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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überwachen einer autonomen Fahrt eines Fahrzeugs, sowie ein Fahrzeug mit einer derartigen Anordnung. Außerdem betrifft die Erfindung eine fahrzeugseitige Steuereinrichtung zur Realisierung der Überwachung der autonomen Fahrt des Fahrzeugs.
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Es werden heutzutage moderne Fahrzeuge entwickelt, die eine Vielzahl von Sensoren, wie beispielsweise Radar-Sensoren, Ultraschall-Sensoren, oder eine bzw. mehrere Kameras zur Überwachung des Umfelds des Fahrzeugs aufweisen. Derartige Sensoren können dabei genutzt werden, um Hindernisse im Fahrweg des Fahrzeugs zu erkennen. Basierend auf dieser Umfeld- bzw. Hinderniserkennung ist es möglich, ein Fahrerassistenzsystem für ein autonomes Fahren des Fahrzeugs zu entwickeln, bei der das entsprechende Fahrerassistenzsystem basierend auf den von dem am Fahrzeug angebrachten Sensoren Hindernisse erkennt, und selbständig in die Lenkung des Fahrzeugs eingreift, um die Hindernisse zu umfahren. Ein derartiges autonomes Fahren des Fahrzeugs ist dabei insbesondere beim Einparken des Fahrzeugs vorteilhaft, insbesondere bei einem Parkvorgang in eine Garage mit im Vergleich zum Fahrzeug geringen Abmessungen, bei der ein Fahrer im eingeparkten Zustand des Fahrzeugs in der Garage nicht mehr seine Fahrertür zum Einsteigen oder Aussteigen aus dem Fahrzeug öffnen könnte.
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Als problematisch kann sich bei derartigen Fahrerassistenzsystemen zum autonomen Fahren bzw. Einparken herausstellen, dass ein Fahrer, der sich außerhalb des Fahrzeugs befindet und dessen Fahrzeug gerade einen automatischen bzw. autonomen Einparkvorgang durchführt, unachtsam ist, und den Einparkvorgang nicht zuverlässig überwacht, da er gerade abgelenkt ist. Befindet sich dann ein Hindernis im Fahrweg des Fahrzeugs, das die Sensoren des Fahrzeugs gar nicht oder nicht richtig einschätzen oder klassifizieren können, so besteht die Gefahr einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis.
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Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Möglichkeit zu schaffen, bei der ein autonomes Fahren eines Fahrzeugs in zuverlässiger Weise überwacht werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung zum Überwachen einer autonomen Fahrt eines Fahrzeugs mit folgenden Merkmalen geschaffen. Sie hat eine Ausgabeeinrichtung, insbesondere eine fahrzeugseitige Ausgabeeinrichtung, zum Ausgeben eines Aufforderungssignals an einen Benutzer während der Fahrt. Dabei kann sich der Benutzer insbesondere außerhalb des Fahrzeugs befinden, um die autonome Fahrt des Fahrzeugs zu überwachen. Des Weiteren hat die Anordnung eine fahrzeugseitige Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines benutzerseitigen Antwortsignals als Reaktion auf das Aufforderungssignal. Schließlich ist eine fahrzeugseitige Steuereinrichtung vorgesehen, um das Ausbleiben einer Benutzerbestätigung festzustellen, wenn kein Antwortsignal als Reaktion auf das Aufforderungssignal empfangen wurde, und bei Ausbleiben des benutzerseitigen Antwortsignals als Reaktion auf das Aufforderungssignal die Fahrt des Fahrzeugs zu stoppen. Auf diese Weise wird eine Interaktion zwischen dem fahrenden Fahrzeug und dem Benutzer hergestellt, die sicherstellen soll, dass der Benutzer seine Aufmerksamkeit auf die Fahrt seines Fahrzeugs und dessen Umgebung lenkt. Reagiert der Benutzer nicht auf das Aufforderungssignal der fahrzeugseitigen Ausgabeeinrichtung, so kann geschlossen werden, dass die Aufmerksamkeit des Benutzers nicht auf seinem Fahrzeug liegt, woraufhin die Fahrt des Fahrzeugs automatisch gestoppt wird. Auf diese Weise kann die autonome Fahrt des Fahrzeugs auf einfache Weise überwacht werden und zur Sicherheit des Fahrzeugs und dessen Umgebung die autonome Fahrt des Fahrzeugs gestoppt werden, wenn der Benutzer bzw. Fahrer des Fahrzeugs unaufmerksam ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Anordnung kann die fahrzeugseitige Steuereinrichtung bei Ausbleiben einer Benutzerbestätigung ein Haltesignal ausgeben, um die Fahrt des Fahrzeugs zu stoppen bzw. zu unterbrechen. Es ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung auch möglich, dass die fahrzeugseitige Steuereinrichtung dafür ausgelegt ist, während der autonomen Fahrt des Fahrzeugs in bestimmten Freigabeintervallen Fahrtsignale bzw. Freigabesignale (beispielsweise an ein Steuergerät für das autonome Fahren) auszugeben, um die autonome Fahrt freizugeben bzw. fortzusetzen. Stellt sie jedoch das Ausbleiben einer Benutzerbestätigung fest, d.h. dass kein Antwortsignal als Reaktion auf das Aufforderungssignal empfangen wurde, so unterbricht sie das Ausgeben der Freigabesignale, um auf diese Weise die Fahrt des Fahrzeugs zu stoppen. Während somit im ersten Fall eine aktive Reaktion der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung bei Ausbleiben einer Benutzerbestätigung durch das Ausgeben eines Haltesignals erfolgt, wird die Fahrt des Fahrzeugs im zweiten Fall bei Ausbleiben einer Benutzerbestätigung durch eine passive Maßnahme, nämlich durch Beenden der Ausgabe der Freigabesignale, unterbrochen.
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Zur Verbesserung der Sicherheit und zur Gewährleistung einer schnellen Reaktion des Fahrzeugs auf eine Unachtsamkeit seines Benutzers weist die Anordnung eine Zeitmesseinrichtung (einen Timer) auf, die dafür ausgelegt ist, ein Zeitintervall beginnend mit Bezug auf das Aussenden des Ausgabesignals zu messen. Gemäß einer Ausgestaltung der Anordnung kann nun die Zeitmesseinrichtung mit der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung (oder einer Auswerteeinrichtung von dieser) derart zusammenwirken, dass die fahrzeugseitige Steuereinrichtung das Haltesignal ausgibt, wenn das benutzerseitige Antwortsignal nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem Aussenden des Aufforderungssignals erfasst wird. Entsprechend kann die Zeitmesseinrichtung gemäß einer weiteren Ausgestaltung mit der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung (oder einer Auswerteeinrichtung von dieser) derart zusammenwirken, dass die fahrzeugseitige Steuereinrichtung die Ausgabe der Freigabesignale zum Fortsetzen der Fahrt einstellt bzw. unterbricht, wenn das benutzerseitige Antwortsignal nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem Aussenden des Aufforderungssignals erfasst wird. Somit kann bei entsprechender (kurzer) Wahl des vorbestimmten Zeitintervalls eine schnelle Reaktion des Fahrzeugs bzw. dessen fahrzeugseitiger Steuereinrichtung in Form eines Anhaltens des Fahrzeugs durchgeführt werden, wenn die fahrzeugseitige Steuereinrichtung erkennt, dass der Benutzer des Fahrzeugs nicht mehr (in dem vorbestimmten Zeitintervall) aufmerksam ist und die autonome Fahrt seines Fahrzeugs überwacht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung kann die Ausgabeeinrichtung ein optisches Ausgabeelement zum Ausgeben eines optischen Aufforderungssignals aufweisen. Dabei kann die Ausgabeeinrichtung als eine fahrzeugseitige Ausgabeeinrichtung ausgebildet sein, und als fahrzeugseitiges optisches Ausgabeelement einen Blinker des Fahrzeugs zum Ausgeben eines Blinksignals, einen Fahrzeugscheinwerfer bzw. eine Fahrzeugleuchte zum Ausgeben eines Lichtsignals, oder eine andere beliebige Leuchtanzeige am Fahrzeug zum Ausgeben eines optischen Signals umfassen. Neben der Ausgabe von Lichtsignalen ist es auch möglich, dass die Ausgabeeinrichtung ein in oder am Fahrzeug beweglich angeordnetes Bauteil umfasst, das zur Ausgabe eines Aufforderungssignals eine Bewegung durchführt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Ausgabeeinrichtung zusätzlich oder alternativ zur Ausgabe eines optischen Signals zur Ausgabe eines akustischen Signals ausgelegt ist. Beispielsweise kann somit als Ausgabeeinrichtung beispielsweise eine Fahrzeughupe oder ein anderes ein Geräusch erzeugendes Element des Fahrzeugs zum Ausgeben eines akustischen Aufforderungssignals verwendet werden.
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Neben der gerade erwähnten Möglichkeit, die Ausgabeeinrichtung derart auszubilden, dass sie direkt am Fahrzeug ein für den Benutzer wahrnehmbares Aufforderungssignal ausgibt, besteht auch die Möglichkeit einer komplexeren Ausführung der Ausgabeeinrichtung. Beispielsweise kann die Ausgabeeinrichtung einen fahrzeugseitigen Teil aufweisen, der ein fahrzeugseitiges Funkmodul umfasst, das mit dem Funkmodul einer Fernbedienung in der Lage ist, Informationen auszutauschen. Auf diese Weise ist es denkbar, dass das fahrzeugseitige Funkmodul an das Funksignal der Fernbedienung ein Triggersignal sendet, das eine fernbedienungsseitige Ausgabeeinrichtung mit einem oder mehreren fernbedienungsseitigen Ausgabeelementen veranlasst, ein fernbedienungsseitiges Aufforderungssignal auszusenden. Zu diesem Zweck kann die Fernbedienung beispielsweise einen Lautsprecher zum Ausgeben eines akustischen Signals, eine Beleuchtungseinrichtung (wie eine LED (light emitting diode) oder ein Display) zum Ausgeben eines optischen Aufforderungssignals, oder eine Vibrationseinrichtung zum Ausgeben eines mechanischen Aufforderungssignals aufweisen.
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Dabei können die möglichen fahrzeugseitigen Ausgabeelemente und die fernbedienungsseitigen Ausgabeelemente entweder separat oder für sich vorgesehen werden, oder in einer beliebigen Kombination miteinander.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Anordnung eine Sensoreinrichtung zum Überwachen des Umfelds des Fahrzeugs auf. Dabei ist es möglich, dass die Sensoreinrichtung derart mit der Ausgabeeinrichtung bzw. einer diese steuernden Einrichtung zusammenwirkt, dass das Aufforderungssignal dann ausgegeben wird, wenn die Sensoreinrichtung ein Hindernis erkennt. Auf diese Weise wird eine Möglichkeit der Überwachung der autonomen Fahrt geschaffen, bei der der Benutzer möglichst wenig sich um sein Fahrzeug kümmern muss, da dieses nur dann „Alarm schlägt“ wenn ein mögliches Hindernis erkannt wird. Dies erhöht den Komfort bei der Überwachung der autonomen Fahrt.
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Gemäß einer Ausgestaltung kann die Sensoreinrichtung mit der Ausgabeeinrichtung derart zusammenwirken, dass die Ausgabeeinrichtung ein Aufforderungssignal ausgibt, das auf die Seite des Fahrzeugs hinweist, an der die Sensoreinrichtung ein mögliches Hindernis erkannt hat. Dazu kann die Ausgabeeinrichtung beispielsweise ein oder mehrere insbesondere fahrzeugseitige Ausgabeelemente aufweisen, die einer linken Seite des Fahrzeugs, einer rechten Seite des Fahrzeugs, einer vorderen Seite des Fahrzeugs und/oder einer hinteren Seite des Fahrzeugs zugeordnet sind. Überdies kann die Sensoreinrichtung beispielsweise mehrere Sensorelemente aufweisen, die dafür ausgelegt sind, mögliche Hindernisse an der rechten Seite des Fahrzeugs, an der linken Seite des Fahrzeugs, an der vorderen Seite des Fahrzeugs und/oder an der hinteren Seite des Fahrzeugs zu erfassen. Hat die Sensoreinrichtung beispielsweise eine Vielzahl von Ultraschallsensoren, die an der hinteren Stoßstange des Fahrzeugs angebracht sind, und erkennt beispielsweise der linke Ultraschallsensor ein drohendes Hindernis, so kann diese Information dieses Sensors an die Ausgabeeinrichtung weitergegeben werden, die daraufhin beispielsweise einen Blinker hinten links am Fahrzeug derart aktiviert, in einem bestimmten Muster zu blinken. Auf diese Weise wird wiederum die Sicherheit des autonomen Fahrens erhöht, da dem Fahrer nicht nur ein Hinweis auf ein drohendes Hindernis angezeigt wird, sondern der Fahrer überdies noch eine Information erhält, an welcher Stelle des Fahrzeugs das Hindernis aufgetaucht ist.
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Es ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung ferner denkbar, dass das Aufforderungssignal seitens der Ausgabeeinrichtung ferner eine Information bezüglich des Gefährdungspotentials eines drohenden Hindernisses bzw. evtl. kollidierenden Objekts beinhaltet. Dabei kann beispielsweise in dem Aufforderungssignal eine Information zum Abstand des Fahrzeugs zum Hindernis enthalten sein, oder beispielsweise auf die Geschwindigkeit bei der Fahrt des Fahrzeugs. Das Gefährdungspotential kann dabei beispielsweise mittels eines bestimmten Musters angezeigt werden, wobei das Muster sich insbesondere in Abhängigkeit der Steigerung des Gefährdungspotentials ändert. Beispielsweise kann bei einem fahrzeugseitigen Ausgabeelement in der Form eines Blinkers die Blinkfrequenz bei steigendem Gefährdungspotential (Abstand zum Hindernis wird geringer) erhöht werden, und bei sinkendem Gefährdungspotential (Abstand zum Hindernis wird geringer) verringert werden. Es ist auch denkbar, dass ein steigendes Gefährdungspotential durch Aktivieren von bestimmten Ausgabeelementen angezeigt wird, die nur bei steigendem Gefährdungspotential aktiviert werden. Dazu ist es möglich, dass bei geringem Gefährdungspotential lediglich die Blinker des Fahrzeugs ein drohendes Hindernis anzeigen, wobei bei Verringerung des Abstands zum Fahrzeug und somit bei wachsendem Gefährdungspotential, zusätzlich noch die Hupe des Fahrzeugs aktiviert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass das vorbestimmte Zeitintervall, innerhalb dem das benutzerseitige Antwortsignal nach dem Aussenden des Aufforderungssignals erwartet wird, entsprechend dem aktuellen Gefährdungspotential angepasst wird. So ist es möglich, dass mit steigendem Gefährdungspotential das Zeitintervall verkürzt wird, um so sicherzustellen, dass in einer kritischen Situation der Benutzer eine rasche Rückmeldung geben muss. Bei sinkendem Gefährdungspotential kann das Zeitintervall vergrößert werden. Besteht keine Gefährdung, so kann das Zeitintervall auf einen Standardwert gesetzt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung kann die Erfassungseinrichtung ein akustisches Erfassungselement, wie beispielsweise eine Mikroform aufweisen, um ein akustisches Antwortsignal des Benutzers zu erfassen. Dabei kann als ein ordnungsgemäßes Antwortsignal ein Pfeifgeräusch des Benutzers festgelegt sein, oder eine bestimmte Sprachnachricht des Benutzers. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Erfassungseinrichtung ein optisches Element, wie eine Kamera umfasst, die als ordnungsgemäßes Antwortsignal des Benutzers eine bestimmte Geste des Benutzers, wie beispielsweise ein Winken des Benutzers mit einem Arm bzw. einer Hand erkennt. Schließlich ist es auch denkbar, dass die Erfassungseinrichtung etwas komplexer aufgebaut ist und ein fahrzeugseitiges Funkmodul aufweist, das mit einem Funkmodul in einer Fernbedienung des Benutzers zusammenwirkt. Die Fernbedienung kann ferner ein oder mehrere Eingabeelemente für den Benutzer aufweisen, durch die dann das Antwortsignal auf das Aufforderungssignal hin als Benutzerbestätigung eingeben kann. Zu diesem Zweck ist es möglich, dass die Fernbedienung eine oder mehrere Tasten aufweist, von denen der Benutzer zur Bestätigung des Aufforderungssignals eine oder mehrere, beispielsweise in einer bestimmten Kombination oder für eine bestimmte Zeit, drücken muss, um das Antwortsignal auszulösen. Es ist ferner denkbar, dass die Fernbedienung als Eingabeelement eine berührungssensitive Anzeige (Touchscreen) aufweist, durch deren Betätigung das Antwortsignal auslösbar ist. Schließlich ist es auch denkbar, dass die Fernbedienung Beschleunigungs- bzw. Bewegungssensoren aufweist, die dafür ausgelegt sind, eine Bewegung der Fernbedienung wie ein Drehen, ein Schütteln oder ein anderes bestimmtes Bewegungsmuster zu erkennen, wobei der Benutzer durch das Durchführen einer bestimmten Bewegung bzw. eines bestimmten Bewegungsmusters das Antwortsignal auslösen kann. Überdies ist es denkbar, dass eine Benutzerbestätigung in Reaktion auf das Aufforderungssignal auch nur dann ausgelöst wird, wenn mehrere Eingabeelemente gleichzeitig betätigt wurden, wie beispielsweise das eine bestimmte Taste der Fernbedienung gedrückt wird, während die Fernbedienung gedreht wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung hat diese eine Reichweitenmesseinrichtung zum Ermitteln der Entfernung des Fahrzeugs von seinem Benutzer. Dabei ist es denkbar, dass diese Reichweitenmesseinrichtung ein optisches Element wie beispielsweise eine Kamera oder eine Stereokamera zum optischen Ermitteln des Abstands des Fahrzeugs vom Benutzer (nach dessen Gesichtserkennung) aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Reichweitenmesseinrichtung einen komplexeren Aufbau aufweist und dabei mit einer Fernbedienung des Benutzers zusammenwirkt. Dabei kann die Reichweitenmesseinrichtung ein fahrzeugseitiges Funkmodul aufweisen, das in der Lage ist, mit einer Fernbedienung des Benutzers bzw. einem fernbedienungsseitigen Funkmodul zur Entfernungsbestimmung zu kommunizieren. Beispielsweise ist es möglich, dass das fahrzeugseitige Funkmodul ein oder mehrere Funksignale (beispielsweise Niederfrequenzsignale) mit einer vorbestimmten Feldstärke aussendet, und das fernbedienungsseitige Funkmodul die Empfangsfeldstärke am Ort der Fernbedienung misst. Auf diese Weise kann ein sog. RSSI-(Received Signal Strength Indication)Wert des einen oder der mehreren Funksignale des fahrzeugseitigen Funkmoduls erhalten werden, der dann von dem fernbedienungsseitigen Funkmodul in einem Antwortsignal zurück zum Fahrzeug geschickt werden kann. Dabei gilt der Zusammenhang, dass je größer die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Benutzer bzw. dessen Fernbedienung ist, umso geringer wird der gemessene RSSI-Wert. In diesem Zusammenhang kann sich eine fahrzeugseitige Auswerteeinrichtung zu Nutze machen, um aufgrund des empfangenen RSSI-Werts und der bekannten vorbestimmten Sendefeldstärke des Signals von der fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung auf die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und die Fernbedienung zu schließen. Diese Information bezüglich der Entfernung und Benutzer kann nun dazu genutzt werden, dass von der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung als eine Art Sicherheitsmaßnahme das Stoppsignal ausgegeben wird, wenn die ermittelte Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der Fernbedienung bzw. dem Benutzer einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Es soll auf diese Weise sichergestellt werden, dass der Benutzer nicht zu weit vom Fahrzeug entfernt ist, um das autonome Fahren des Fahrzeugs nicht mehr überwachen zu können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum autonomen Fahren geschaffen, das ferner die oben erwähnte Anordnung zum Überwachen des autonomen Fahrens des Fahrzeugs bzw. eine Ausgestaltung hiervon aufweist. Mittels einer derartigen Anordnung soll die Sicherheit des Fahrzeugs beim autonomen Fahren verbessert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine fahrzeugseitige Steuereinrichtung insbesondere zur Verwendung in der oben genannten Anordnung zum Überwachen der autonomen Fahrt eines Fahrzeugs geschaffen, die folgende Merkmale umfasst. Sie hat eine Auslöseeinrichtung für das Ausgeben eines Auslösesignals an eine Ausgabeeinrichtung, um diese zum Ausgeben eines Aufforderungssignals an den Benutzer zu veranlassen. Schließlich hat sie eine Auswerteeinrichtung zum Feststellen des Ausbleibens einer Benutzerbestätigung, wenn kein Antwortsignal als Reaktion auf das Aufforderungssignal empfangen wurde, und zum Stoppen der Fahrt des Fahrzeugs. Dabei kann eine Überwachungseinrichtung zum Überprüfen eines benutzerseitigen Antwortsignals als Reaktion auf das Aufforderungssignal vorgesehen sein.
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Zum Stoppen der Fahrt kann die Auswerteeinrichtung in einem ersten Fall (in einer aktiven Reaktion) bei Ausbleiben einer Benutzerbestätigung ein Haltesignal ausgeben. Gemäß einer weiteren Variante ist es jedoch auch denkbar, dass die Auslöseeinrichtung ferner in regelmäßigen Freigabeintervallen ein Fahrtsignal bzw. Freigabesignal ausgibt, um die autonome Fahrt fortzusetzen. Bleibt bei dieser Variante eine Benutzerbestätigung aus, so wird die Auswerteeinrichtung (durch eine passive Maßnahme), nämlich durch Beenden der Ausgabe der Freigabesignale, die Fahrt unterbrechen.
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Die fahrzeugseitige Steuereinrichtung kann ferner eine Zeitmesseinrichtung aufweisen, die derart mit der Auswerteeinrichtung zusammenwirkt, dass diese das Haltesignal ausgibt (oder die Ausgabe der Freigabesignale unterbricht), wenn nach Ausgabe des Auslösesignals ein vorbestimmtes Zeitintervall vergangen ist, ohne dass die Auswerteeinrichtung ein Antwortsignals als Reaktion auf das Aufforderungssignal erfasst hat. Mittels einer derartigen fahrzeugseitigen Steuereinrichtung wird gewährleistet, dass ein Fahrer beim autonomen Fahren seines Fahrzeugs, insbesondere beim Einparken des Fahrzeugs seine Aufmerksamkeit auf das Fahrzeug lenkt.
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Schließlich wird gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ein Verfahren zum Überwachen einer autonomen Fahrt eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten geschaffen. Es wird zunächst ein Aufforderungssignal an einen Benutzer während der Fahrt des Fahrzeugs ausgegeben. Anschließend wird überprüft, ob ein benutzerseitiges Antwortsignal als Reaktion auf das Aufforderungssignal erfasst wird. Schließlich wird das Ausbleiben der Benutzerbestätigung festgestellt, wenn kein benutzerseitiges Antwortsignal als Reaktion auf das Aufforderungssignal empfangen wurde, und es wird als Folge des Ausbleibens des benutzerseitigen Antwortsignals die Fahrt des Fahrzeugs gestoppt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung zur Überwachung der autonomen Fahrt des Fahrzeugs sind, soweit auf das Fahrzeug, die fahrzeugseitige Steuereinrichtung und das Verfahren übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrzeugs, der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung und des Verfahrens anzusehen, und umgekehrt.
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Im Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten einer Anordnung zum Überwachen einer autonomen Fahrt eines Fahrzeugs;
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2 ein Ablaufdiagramm zum Überwachen der autonomen Fahrt eines Fahrzeugs.
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Es sei zunächst auf 1 verwiesen, in der die wesentlichen Komponenten einer Anordnung ANU zum Überwachen der autonomen Fahrt eines Fahrzeugs FZ gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt sind. Gemäß 1 sollen nun diese Komponenten erläutert werden, während dann anhand von 2 ein Ablauf zum Überwachen der autonomen Fahrt des Fahrzeugs FZ skizziert wird.
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Das Fahrzeug FZ hat zunächst ein Steuergerät ANST, das dafür ausgelegt ist, das Fahrzeug selbständig bzw. autonom zu navigieren, d.h. ohne menschliche Unterstützung. Dazu kann das Steuergerät ANST mit Hilfe verschiedener Sensoren, wie beispielsweise von Ultraschallsensoren USL oder USR, oder auch nicht dargestellten Radarsensoren oder einer oder mehreren Kameras (nicht dargestellt) die Umgebung um das Fahrzeug wahrnehmen und aus den gewonnenen Informationen seine Position bestimmen, ein bestimmtes Ziel ansteuern und möglichst Kollisionen mit Hindernissen HI auf den Weg vermeiden. Für das autonome Fahren ist das Steuergerät ANST ferner mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs verbunden, um durch den Antriebsmotor (ob Brennkraftmaschine und/oder Elektromotor) das Fahrzeug in Bewegung zu setzen. Zum kontrollierten Steuern der Bewegung des Fahrzeugs, d.h. zum Navigieren, ist das Steuergerät ANST ferner mit dem Bremssystem (nicht dargestellt) des Fahrzeugs sowie mit dem Lenkungssystem (nicht dargestellt) des Fahrzeugs FZ verbunden. Dabei kann der Modus des autonomen Fahrens des Fahrzeugs FZ insbesondere für Einpark- oder Ausparkvorgänge verwendet werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn ein Einparkvorgang in eine besonders enge Parklücke oder ein Ausparkvorgang aus der besonders engen Parklücke erfolgen soll, also wenn es sich um eine Parklücke handelt, bei der bei eingeparktem Fahrzeug ein Aussteigen des Fahrers bzw. Benutzers des Fahrzeugs nur schwer oder überhaupt nicht möglich wäre. In einem solchen Fall kann dann der Benutzer des Fahrzeugs vor dem Einparkvorgang aussteigen und (beispielsweise bei verschlossenem Fahrzeug) anschließend das autonome bzw. automatische Einparken durch das Steuergerät ANST aktivieren. Entsprechend kann auch ein Ausparkvorgang des Fahrzeugs aus der engen Parklücke nach dessen Aktivierung durch das Steuergerät ANST durchgeführt werden. Dabei kann das Fahrzeug dann durch eine Vielzahl von Manövern, wie beispielsweise verschiedene Lenkeinschläge, verschiedene Getriebewählstufungen, insbesondere den ersten Gang und den Rückwärtsgang, und verschiedene Gas- und Bremssituationen in die oder aus der Parklücke hinausmanövrieren.
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Zum Überwachen dieses autonomen Fahrzeugs FZ ist nun die Überwachungsanordnung ANU vorgesehen. Diese weist dabei folgende wesentliche Komponenten auf. Sie hat eine Ausgabeeinrichtung AGE, die in der Ausführungsform von 1 mehrere fahrzeugseitige Ausgabeelemente aufweist, nämlich einen Blinker BLL auf der linken Seite, einen Blinker BLR auf der rechten Seite, einen linken Rückspiegel SPL, sowie einen rechten Rückspiegel SPR. Die beiden Blinker können dabei optische Signale (Blinksignale) als Aufforderungssignale für einen Benutzer ausgeben, die dieser insbesondere innerhalb einem vorbestimmten Zeitintervall beantworten bzw. bestätigen muss. Es sei dabei erwähnt, dass neben den genannten Blinkern auch weitere Blinker an der Fahrzeugseite bzw. an der Fahrzeugvorderseite als optische Ausgabeeinrichtung verwendet werden können, oder auch andere Beleuchtungsquellen des Fahrzeugs. Die beiden Spiegel SPL und SPR sind dabei als elektrisch ansteuerbare und bewegbare (an- und ausklappbare) Spiegel ausgebildet, wobei eine Bewegung der Spiegel ebenfalls als ein optisches Aufforderungssignal für den Benutzer zu werten ist.
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Ferner weist die Überwachungsanordnung ANU eine Erfassungseinrichtung EFE auf, die zum Erfassen eines benutzerseitigen Antwortsignals AWS als Reaktion auf das Aufforderungssignal AFS ausgelegt ist. Die Erfassungseinrichtung EFE kann dabei mit einem fahrzeugseitigen Funkmodul FFM verbunden sein bzw. zusammenwirken, das in der Lage ist, ein Funksignal als Antwortsignal AWS mittels einer fahrzeugseitigen Antenne FAN zu empfangen und der Erfassungseinrichtung weiterzuleiten.
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Als dritte wesentliche Komponente der Überwachungsanordnung ANU ist eine fahrzeugseitige Steuereinrichtung FST vorgesehen, die sowohl mit der Ausgabeeinrichtung AGE als auch der Erfassungseinrichtung EFE verbunden ist. Wie es auch noch später bezüglich 2 näher erläutert werden wird, ist es die Aufgabe der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung nach 1 mittels einer Auslöseeinrichtung ALE ein Auslösesignal ALS an die Ausgabeeinrichtung AGE zu senden, um diese zu veranlassen, ein Aufforderungssignal AFS für den Benutzer wahrnehmbar auszugeben. Nach Abgabe des Auslösesignals ALS wird eine Zeitmesseinrichtung ZME mit einer Zeitmessung beginnen. Eine Überprüfungseinrichtung ÜPE prüft währenddessen, ob nach Aussenden des Auslösesignals ALS bzw. der Abgabe des Aufforderungssignals AFS als Reaktion hierauf bei der Erfassungseinrichtung EFE ein Antwortsignal AWS eintrifft. Schließlich ist eine Auswerteeinrichtung AWE dafür ausgelegt, zu überprüfen, ob vor Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls ZB (vgl. hierzu 2) ein Antwortsignal AWS beim Fahrzeug bzw. bei der Erfassungseinrichtung EFW eingetroffen ist. Ist dies nicht der Fall, so wird die Auswerteeinrichtung ein Haltesignal STS an das Steuergerät ANST für das autonome Fahren ausgeben, damit die autonome Fahrt des Fahrzeugs FZ gestoppt wird, da in diesem Fall davon auszugehen ist, dass der Benutzer BED der autonomen Fahrt des Fahrzeugs keine Aufmerksamkeit schenkt.
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Nach Erläuterung dieser wesentlichen Komponenten der Überwachungseinrichtung ANU auf Seiten des Fahrzeugs FZ sei nun auf den benutzerseitigen Teil der Überwachungseinrichtung ANU eingegangen. Gemäß dieser in 1 dargestellten Ausführungsform weist der Benutzer BED des Fahrzeugs eine Fernbedienung FB auf. Diese Fernbedienung kann auch als elektronischer Fahrzeugschlüssel ausgebildet sein, der über eine Funkschnittstelle mit einem fahrzeugseitigen Zugangs-/Start-Steuergerät in Verbindung steht, um damit Türen des Fahrzeugs zu entriegeln bzw. zu öffnen oder zu verriegeln bzw. zu schließen und/oder um eine Wegfahrsperre zum Starten des Antriebsmotors freizugeben.
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Diese Fernbedienung FB weist dabei einerseits mehrere Eingabeelemente auf, nämlich eine erste Taste IT1 und eine zweite Taste IT2, sowie eine berührungssensitive Anzeige IDS. Es ist jedoch auch denkbar, dass lediglich eine Eingabeeinrichtung, oder dass auch weitere Eingabeeinrichtungen an der Fernbedienung vorgesehen sind. Empfängt der Benutzer BED seitens des Fahrzeugs FZ ein Aufforderungssignal AFS, so ist es seine Aufgabe, den automatischen bzw. autonomen Fahrvorgang FZ zu überprüfen, und sofern keine Gefahr erkannt wird, innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls ZB ein oder mehrere der Eingabeeinrichtung IT1 und IT2 und/oder IDS zu betätigen. Im einfachsten Fall betätigt er eines der Eingabeeinrichtungen, es kann jedoch auch ein bestimmtes Betätigungsmuster (bezüglich Reihenfolge der Eingabeelemente und Zeit der Betätigung) für die Bestätigung des Aufforderungssignals festgelegt sein. Hat der Benutzer BED ein ordnungsgemäßes Bestätigungssignal als Reaktion auf ein Aufforderungssignal AFS an der Fernbedienung FB eingegeben, so wird ein fernbedienungsseitiges Funkmodul IFM ein Antwortsignal AWS über die fernbedienungsseitige Antenne IAM zum Fahrzeug zurücksenden, das dort, wie oben erwähnt, von der Erfassungseinrichtung EFE erfasst und zur Auswerteeinrichtung AWE weitergeleitet werden kann.
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Nach Erläuterung der wesentlichen Komponenten der Überwachungseinrichtung ANU gemäß der ersten Ausführungsform sei nun auf 2 verwiesen, in der ein Ablauf zum Überwachen einer autonomen Fahrt des Fahrzeugs FZ schematisch dargestellt ist.
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In einem ersten Schritt S1 wird seitens des Benutzers BED entweder durch Betätigen einer Eingabeeinrichtung am Fahrzeug oder durch Betätigen einer oben erwähnten Eingabeeinrichtung an der Fernbedienung FB und anschließendem Übertragen der Eingabe über die Funkschnittstelle zum Fahrzeug in der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung FST eine Initialisierung begonnen, bei der beispielsweise alle Komponenten der Überwachungseinrichtung ANU aktiviert werden. Wesentlich ist jedoch, dass zum Starten der autonomen Fahrt des Fahrzeugs FZ die fahrzeugseitige Steuereinrichtung FST ein Startsignal IST an das Steuergerät ANST für das autonome Fahren ausgibt, damit dieses mit der gewünschten Fahrt beginnt. Im Beispiel von 1 soll das Fahrzeug FZ autonom aus einer engen Parklücke heraus fahren, die durch die Parklückenbegrenzungen PKL1 und PKL2 begrenzt wird. Dabei soll sich das Fahrzeug entsprechend dem Pfeil RR rückwärts aus der Parklücke bewegen.
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Nachdem nun das Startsignal IST an das Steuergerät ANST ausgegeben worden ist, beginnt das Fahrzeug FZ mit seiner Fahrt im Rückwärtsgang gemäß dem Pfeil RR. Beispielsweise nach einem weiteren vorbestimmten Zeitintervall Z1 soll der autonome Fahrvorgang durch den Benutzer BED kontrolliert werden, so dass gemäß Schritt S2 die fahrzeugseitige Steuereinrichtung FST über die Auslöseeinrichtung ALE ein Auslösesignal ALS an die Ausgabeeinrichtung AGE ausgibt, und zumindest eines der fahrzeugseitigen Ausgabeelemente zum Ausgeben eines Aufforderungssignals AFS veranlasst. Nach Ausgabe des Auslösesignals ALS bzw. des Aufforderungssignals AFS wird die Zeitmesseinrichtung ZME dazu veranlasst, eine Zeitmessung vorzunehmen. Parallel dazu überwacht der Benutzer BED nun den autonomen Fahrvorgang des Fahrzeugs FZ und betätigt gemäß Schritt S3 beispielsweise die Taste IT1 oder die Taste IT2 zur Eingabe eines ordnungsgemäßen Bestätigungssignals. Entsprechend wird von der Fernbedienung FB ein Antwortsignal AWS zum Fahrzeug gesendet, das von der Erfassungseinrichtung EFE erfasst und zur Auswerteeinrichtung AWE weitergeleitet wird. Diese erkennt, dass das vorbestimmte Zeitintervall ZB seit Aussenden des Auslösesignals ALS noch nicht abgelaufen ist, und lässt somit die autonome Fahrt des Fahrzeugs FZ weiterlaufen.
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Diese Schritte S2 und S3 können dann während der autonomen Fahrt des Fahrzeugs FZ (mehrmals) wiederholt durchgeführt werden.
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Es sei nun der Fall angenommen, dass der Benutzer BED aus irgendeinem Grund davon abgehalten wird, den Fahrvorgang des Fahrzeugs FZ zu überwachen. Gemäß einem Schritt S4 entsprechend dem Schritt S2 wird wieder ein Aufforderungssignal AFS seitens des Fahrzeugs für den Benutzer BED wahrnehmbar ausgegeben und es beginnt die Zeitmesseinrichtung ZME wieder mit der Zeitmessung. Wie gesagt, ist der Benutzer gerade nicht aufmerksam und beobachtet den Fahrvorgang des Fahrzeugs sowie das Aussenden des Aufforderungssignals nicht. Es wird somit dazu kommen, dass das vorbestimmte Zeitintervall ZB abläuft, und die Auswerteeinrichtung feststellt, dass vor Ablauf des Zeitintervalls ZB noch kein Antwortsignal AWS von der Erfassungseinrichtung EFE erfasst wurde. Der Benutzer BED hat also keine Bestätigung des Aufforderungssignals AFS während des vorbestimmten Zeitintervalls ZB vorgenommen. Aus diesem Grund gibt nun die fahrzeugseitige Steuereinrichtung FST bzw. dessen Auswerteinrichtung AWE ein Haltesignal STS an das Steuergerät ANST für das autonome Fahren aus, damit dieses umgehend die Fahrt stoppt. Somit wird gewährleistet, dass bei einer Unaufmerksamkeit des Benutzers BED kein Sicherheitsrisiko bei der autonomen Fahrt des Fahrzeugs FZ entsteht.
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Natürlich ist es auch denkbar, dass die autonome Fahrt des Fahrzeugs FZ vom Benutzer BED jederzeit bewusst angehalten werden kann. Dazu kann er beispielsweise am Fahrzeug eine Eingabeeinrichtung betätigen oder eine oder mehrere Eingabeeinrichtungen an seiner Fernbedienung FB, wie beispielsweise die Tasten IT1 und IT2 gleichzeitig oder unmittelbar hintereinander.
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Neben diesem in 2 dargestellten Ablauf zur Überwachung der autonomen Fahrt eines Fahrzeugs gibt es noch Variationen oder Abwandlungen gemäß weiteren Ausführungsformen. Insbesondere kann die Sicherheit bei der Überwachung dahingehend verbessert werden, dass der Benutzer über eventuelle auf dem Fahrtweg liegende Hindernisse informiert wird. Dazu ist es denkbar, dass die fahrzeugseitigen Steuereinrichtung FST die am Fahrzeug angeordneten Sensoren zur Umfeldüberwachung, wie beispielsweise die beiden Ultraschallsensoren USL und USR des Fahrzeugs mit einbezieht. So ist es möglich, dass beispielsweise, wie in 1 gezeigt ist, von dem linken Ultraschallsensor USL während der Fahrt des Fahrzeugs FZ in Richtung des Pfeils RR das Hindernis HI erkannt wird. Um den Benutzer somit über ein Problem bzw. Hindernis auf der linken Seite des Fahrzeuges zu informieren, ist es denkbar, dass die Auslöseeinrichtung ALE in ihrem Auslösesignal ALS eine Information dahingehend mitgibt, auf welcher Seite des Fahrzeugs ein Hindernis bzw. ein Problem erkannt worden ist und entsprechend die Ausgabeeinrichtung AGE nur ein oder mehrere fahrzeugseitige Ausgabeelemente auf der linken Seite, wie den Spiegel SPL oder den Blinker BLL zur Ausgabe eines Aufforderungssignals aktiviert, damit der Benutzer BED seinen Aufmerksamkeitsfokus auf die linke Seite des Fahrzeugs richtet. In diesem Zusammenhang kann es auch möglich sein, dass anstelle des Abwartens des weiteren vorbestimmten Zeitintervalls Z1 beispielsweise nach dem Initialisieren des autonomen Fahrprogramms oder nach der Bestätigung durch den Benutzer ein Aufforderungssignal AFS dann ausgegeben wird, wenn ein Umfeldsensor des Fahrzeugs ein Problem bzw. ein Hindernis erkennt.
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Es ist aber auch denkbar, dass ein Aufforderungssignal nur dann ausgegeben wird, wenn ein Hindernis erkannt worden ist (so dass der Benutzer relativ selten ein Bestätigungssignal eingeben muss), oder es ist auch denkbar, dass ein Aufforderungssignal AFS spätestens nach Ablauf des weiteren vorbestimmten Zeitintervalls Z1 ausgegeben wird, aber auch schon vor Ablauf des Zeitintervalls Z1, wenn ein Hindernis erkannt worden ist.
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Anstelle der Ausgabe eines Aufforderungssignals durch ein fahrzeugseitiges Ausgabeelement ist es auch denkbar, ein Aufforderungssignal beispielsweise an der Fernbedienung FB des Benutzers BED ausgeben, das dieser dann bestätigen kann. So ist es möglich, dass die fahrzeugseitige Steuereinrichtung FST bzw. die Auslöseeinrichtung ALE ein Auslösesignal über das fahrzeugseitige Funkmodul FFM und die fahrzeugseitige Antenne FAN in Form eines Funksignals AFS1 zur Fernbedienung FB sendet, die über die fernbedienungsseitige Antenne IAN und das fernbedienungsseitige Funkmodul IFM dieses Aufforderungssignal empfängt und einer fernbedienungsseitigen Steuereinrichtung ISTE weiterleitet. Diese kann daraufhin beispielsweise über die berührungssensitive Anzeige IDS, oder andere optische Ausgabeelemente, wie eine lichtemmittierende Diode LD das Aufforderungssignal AFS1 für den Benutzer BED (optisch) wahrnehmbar ausgeben. Es ist jedoch auch eine andere Möglichkeit der Ausgabe des Aufforderungssignals an der Fernbedienung denkbar, beispielsweise mittels eines Lautsprechers (nicht dargestellt) oder (um die Umgebung nicht zu stören) durch ein Vibrationselement VIB. Auf diese Weise kann dann sowohl das Aussenden bzw. die Ausgabe des Aufforderungssignals an den Benutzer, als auch die Bestätigung durch den Benutzer über die Fernbedienung bzw. über die Funkschnittstelle zum fahrzeugseitigen Teil der Überwachungseinrichtung ANU erfolgen. Das fahrzeugseitige Funkmodul FFM ist dabei mit sowohl der Ausgabeeinrichtung AGE als auch der Erfassungseinrichtung EFE verbunden.
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Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Überwachung der autonomen Fahrt des Fahrzeugs FZ möglich, dass die fahrzeugseitige Steuereinrichtung FST eine Reichweitenmesseinrichtung RME aufweist. Insbesondere soll dabei die Reichweitenmesseinrichtung RME überprüfen, ob während der autonomen Fahrt des Fahrzeugs FZ sich das Fahrzeug nicht zu weit vom Benutzer BED entfernt, damit dieser eine zuverlässige Überwachung durchführen kann. Dabei ist es möglich, dass die Reichweitenmesseinrichtung RME das fahrzeugseitige Funkmodul FFM dazu veranlasst, ein Funksignal mit einer vorbestimmten Sendefeldstärke zur Fernbedienung FB zu senden, die dann die Empfangsstärke an ihrem Ort als RSSI-Wert mittels des Fernbedienungsseiten Funktmoduls IFM misst und eine Antwortsignal AWS mit dem RSSI Wert zurück zum Fahrzeug bzw. zur Reicheweitenmesseinrichtung zurücksendet. Anhand des erhaltenen RSSI-Wertes ist es dann möglich, die Entfernung zwischen Fernbedienung FB am Fahrzeug FZ zu bestimmen, da der Zusammenhang besteht, dass mit wachsender Entfernung der an der Fernbedienung FB gemessene RSSI-Wert verringert ist. Die Reichweitenmesseinrichtung RME überwacht nun insbesondere regelmäßig während der Fahrt die Entfernung zum Benutzer BED bzw. zu dessen Fernbedienung FB und gibt dann ein Haltesignal STS an das Steuergerät ANST aus, wenn die ermittelte Entfernung einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Überdies ist es ferner möglich, dass dieses Ausgeben des Haltesignals aufgrund einer zu großen Entfernung durch ein entsprechendes Signal mittels der Ausgabeeinrichtung dem Benutzer wahrnehmbar vermittelt wird, beispielsweise durch kurzzeitiges Aktiveren der Notblinkanlage (alle Blinker des Fahrzeugs sind aktiv).
