇ rens intimid 100 is determined by the driving support system 10 of the driver of the vehicle was to ⁇ .
  • the condition of the driver can be determined by a monitoring system, for example by at least one camera 20, in the interior of the vehicle 1.
  • a time T FA as a measure for the attention of the driver is determined in a step 200th
  • the attention of the driver characteristic time T FA is Dieje ⁇ nige time required for the driver in dependence on the determined state of the driver to take over the control of the vehicle. 1
  • a driving situation for example a traffic situation in which the vehicle 1 is located, is detected by the driving assistance system 10.
  • the driver assistance system 10 in a method ⁇ step 500 a necessary time T to take over the control le determined via the vehicle 1 by the driver as a function of the at least one possible action H x .
  • a step 600 the system of Fahrassistenzsys- 10 is the determined necessary time T compared to take over the control of the vehicle by the driver with the ermit ⁇ telten time T FA of the driver's attention.
  • the driving assist system 10 performs the Interakti ⁇ on through to the driver.
  • the specific time FT X, the x is assigned to each action possibility H is in From ⁇ dependence of a time period from the time of detecting the driving situation to the time at which of the driving ⁇ assist system, the decision to perform the jeweili ⁇ gen action possibility H x is determined.
  • the driving assistance system determines furthermore for each possible Liehe action Alternative H x, according to the can control the vehicle 1, the driving assistance ⁇ system 10 that need be ⁇ relationship as urgency of the driver intervention, when the driving assistance system, the action Alternative H x has been ⁇ selected.
  • the necessity of driver intervention for a course of action may be indicated as a factor Fi [0, 1]. If, for example, the driver has to intervene reliably in the driving situation in the case of a selected action alternative H x of the driver assistance system, the associated factor F x is equal to 1. This will for example be the case when the vehicle arrives at the destination, for example if the driver drives the engine of the vehicle must turn off the vehicle zwin ⁇ quietly itself.
  • the specific time FT X will be for each of the capabilities of H x as a function of the previously determined factor F x or in Depending ⁇ ness thereof with which need, or with a certain urgency the particular course of action H requires x is a transfer of control of the vehicle 1 by the driver, is determined.
  • a probability p x i l, n x be determined for each course of action H.
  • the possibility of a hand ⁇ lung Hi associated probability p x indicates the probability with which the driving assist system 10, the action Alternative H x selects for automatically controlling the vehicle in a detected driving situation.
  • folic constricting are ways to calculate the prob ⁇ friendliness pi, with a course of action H x is selected by the driver assistance system, indicated.
  • the respective risk factor R x in this case indicates a measure of a Moegli ⁇ ches, projected risk of accidents if the driving assistance system ⁇ assistants 10, the risk factor R x associated action possibility H x selects for automated running of the vehicle.
  • the H x the means of action associated Ri ⁇ sikodronen Ri can be- for example in a range see 0 and 1 are lying.
  • a continuous calculation of the predicted driving risk takes place from the weighted action alternatives in a given driving situation.
  • the calculated risk can ride on a display of the driving assistance system, for example the display ei ⁇ nes instrument cluster of the vehicle, visually ⁇ the.
  • a display of the driving assistance system for example the display ei ⁇ nes instrument cluster of the vehicle, visually ⁇ the.
  • all sensor data from the vehicle and back-end Infor ⁇ mation from a cloud or a vehicle fleet Inter can come unikat ion (Car-to-Car Communicat ion) included ⁇ to.
  • the respective attractiveness factor A ⁇ a course of action H x which can assume, for example, values between 0 and 1, is a measure of the attractiveness of the selection of the attractiveness ⁇ factor Ai associated action possibility H x by the driving support system 10th
  • the attractiveness A ⁇ to select an alternative action Hi by the driver assistance system is determined inter alia by the value for the achievement of the actual mission, for example, depending on whether when selecting a course of action H x, the direction of movement of the accelerator ⁇ zeugs in the direction of one of the possible Routes to the destination take place. Furthermore, the value of the attractiveness factor Ai x may by a difficulty ⁇ degree continuing the trip to a destination dependent for a course of action H, when the driving assist system 10 controls the vehicle 1 according to the foundedsal ⁇ ternative Hi. An increased level of difficulty, for example, resulting in a low value of the attractiveness factor, may for example be present when Executing a possible action H x a reset of the vehicle in the current traffic is necessary.
  • the respective probability p x at which the assistance system Fahrassis- a particular action option selects H x can be determined as a function of the x determined for the course of action H risk factor R x and / or the attractiveness factor Ai.
  • the necessary time T for the driver to take control of the vehicle can then be determined by the driving assistance system 10 as a function of the respective specific time FT X of the options H x and the respective probability p x with which the driver assistance system selects the vehicle according to the options of action H x control ⁇ , be determined.
  • the weighting of the specific time FT X for each possible action H x thus takes place as a function of the respective probability Pi for executing the respective option H x .
  • the necessary time T is therefore that of time in which, averaged over all alternatives x H with their respective action probability p x, the Fah ⁇ rer in must be able to assume control of the vehicle again.
  • T to take over the control of the vehicle by the driver and he ⁇ mediated time T FA of attention of the driver is detected by the driving assist system 10 when comparing the necessary time that the necessary time T is less than the time T FA ( T ⁇ T FA), the In ⁇ performed ter stroke of the driving assistance system 10 with the driver so that the driver's attention is increased.
  • the driver is influenced in such a way until the time T FA, the driver attention is less than or equal to the necessary time T of the taking of control of the accelerator ⁇ zeugs by the driver (T> T FA) ,
  • T FA the necessary time of the taking of control of the accelerator ⁇ zeugs by the driver
  • Communication can op ⁇ table, such as a display or by means of a light signal, acoustic, for example, by sounding a gong or an alarm sound or by playing a melody, or haptic, for example, by a Vib ⁇ Center the driver's seat.
  • the driving assistance system selects 10 the one alternative to the other communications from nikationsarten corresponding to the prevailing situation at bes ⁇ th.
  • the method allows that a driver will only be disturbed in his emplo ⁇ actuation during the automated driving, if it makes the situation required so that a maximum degree of freedom in the art of automated driving can be obtained. If the vehicle is in a traffic jam ⁇ example, on a highway with very little traffic or in a convoy, so a distracting occupation of the driver with a longer period of time to over ⁇ taking the vehicle control can be tolerated. The more intelligently the driver assistance system already masters autonomous driving, even in difficult situations, the greater becomes apparent. automatically the respective estimated time T until necessary intervention by the driver.
  • the driver can transfer date example ⁇ as influence personally by setting to be within a certain time period, such as intra ⁇ half the next 30 minutes, the control of the vehicle would not accept.
  • the driving assistance system now detects that the determined time necessary for T is about ⁇ acquisition of control of the vehicle is less than the time T FA of attention of the driver, the driver is not affected by the driving assistance system.
  • a possible alternative action in a certain traffic situation can not be executed by the driver assistance system in this case.
  • the vehicle then remains for example on a parking space available until the traffic situation has again verbes ⁇ sert.
  • the method allows the one hand, to offer an operator the maximum benefit of a driving assistance system for driverless driving and on the other not to leave a safe Be ⁇ operating state by a continuous risk assessment.
  • a maximum security is comprehensive profit achieved.

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Abstract

Gemäß einem Verfahren zur Interaktion eines Fahrassistenzsystems mit einem Fahrer eines Fahrzeugs wird eine Zeit (TFA) der Aufmerksamkeit des Fahrers in Abhängigkeit von dem Zustand des Fahrers ermittelt. In Abhängigkeit von einer erfassten Fahrsituation des Fahrzeugs (1) wird mindestens eine Handlungsmöglichkeit (Hi) des Fahrerassistenzsystems (10) ermittelt. In Abhängigkeit von der mindestens einen Handlungsmöglichkeit (Hi) wird eine notwendige Zeit (T) zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug (1) durch den Fahrer ermittelt. In Abhängigkeit von dem Vergleich der ermittelten notwendigen Zeit (T) zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug (1) durch den Fahrer und der ermittelten Zeit (TFA) der Aufmerksamkeit des Fahrers wird eine Interaktion des Fahrassistenzsystems (10) mit dem Fahrer durchgeführt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Interaktion eines Fahrassistenzsystems mit ei¬ nem Fahrer eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Interaktion eines Fahrassistenzsystems mit einem Fahrer eines Fahrzeugs, das beispielsweise zur Interaktion mit dem Fahrer beim automati¬ sierten Fahren eingesetzt werden kann.
Fahrassistenzsysteme zum automatisierten Fahren werden in Zu¬ kunft in der Lage sein, ein fahrerloses Führen eines Fahr¬ zeugs zu ermöglichen. Die Akzeptanz des Mehrwertes eines Fahrassistenzsystems zum automatisierten Fahren hängt von der Möglichkeit ab, sich während der Fahrt mit anderen Themen als dem Fahren zu beschäftigen. Solche Beschäftigungen können vom Telefonieren und Zeitungslesen in einem Head-Up-Display bis hin zum völligen Abwenden von der Vorausschau auf das Fahrge- schen, beispielsweise durch Lesen oder sogar Schlafen, rei- chen. Bei einem derartigen Verhalten des Fahrers sollte die Zeitspanne, während ein Fahrassistenzsystem in der Lage ist, das Fahrzeug autonom und ohne jegliche Eingriffe des Fahrers zu führen, deutlich über zehn Sekunden liegen. Ein serienrei¬ fes Fahrzeug mit einer autonomen Fahrfunktion sollte grund- sätzlich mit allen Fahrsituationen umgehen können, die ein direktes Eingreifen unterhalb dieser kritischen Zeitspanne erforderlich machen. Dazu gehören eigentlich sämtliche Not¬ fall-Eingriffe, wie beispielsweise Reifenplat zer, Notbremsung wegen spielender Kinder oder Ausweichmanöver.
Andererseits kann nicht völlig ausgeschlossen werden, dass dennoch Fahrsituationen auftreten, in denen der Fahrer manu¬ ell in die Steuerung des Fahrzeugs eingreifen muss und daher die Aufmerksamkeit des Fahrers weiterhin erforderlich sein wird. Dazu gehört beispielsweise das Auftreten von unerwartet kritischen Fahrsituationen, wie sie beispielsweise in Bau¬ stellen, bei unklaren Witterungsbedingungen, beim Befahren von Straßen, in denen das Fahrassistenzsystem zu unsicher ist, beim Einparken in enge Parklücken, beim Anfahren von Mautstellen oder beim Einfahren in Parkhäuser mit zwingend manueller Bedienung sowie während Verkehrskontrollen oder während einer notwendige Hilfeleistung des Fahrers für andere Verkehrsteilnehmer auftreten können. Die Möglichkeit der Übernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer, wenn es die Situa¬ tion erfordert, wird die gesellschaftliche Akzeptanz eines Fahrassistenzsystems beziehungsweise eines fahrerlosen Fahr- zeugs insbesondere in der ersten Zeit deutlich steigern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Interaktion eines Fahrassistenzsystems mit einem Fahrer eines Fahrzeugs anzugeben, durch das einerseits das autonome fahrerlose Führen des Fahrzeugs für einen langen Zeitraum si¬ chergestellt ist und andererseits gewährleistet ist, dass ein Fahrer, falls erforderlich, die Kontrolle über das Fahrzeug möglichst schnell und sicher übernehmen kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrassistenz- System anzugeben, das das autonome, fahrerlose Führen eines Fahrzeugs über einen langen Zeitraum ermöglicht und sicher¬ stellt, dass der Fahrer beim Auftreten einer sicherheitskri¬ tischen Situation, die Kontrolle über das Fahrzeug wieder möglichst schnell übernehmen kann.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Interaktion eines Fahrassistenzsystems mit einem Fahrer eines Fahrzeugs ist im Patentanspruch 1 angegeben. Eine Ausführungsform eines Fahr¬ assistenzsystems zur Ausführung des Verfahrens ist im Patent- anspruch 1 0 angegeben.
Das Verfahren sieht vor, einen Zustand des Fahrers zu ermit¬ teln. Anschließend wird in Abhängigkeit von dem zuvor ermit¬ telten Zustand des Fahrers eine Zeit der Aufmerksamkeit des Fahrers als Maß für die Aufmerksamkeit des Fahrers ermittelt. Des Weiteren wird eine Fahrsituation des Fahrzeugs erfasst. In Abhängigkeit von der erfassten Fahrsituation wird an- schließend mindestens eine Handlungsmöglichkeit des Fahras¬ sistenzsystems ermittelt. In Abhängigkeit von der mindestens einen Handlungsmöglichkeit wird nachfolgend eine notwendige Zeit zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer ermittelt.
Die ermittelte notwendige Zeit zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer wird mit der ermittelten Zeit der Aufmerksamkeit des Fahrers verglichen. In Abhängig- keit von dem Vergleich der ermittelten notwendigen Zeit zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer und der ermittelten Zeit der Aufmerksamkeit des Fahrers wird die Interaktion des Fahrassistenzsystems mit dem Fahrer durchgeführt .
Das Verfahren ermöglicht es, den Fahrer in Abhängigkeit von der erfassten Fahrsituation beziehungsweise in Abhängigkeit von den für die erfasste Fahrsituation möglichen Handlungsal¬ ternativen des Fahrassistenzsystems auf die Übernahme des Fahrzeugs vorzubereiten, damit er, wenn nötig, möglichst ohne Verzug die Verantwortung für das Fahrzeug wieder übernehmen kann. Nachdem das Fahrassistenzsystem beispielsweise mehrere Handlungsmöglichkeiten für eine erfasste Fahr- beziehungswei¬ se Verkehrssituation ermittelt hat, kann für jede Handlungs- möglichkeit eine Wahrscheinlichkeit, mit der das Fahrassis¬ tenzsystem die Handlungsmöglichkeit für das automatische Füh¬ ren des Fahrzeugs auswählt, ermittelt werden.
Anschließend kann für jede Handlungsmöglichkeit in Abhängig- keit von einer Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt des Erfas¬ sens der Fahr-/Verkehrssituation und dem Zeitpunkt, an dem eine Entscheidung zur Auswahl der jeweiligen Handlungsmög¬ lichkeit durch das Fahrassistenzsystem zu treffen ist, eine spezifische Zeit ermittelt werden. Die für jede Handlungsmög- lichkeit ermittelte spezifische Zeit kann beispielsweise mit der zugehörigen Wahrscheinlichkeit der Auswahl der Handlungs¬ möglichkeit gewichtet werden. Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens wird die notwendige Zeit, in der der Fahrer in der Lage sein muss, die Kontrolle über das Fahrzeug zu übernehmen, gemittelt über al- le Handlungsmöglichkeiten mit deren zugehöriger Handlungs¬ wahrscheinlichkeit, ermittelt, indem eine Summe über die ge¬ wichteten spezifischen Zeiten jeder Handlungsmöglichkeit ge¬ bildet wird. Das Verfahren ermöglicht somit im Falle des Fah¬ rens unter höheren Automatisierungsstufen eine situative Be- rechnung der notwendigen Zeit, in der der Fahrer bereit sein muss, die Kontrolle über das Fahrzeug wieder zu übernehmen, in Abhängigkeit von den priorisierten Handlungsalternativen einer erfassten Fahr-/Verkehrssituation . Das Ermitteln der Zeit, die die Aufmerksamkeit des Fahrers kennzeichnet, als diejenige Zeit, in der der Fahrer mutma߬ lich die Kontrolle über das Fahrzeug wieder übernehmen kann, kann als Ergebnis einer Schätzung aus einem Fahrer-Über¬ wachungssystem berechnet werden. In Abhängigkeit davon, ob die ermittelte notwendige Zeit zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer kleiner, größer oder gleich der ermittelten Zeit der Aufmerksamkeit des Fahrers ist, kann eine optimierte situative HMI (Human Maschine In¬ terface) -Interaktion des Fahrassistenzsystems mit dem Fahrer erfolgen, um sicherzustellen, dass der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug wieder rechtzeitig übernehmen beziehungs¬ weise selbst eine Handlung vornehmen kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Aus- führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Fahrzeug mit einem Fahrassistenzsystem zur In¬ teraktion mit einem Fahrer eines Fahrzeugs, Figur 2 eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Interak¬ tion eines Fahrassistenzsystems mit einem Fahrer eines Fahrzeugs. Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem Fahrassistenzsystem 10 zum Ausführen eines Verfahrens zur Interaktion des Fahrassis¬ tenzsystems 10 mit einem Fahrer des Fahrzeugs 1. Das Fahras¬ sistenzsystem 10 kann beispielsweise als ein System, das ein automatisiertes Fahren des Fahrzeugs 1 ermöglicht, ausgebil- det sein. Das Fahrassistenzsystem 10 umfasst beispielsweise einen Steuerrechner 11 zu Durchführen des Verfahrens zur In¬ teraktion des Fahrassistenzsystems mit dem Fahrer.
Figur 2 veranschaulicht in Form eines Diagramms eine Ausfüh¬ rungsform des Verfahrens zur Interaktion des Fahrassistenz¬ systems 10 mit dem Fahrer des Fahrzeugs 1. In einem Verfah¬ rensschritt 100 wird von dem Fahrassistenzsystem 10 der Zu¬ stand des Fahrers des Fahrzeugs ermittelt. Der Zustand des Fahrers kann durch ein Überwachungssystem, beispielsweise durch mindestens eine Kamera 20, im Innenraum des Fahrzeugs 1 ermittelt werden. In Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand des Fahrers wird in einem Verfahrensschritt 200 eine Zeit TFA als Maß für die Aufmerksamkeit des Fahrers ermittelt. Die die Aufmerksamkeit des Fahrers kennzeichnende Zeit TFA ist dieje¬ nige Zeit, die der Fahrer in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand des Fahrers zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug 1 benötigt.
In einem Verfahrensschritt 300 wird eine Fahrsituation, bei- spielsweise eine Verkehrssituation, in der sich das Fahrzeug 1 befindet, von dem Fahrassistenzsystem 10 erfasst. In einem Verfahrensschritt 400 wird in Abhängigkeit von der erfassten Fahrsituation von dem Fahrassistenzsystem 10 mindestens eine Handlungsmöglichkeit Hx mit i=l, n des Fahrassistenzsys- tems 10 für die erfasste Fahrsituation ermittelt. Nachfolgend wird von dem Fahrassistenzsystem 10 in einem Verfahrens¬ schritt 500 eine notwendige Zeit T zur Übernahme der Kontrol- le über das Fahrzeug 1 durch den Fahrer in Abhängigkeit von der mindestens einen Handlungsmöglichkeit Hx ermittelt.
In einem Verfahrensschritt 600 wird von dem Fahrassistenzsys- tem 10 die ermittelte notwendige Zeit T zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer mit der ermit¬ telten Zeit TFA der Aufmerksamkeit des Fahrers verglichen. In Abhängigkeit von dem Vergleich der ermittelten notwendigen Zeit T zur Übernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer und der ermittelten Zeit TFA, die die Aufmerksamkeit des Fahrers kennzeichnet, führt das Fahrassistenzsystem 10 die Interakti¬ on mit dem Fahrer durch.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens kann in einem Verfahrensschritt 510 für jede mögliche Handlungsalter¬ native Hi des Fahrassistenzsystems 10 eine spezifische Zeit FTi mit i=l, n ermittelt werden. Die spezifische Zeit FTX, die jeder Handlungsmöglichkeit Hx zugeordnet ist, wird in Ab¬ hängigkeit von einer Zeitdauer vom Zeitpunkt des Erfassens der Fahrsituation bis zu dem Zeitpunkt, an dem von dem Fahr¬ assistenzsystem die Entscheidung zur Ausführung der jeweili¬ gen Handlungsmöglichkeit Hx zu treffen ist, ermittelt.
Das Fahrassistenzsystem ermittelt des Weiteren für jede mög- liehe Handlungsalternative Hx, gemäß der das Fahrassistenz¬ system 10 das Fahrzeug 1 steuern kann, die Notwendigkeit be¬ ziehungsweise Dringlichkeit des Eingreifens des Fahrers, wenn das Fahrassistenzsystem die Handlungsalternative Hx ausge¬ wählt hat. Die Notwendigkeit des Eingreifens des Fahrers für eine Handlungsalternative kann beispielsweise als ein Faktor Fi€ [0, 1] angegeben werden. Wenn der Fahrer bei einer ausgewählten Handlungsalternative Hx des Fahrassistenzsystems mit Sicherheit in das Fahrgeschehen eingreifen muss, ist der zugehörige Faktor Fx beispielsweise gleich 1. Dies wird zum Beispiel bei Ankunft des Fahrzeugs am Ziel der Fall sein, wenn der Fahrer beispielsweise den Motor des Fahrzeugs zwin¬ gend selbst ausschalten muss. Die spezifische Zeit FTX wird für jede der Handlungsmöglichkeiten Hx in Abhängigkeit von dem zuvor ermittelten Faktor Fx beziehungsweise in Abhängig¬ keit davon, mit welcher Notwendigkeit beziehungsweise mit welcher Dringlichkeit die jeweilige Handlungsmöglichkeit Hx eine Übernahme der Kontrolle des Fahrzeugs 1 durch den Fahrer erfordert, ermittelt.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des Verfahrens werden die für jede mögliche Handlungsalternative Hx des Fahrassistenzsystem berechneten spezifischen Zeiten FTX ge¬ eignet gewichtet. Die notwendige Zeit T zur Übernahme des Fahrzeugs 1 durch den Fahrer wird von dem Fahrassistenzsystem 10 in Abhängigkeit von den gewichteten spezifischen Zeiten der Handlungsmöglichkeiten Hx ermittelt. Im Folgenden wird eine mögliche Wichtung der spezifischen Zeiten FTX angegeben.
Zur Wichtung der jeweiligen spezifischen Zeit FTX jeder Hand¬ lungsmöglichkeit Hi kann von dem Fahrassistenzsystem 10 bei¬ spielsweise eine Wahrscheinlichkeit px mit i=l, n für jede Handlungsmöglichkeit Hx ermittelt werden. Die einer Hand¬ lungsmöglichkeit Hi zugeordnete Wahrscheinlichkeit px gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der das Fahrassistenzsystem 10 die Handlungsalternative Hx zum automatisierten Steuern des Fahrzeugs in einer erfassten Fahrsituation auswählt. Im Fol- genden werden Möglichkeiten zur Berechnung der Wahrschein¬ lichkeit pi, mit der eine Handlungsmöglichkeit Hx von dem Fahrassistenzsystem ausgewählt wird, angegeben.
Das Fahrassistenzsystem 10 kann beispielsweise für jede der in einer Fahrsituation möglichen Handlungsalternativen Hx ei¬ nen jeweiligen Risikofaktor Rx mit i=l, n ermitteln. Der jeweilige Risikofaktor Rx gibt dabei ein Maß für ein mögli¬ ches, prognostiziertes Unfallrisiko an, wenn das Fahrassis¬ tenzsystem 10 die dem Risikofaktor Rx zugeordnete Handlungs- möglichkeit Hx zum automatisierten Fahren des Fahrzeugs 1 auswählt. Die den Handlungsmöglichkeiten Hx zugeordneten Ri¬ sikofaktoren Ri können beispielsweise in einem Bereich zwi- sehen 0 und 1 liegen. Somit erfolgt bei dem Verfahren eine kontinuierliche Berechnung des prognostizierten Fahrtrisikos aus den gewichteten Handlungsalternativen in einer gegebenen Fahrsituation. Das berechnete Fahrtrisiko kann auf einem Dis- play des Fahrassistenzsystems, beispielsweise dem Display ei¬ nes Kombi-Instruments des Fahrzeugs, visuell dargestellt wer¬ den. Zum Ermitteln des prognostizierten Unfallrisikos können sämtliche Sensordaten aus dem Fahrzeug sowie Back-End-Infor¬ mationen aus einer Cloud oder einer Fahrzeugflotten-Inter- kommunikat ion (Car-to-Car Communicat ion) mit einbezogen wer¬ den .
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des Verfahrens kann zur Berechung der Wahrscheinlichkeiten px von dem Fahr- assistenzsystem 10 für jede der möglichen Handlungsalternati¬ ven Hi eine jeweilige Attraktivität in Form eines Attraktivi¬ tätsfaktors Ai mit i=l, n ermittelt werden. Der jeweilige Attraktivitätsfaktor A± einer Handlungsmöglichkeit Hx, der beispielsweise Werte zwischen 0 und 1 annehmen kann, ist ein Maß für die Attraktivität der Auswahl der dem Attraktivitäts¬ faktor Ai zugeordneten Handlungsmöglichkeit Hx durch das Fahrassistenzsystem 10.
Die Attraktivität A± zur Auswahl einer Handlungsalternative Hi durch das Fahrassistenzsystem wird unter anderem bestimmt durch den Wert zur Zielerreichung der eigentlichen Mission, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob bei Auswahl einer Handlungsmöglichkeit Hx die Richtung einer Bewegung des Fahr¬ zeugs in Richtung einer der möglichen Routen zum Fahrtziel erfolgt. Des Weiteren kann der Wert des Attraktivitätsfaktors Ai für eine Handlungsmöglichkeit Hx von einem Schwierigkeits¬ grad der Weiterfahrt zu einem Zielort abhängen, wenn das Fahrassistenzsystem 10 das Fahrzeug 1 gemäß der Handlungsal¬ ternative Hi steuert. Ein erhöhter Schwierigkeitsgrad, der beispielsweise einen geringen Wert des Attraktivitätsfaktors zur Folge hat, kann beispielsweise dann vorliegen, wenn beim Ausführen einer Handlungsmöglichkeit Hx ein Zurücksetzen des Fahrzeugs in den laufenden Verkehr notwendig ist.
Die jeweilige Wahrscheinlichkeit px, mit der das Fahrassis- tenzsystem eine bestimmte Handlungsmöglichkeit Hx auswählt, kann in Abhängigkeit von dem für die Handlungsmöglichkeit Hx ermittelten Risikofaktor Rx und/oder dem Attraktivitätsfaktor Ai ermittelt werden. Die notwendige Zeit T zur Übernahme der Kontrolle des Fahrzeugs durch den Fahrer kann dann von dem Fahrassistenzsystem 10 in Abhängigkeit von der jeweiligen spezifischen Zeit FTX der Handlungsmöglichkeiten Hx und der jeweiligen Wahrscheinlichkeit px, mit der das Fahrassistenz¬ system das Fahrzeug gemäß der Handlungsmöglichkeiten Hx steu¬ ert, ermittelt werden. In diesem Fall erfolgt die Wichtung der spezifischen Zeit FTX für jede Handlungsmöglichkeit Hx somit in Abhängigkeit von der jeweiligen Wahrscheinlichkeit Pi zur Ausführung der jeweiligen Handlungsmöglichkeit Hx. Die notwendige Zeit T zur Übernahme des Fahrzeugs 1 durch den Fahrer kann dann beispielsweise mit der Formel T = {FTi ■ p. ) ermittelt werden. Die notwendige Zeit T gibt somit diejenige Zeit an, in der, gemittelt über alle Handlungsalternativen Hx mit deren jeweiligen Handlungswahrscheinlichkeit px, der Fah¬ rer in der Lage sein muss, die Kontrolle über das Fahrzeug wieder zu übernehmen.
Wenn bei dem Vergleich der notwendigen Zeit T zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer und der er¬ mittelten Zeit TFA der Aufmerksamkeit des Fahrers von dem Fahrassistenzsystem 10 festgestellt wird, dass die notwendige Zeit T kleiner als die Zeit TFA ist (T < TFA) , wird die In¬ teraktion des Fahrassistenzsystems 10 mit dem Fahrer derart durchgeführt, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers erhöht wird. Durch eine geeignete Interaktion des Fahrassistenzsys¬ tems 10 mit dem Fahrer wird der Fahrer derart beeinflusst, bis die Zeit TFA der Fahreraufmerksamkeit kleiner oder gleich der notwendigen Zeit T der Übernahme der Kontrolle des Fahr¬ zeugs durch den Fahrer ist (T > TFA) . Somit kann sicherge- stellt werden, dass der Fahrer rechtzeitig die Kontrolle über das Fahrzeug wieder übernehmen kann, indem er zum Beispiel eine Tätigkeit einnimmt, bei der sich seine Aufmerksamkeit wieder mehr dem Verkehrsgeschehen zuwendet.
Zur Interaktion des Fahrassistenzsystems 10 mit dem Fahrer können verschiedene HMI-Kommunikationsarten einzeln oder in Kombination zur Verfügung stehen. Die Kommunikation kann op¬ tisch, beispielsweise über ein Display oder mittels eines LichtSignals , akustisch, beispielsweise durch Ertönen eines Gongs beziehungsweise eines Alarmtons oder durch Abspielen einer Melodie, oder haptisch, beispielsweise durch ein Vib¬ rieren des Fahrersitzes, erfolgen. Vorzugsweise wählt das Fahrassistenzsystem 10 diejenige Alternative unter den Kommu- nikationsarten aus, die der vorherrschenden Situation am bes¬ ten entspricht. In Abhängigkeit von dem Vergleich der notwen¬ digen Zeit T zur Übernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer mit der Zeit TFA der Aufmerksamkeit des Fahrers kann das Fahras¬ sistenzsystem von einer eher dezenten Information bis hin zu einem eindringlichen Alarm sämtliche Kommunikationsarten zum Erhöhen der Aufmerksamkeit des Fahrers wählen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die tatsächliche Übernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer durch einen geeigneten HMI-Dialog zu steuern.
Das Verfahren erlaubt es, dass ein Fahrer in seiner Beschäf¬ tigung während des automatisierten Fahrens nur dann gestört wird, wenn es die Situation erforderlich macht, so dass ein maximaler Freiheitsgrad aus der Technik des automatisierten Fahrens gewonnen werden kann. Wenn sich das Fahrzeug bei¬ spielsweise auf einer Autobahn mit sehr wenig Verkehr oder in einer Kolonnenfahrt im Stau befindet, so kann eine ablenkende Beschäftigung des Fahrers mit größerer Zeitspanne zur Über¬ nahme der Fahrzeugkontrolle toleriert werden. Je intelligen- ter das Fahrassistenzsystem bereits das autonome Fahren auch in schwierigen Situationen beherrscht, desto größer wird au- tomatisch die jeweils geschätzte Zeit T bis zum notwendigen Eingriff durch den Fahrer.
Dies kann zusätzlich in gewissen Grenzen durch den Fahrer konfigurierbar gemacht werden, indem der Fahrer die Übernah¬ mezeit persönlich beeinflussen kann und somit früher oder später auf die Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug hin¬ gewiesen wird. Der Fahrer kann die Übernahmezeit beispiels¬ weise persönlich beeinflussen, indem er einstellt, dass er innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, beispielsweise inner¬ halb der nächsten 30 Minuten, die Kontrolle über das Fahrzeug nicht übernehmen möchte. Wenn das Fahrassistenzsystem nun feststellt, dass die ermittelte notwendige Zeit T zur Über¬ nahme der Kontrolle über das Fahrzeug kleiner als die Zeit TFA der Aufmerksamkeit des Fahrers ist, wird der Fahrer durch das Fahrassistenzsystem nicht beeinflusst. Eine mögliche Handlungsalternative in einer bestimmten Verkehrssituation kann in diesem Fall vom Fahrassistenzsystem nicht ausgeführt werden. Das Fahrzeug bleibt dann zum Beispiel auf einem Park- platz stehen, bis sich die Verkehrssituation wieder verbes¬ sert hat .
Das Verfahren ermöglicht es einerseits, einem Fahrer den größtmöglichen Nutzen eines Fahrassistenzsystems zum fahrer- losen Fahren anzubieten und andererseits einen sicheren Be¬ triebszustand durch eine kontinuierliche Risikobewertung nicht zu verlassen. Durch eine situationsbezogene, angepasste HMI-Strategie für die Vorbereitung des Fahrers, die Fahrauf¬ gabe wieder zu übernehmen, wird ein größtmöglicher Sicher- heitsgewinn erzielt. Durch die Wahrnehmung einer intelligen¬ ten Steuerung beziehungsweise die Anpassung des Fahrassis¬ tenzsystems und das damit verbundene positive Nutzererleben wird der Komfort gesteigert und die Akzeptanz eines solchen Systems erhöht .

Claims

201402643 WO 2016/016037 PCT/EP2015/066556 12 Patentansprüche
Verfahren zur Interaktion eines Fahrassistenzsystems mit einem Fahrer eines Fahrzeugs, umfassend:
- Ermitteln eines Zustande des Fahrers,
- Ermitteln einer Zeit (TFA) der Aufmerksamkeit des Fah¬ rers in Abhängigkeit von dem Zustand des Fahrers als Maß für die Aufmerksamkeit des Fahrers,
- Erfassen einer Fahrsituation des Fahrzeugs (1),
- Ermitteln mindestens einer Handlungsmöglichkeit (Hx) des Fahrerassistenzsystems (10) in Abhängigkeit von der erfassten Fahrsituation,
- Ermitteln einer notwendigen Zeit (T) zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug (1) durch den Fahrer in Abhängigkeit von der mindestens einen Handlungsmög¬ lichkeit (H±) ,
- Vergleichen der ermittelten notwendigen Zeit (T) zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug (1) durch den Fahrer mit der ermittelten Zeit (TFA) der Aufmerk¬ samkeit des Fahrers,
- Durchführen der Interaktion des Fahrassistenzsystems (10) mit dem Fahrer in Abhängigkeit von dem Vergleich der ermittelten notwendigen Zeit (T) zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug (1) durch den Fahrer und der ermittelten Zeit (TFA) der Aufmerksamkeit des Fah¬ rers .
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend:
- Ermitteln einer Vielzahl von verschiedenen Handlungs- möglichkeiten (Hx) in Abhängigkeit von der erfassten
Fahrsituation,
- Ermitteln von einer für jede Handlungsmöglichkeit (Hi) spezifischen Zeit (FTi) in Abhängigkeit von einer Zeitspanne vom Zeitpunkt des Erfassens der Fahrsitua- tion bis zu dem Zeitpunkt zur Auswahl der jeweilige
Handlungsmöglichkeit (Hx) durch das Fahrassistenzsys¬ tem (10), 201402643
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- Ermitteln der notwendigen Zeit (T) zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug (1) durch den Fahrer in Abhängigkeit von den spezifischen Zeiten (FTX) der Handlungsmöglichkeiten (Hx) .
Verfahren nach Anspruch 2, umfassend:
Ermitteln der jeweiligen spezifischen Zeit (FTX) für je¬ de der Handlungsmöglichkeiten (Hx) in Abhängigkeit da¬ von, ob die jeweilige Handlungsmöglichkeit (Hx) eine Übernahme der Kontrolle des Fahrzeugs (1) durch den Fah¬ rer erfordert .
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, umfassend:
- Ermitteln einer jeweiligen Wichtung für jede der spe¬ zifischen Zeiten (FTX) ,
- Ermitteln der notwendigen Zeit (T) zur Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug (1) durch den Fahrer in Abhängigkeit von den gewichteten spezifischen Zeiten der Handlungsmöglichkeiten (Hi) .
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
- Ermitteln einer jeweiligen Wahrscheinlichkeit (px) für jede der Handlungsmöglichkeiten (Hi) als diejenige Wahrscheinlichkeit, mit der das Fahrerassistenzsystem (10) die jeweilige Handlungsmöglichkeit (Hx) ausführt,
- Ermitteln der notwendigen Zeit (T) zur Übernahme des Fahrzeugs (1) durch den Fahrer in Abhängigkeit von der jeweiligen spezifischen Zeit (FTX) der Handlungsmög¬ lichkeiten (Hx) und der jeweiligen Wahrscheinlichkeit (px) der Handlungsmöglichkeiten (Hi) .
Verfahren nach Anspruch 5, umfassend:
- Ermitteln von jeweiligen Risikofaktoren (Rx) für jede der Handlungsmöglichkeiten (Hx) , wobei der jeweilige Risikofaktor (Rx) ein Maß für ein mögliches Unfallri¬ siko angibt, wenn das Fahrassistenzsystem (10) die dem 201402643
WO 2016/016037 PCT/EP2015/066556
14
Risikofaktor (Rx) zugeordnete Handlungsmöglichkeit (Hi) zum Fahren des Fahrzeugs (1) auswählt,
- Ermitteln der jeweiligen Wahrscheinlichkeit (px) für jede der Handlungsmöglichkeiten (Hx) in Abhängigkeit von dem der jeweiligen Handlungsmöglichkeit (Hx) zuge¬ ordneten Risikofaktor (Rx) .
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, umfassend:
- Ermitteln von jeweiligen Attraktivitätsfaktoren (Ax) für jede der Handlungsmöglichkeiten (Hx) , wobei der jeweilige Attraktivitätsfaktor (Ax) ein Maß für die Attraktivität der Auswahl der dem Attraktivitätsfaktor (Ax) zugeordneten Handlungsmöglichkeit (Hx) durch das Fahrassistenzsystem (10) angibt,
- Ermitteln der jeweiligen Wahrscheinlichkeit (px) für jede der Handlungsmöglichkeiten (Hx) in Abhängigkeit von dem der jeweiligen Handlungsmöglichkeit (Hx) zuge¬ ordneten Attraktivitätsfaktor (Ax) .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: Ermitteln des Zustande des Fahrers durch mindestens eine Kamera (20) im Innenraum des Fahrzeugs (1) .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: Durchführen der Interaktion des Fahrassistenzsystems (10) mit dem Fahrer, wenn das Fahrassistenzsystem (10) feststellt, dass die ermittelte notwendigen Zeit (T) zur Übernahme des Fahrzeugs (1) durch den Fahrer kleiner als die ermittelte Zeit (TFA) der Aufmerksamkeit des Fahrers ist .
Fahrassistenzsystem, umfassend:
einen Steuerrechner (11) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9. 2643
6/016037 PCT/EP2015/066556
15
Fahrassistenzsystem nach Anspruch 10, wobei das Fahras sistenzsystem (10) zum automatisierten Fahren ausgebil det ist.
PCT/EP2015/066556 2014-07-28 2015-07-20 Verfahren zur interaktion eines fahrassistenzsystems mit einem fahrer eines fahrzeugs WO2016016037A1 (de)

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