DE102014226188A1 - Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs - Google Patents

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Lenja SOROKIN
Gunnar FRANZ
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung, die es einem insbesondere zumindest teilweise Computer-gesteuerten und/oder autonomen Fahrzeug ermöglichen, mit seinem Umfeld, insbesondere mit einem Verkehrsteilnehmer wie z.B. einem Menschen in seinem Umfeld, zu kommunizieren. Es wird eine Steuereinheit (101) für ein Fahrzeug (100) beschrieben. Die Steuereinheit (101) ist eingerichtet, Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (103) des Fahrzeugs (100) zu empfangen, und, anhand der Umfelddaten, mindestens einen Verkehrsteilnehmer in einem Umfeld des Fahrzeugs zu detektieren. Desweiteren ist die Steuereinheit (101) eingerichtet, anhand der Umfelddaten zu bestimmen, ob ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug (100) besteht. Außerdem ist die Steuereinheit (101) eingerichtet, wenn bestimmt wurde, dass ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug (100) besteht, Anpassungs-Mittel (201, 202, 204) des Fahrzeugs (100) und/oder ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) anzusteuern, um mit dem Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung, die es einem insbesondere zumindest teilweise Computer-gesteuerten und/oder autonomen Fahrzeug ermöglichen, mit seinem Umfeld, insbesondere mit einem Verkehrsteilnehmer wie z.B. einem Menschen im Umfeld des Fahrzeugs, zu kommunizieren.
  • Derzeit werden im Rahmen diverser Initiativen zum Thema "Intelligent Transportation Systems“ (ITS) u.a. bei den Europäischen Standardisierungsbehörden ETSI und CEN, sowie in den USA bei ISO, SAE und IEEE Kommunikationsprotokolle und kooperative Sicherheitsanwendungen standardisiert, die zukünftig ein Fahrzeughersteller-übergreifendes, kooperatives, und nach Möglichkeit unfallfreies Fahren ermöglichen sollen. Die kooperativen Sicherheitsanwendungen beinhalten unter anderem auch Kollisionsvermeidungs-Anwendungen (Collision Avoidance) und Kollisionsfolgeverminderungs-Anwendungen (Collision Mitigation) für Seiten- und Auffahrunfälle. Die adressierten Sicherheitsanwendungen, sowie die zugehörigen Übertragungsprotokolle und Datenformate sind u.a. in dem ETSI Standard TS 102 637 bzw. in dem SAE Standard SAEJ2735 dokumentiert. So wird in dem Standard TS 102 637-2 eine sogenannte kooperative Bekanntmachungsnachricht (die sogenannte Cooperative Awareness Message, CAM) definiert, welche in periodischen Abständen von einer ITS Station (z.B. von einem Fahrzeug) gesendet wird, um andere ITS Stationen (z.B. andere Fahrzeuge) in der Umgebung über ausgewählte Informationen (z.B. Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Position) der sendenden ITS Station zu informieren. Die zwischen den ITS Stationen, z.B. anhand von CAM-Nachrichten, ausgetauschten Informationen können in den jeweiligen ITS Stationen dazu verwendet werden, Kollisionsgefahren zu erkennen und ggf. geeignete Gegenmaßnahmen (z.B. Warnhinweise) einzuleiten.
  • Die im Rahmen von ITS definierten Kommunikationsverfahren zielen auf eine Kommunikation zwischen unterschiedlichen ITS Stationen (d.h. unterschiedlichen Maschinen bzw. unterschiedlichen elektronischen Geräten) ab. Eine direkte Kommunikation zwischen Maschine und Mensch wird dabei nicht berücksichtigt. Insbesondere wird keine Kommunikation zwischen zumindest teilweise Computer-gesteuerten bzw. autonomen Fahrzeugen und Menschen in der Umgebung des Fahrzeugs betrachtet und ermöglicht. Eine derartige Kommunikation kann jedoch dazu dienen, die Sicherheit und Akzeptanz von Computer-gesteuerten bzw. autonomen Fahrzeugen im Straßenverkehr zu erhöhen.
  • Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine direkte Kommunikation zwischen einem Fahrzeug (z.B. einem Personenkraftwagen, einem Lastwagen oder einem Motorrad) und seiner Umgebung, insbesondere mit einem Verkehrsteilnehmer wie z.B. einem Menschen in seiner Umgebung, zu ermöglichen. Dabei soll insbesondere eine gezielte Kommunikation mit einem oder mehreren ausgewählten Verkehrsteilnehmern ermöglicht werden.
  • Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug kann ein einspuriges oder ein zweispuriges Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen, umfassen. Das Fahrzeug kann eingerichtet sein, sich ohne Eingriff eines Fahrers im Straßenverkehr zu bewegen. Mit anderen Worten, es kann sich um ein zumindest teilweise Computer-gesteuertes und/oder um ein autonomes Fahrzeug und/oder um ein Fahrzeug im hoch-automatisierten Fahrmodus (HAF-Modus) bzw. im automatisierten Fahrmodus (AF-Modus) handeln.
  • Die Steuereinheit ist eingerichtet, Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs zu empfangen. Die Umfelddaten können Informationen bzgl. einer Umgebung oder eines Umfelds des Fahrzeugs umfassen. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren können eine Kamera, einen Laser, einen Ultraschallsensor und/oder einen Radarsensor umfassen. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Positionsdaten von einer Positionierungseinheit (z.B. von einem Navigationssystem) des Fahrzeugs zu empfangen. Die Positionsdaten können dazu verwendet werden, das Fahrzeug relativ zu einer Straßenanordnung und/oder relativ zu anderen Verkehrsteilnehmern zu positionieren.
  • Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, anhand der Umfelddaten (und ggf. anhand der Positionsdaten), mindestens einen Verkehrsteilnehmer in einem Umfeld des Fahrzeugs zu detektieren. Insbesondere kann ein menschlicher Verkehrsteilnehmer detektiert werden. Die Steuereinheit kann auch eingerichtet sein, zeitgleich eine Vielzahl von unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern an unterschiedlichen Positionen im Umfeld des Fahrzeugs zu detektieren.
  • Desweiteren ist die Steuereinheit eingerichtet, anhand der Umfelddaten zu bestimmen, ob ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug besteht. Ein Kommunikationsbedarf kann insbesondere in Abhängigkeit von einer aktuellen Verkehrssituation zwischen dem Verkehrsteilnehmer und dem Fahrzeug vorliegen.
  • Insbesondere kann anhand der Umfelddaten bestimmt werden, dass der Verkehrsteilnehmer dabei ist zu ermitteln, ob er von dem Fahrzeug detektiert wurde. Mit anderen Worten, es kann erkannt werden, dass der detektierte Verkehrsteilnehmer einen Kontakt zum Fahrzeug (z.B. zu einem Fahrer des Fahrzeugs) sucht, um zu gewährleisten, dass er von dem Fahrzeug (oder von dem Fahrer des Fahrzeugs) wahrgenommen wurde. Eine solche Situation liegt z.B. bei einem Fußgänger vor, der über einen Zebrastreifen gehen möchte, und vor Betreten der Straße einen Blick auf das sich nähernde Fahrzeug wirft, um sicherzustellen, dass ihn das Fahrzeug wahrgenommen (d.h. detektiert) hat.
  • Um zu bestimmen, ob ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug besteht, kann die Steuereinheit eingerichtet sein, anhand der Umgebungsdaten (z.B. anhand von Bilddaten) Augen eines menschlichen Verkehrsteilnehmers zu detektieren. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, anhand der detektierten Augen zu bestimmen, dass ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug besteht. Insbesondere kann anhand der detektierten Augen des Verkehrsteilnehmers bestimmt werden, dass der Verkehrsteilnehmer dabei ist zu ermitteln, ob er von dem Fahrzeug detektiert wurde. Beispielsweise kann ein Blick des Verkehrsteilnehmers in Richtung einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs ein Indiz dafür sein, dass der Verkehrsteilnehmer dabei ist zu prüfen, ob er von dem Fahrzeug detektiert wurde.
  • Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, ein oder mehrere Kommunikationsmittel des Fahrzeugs zu veranlassen, eine Ausgabe zu generieren, wenn bestimmt wurde, dass ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug besteht, insbesondere wenn bestimmt wurde, dass der Verkehrsteilnehmer dabei ist zu ermitteln, ob er von dem Fahrzeug detektiert wurde. Die Ausgabe kann insbesondere darauf abzielen, dem Verkehrsteilnehmer anzuzeigen, dass er von dem Fahrzeug detektiert wurde und/oder in welcher Funktion (bzgl. der Verkehrssituation) der Verkehrsteilnehmer vom Fahrzeug detektiert wurde. Desweiteren kann die Ausgabe darauf abzielen, dem Verkehrsteilnehmer anzuzeigen, welche Intention das Fahrzeug in Bezug auf die vorliegende Verkehrssituation hat.
  • Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Anpassungs-Mittel des Fahrzeugs zu veranlassen, ein äußeres Erscheinungsbild des Fahrzeugs anzupassen, um mit dem detektierten Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren bzw. um eine Nachricht an den detektierten Verkehrsteilnehmer zu senden. Die Anpassungs-Mittel können z.B. Mittel umfassen, um ein Erscheinungsbild von einem Scheinwerfer des Fahrzeugs zu verändern. Alternativ oder ergänzend können die Anpassungs-Mittel z.B. Mittel umfassen, um ein Erscheinungsbild eines Stoßfängers des Fahrzeugs zu verändern. Alternativ oder ergänzend können die Anpassungs-Mittel z.B. Mittel umfassen, um ein Erscheinungsbild eines Seitenspiegels, einer Windschutzscheibe, eines Kotflügels und/oder einer Motorhaube des Fahrzeugs zu verändern. Die Anpassungs-Mittel können z.B. ein oder mehrere bewegliche Elemente des Fahrzeugs umfassen, um das Erscheinungsbild des Fahrzeugs anzupassen. Alternativ oder ergänzend können die Anpassungs-Mittel ein farbveränderliches Material und/oder eine farbveränderliche Oberfläche des Fahrzeugs bzw. ein formveränderliches Material und/oder eine formveränderliche Oberfläche des Fahrzeugs umfassen. Beispiele dafür sind Lacke, die ihre Farbe ändern können, schaltbare Scheiben/Folien oder Formgedächtnispolymere.
  • Durch Anpassung des äußeren Erscheinungsbildes des Fahrzeugs kann dem detektierten Verkehrsteilnehmer in zuverlässiger Weise z.B. mitgeteilt werden, dass der Verkehrsteilnehmer vom Fahrzeug erkannt wurde. Desweiteren kann durch das äußere Erscheinungsbild eine zukünftige Intention (z.B. das Fahrzeug wird stehen bleiben und den Verkehrsteilnehmer über die Straße lassen) und/oder eine zukünftige Verhaltensweise (z.B. bestimmt oder zurückhaltend) kommuniziert werden.
  • Die Steuereinheit kann weiter eingerichtet sein, anhand der Umfelddaten, eine Position des Verkehrsteilnehmers relativ zu dem Fahrzeug zu ermitteln. Die Steuereinheit kann dann anhand der Anpassungs-Mittel das Erscheinungsbild des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Position des Verkehrsteilnehmers anpassen. Beispielsweise kann das Erscheinungsbild des Fahrzeugs nur an den Stellen des Fahrzeugs verändert werden, die für den detektierten Verkehrsteilnehmer sichtbar sind. So kann eine Fehlkommunikation (z.B. mit einem anderen Verkehrsteilnehmer) vermieden werden.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, anhand der Umfelddaten, eine bestimmte Verkehrssituation zwischen Fahrzeug und Verkehrsteilnehmer zu ermitteln. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, eine Intention des Fahrzeugs in Bezug auf die ermittelte Verkehrssituation zu bestimmen. Außerdem kann die Steuereinheit eingerichtet sein, anhand der Anpassungs-Mittel das Erscheinungsbild des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Verkehrssituation und/oder in Abhängigkeit von der Intention des Fahrzeugs anzupassen.
  • Die Anpassungs-Mittel können Mittel umfassen, um die Transparenz einer Seitenscheibe und/oder einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu verändern (beispielsweise kann eine Scheibe abgedunkelt und/oder semitransparent gemacht werden). Die Steuereinheit kann weiter eingerichtet ist, anhand der Umfelddaten zu bestimmen, dass der detektierte Verkehrsteilnehmer einen Blickkontakt zu einem Fahrer des Fahrzeugs sucht. Insbesondere kann erkannt werden, dass der Verkehrsteilnehmer dabei ist zu prüfen, ob er von dem Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen wird. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, daraufhin die Anpassungs-Mittel zu veranlassen, die Transparenz der Seitenscheibe und/oder der Windschutzscheibe zu reduzieren, um dem Verkehrsteilnehmer mitzuteilen, dass der Fahrer das Fahrzeug nicht steuert. Insbesondere kann durch eine Reduzierung der Transparenz ein Blick des Verkehrsteilnehmers auf den Fahrer reduziert bzw. unterbunden werden.
  • Es kann somit eine Veränderung der vorderen Seitenscheibe und/oder Windschutzscheibe des Fahrzeugs erfolgen, so dass diese Scheiben semitransparent oder abgedunkelt sind und die Sicht des detektierten Verkehrsteilnehmers auf den Fahrer des Fahrzeugs eingeschränkt wird. Dadurch wird dem Verkehrsteilnehmer kommuniziert, dass der Fahrer nicht aktiv am Geschehen teilnimmt und somit kein Kommunikationspartner für den Verkehrsteilnehmer ist. Die Reduzierung der Transparenz geschieht z.B. durch schaltbare Scheiben. Durch eine derartige Veränderung des Erscheinungsbildes können Missverständnisse vermieden werden, die z.B. durch nicht intendierte Kommunikation des sich auf dem Fahrersitz befindenden Menschen verursacht werden, der jedoch nicht am Fahrgeschehen beteiligt ist, da das Fahrzeug autonom oder hochautomatisiert fährt.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, ein oder mehrere optische Kommunikationsmittel des Fahrzeugs zu veranlassen, eine optische Ausgabe zu generieren, um mit dem detektierten Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren. Dabei weisen die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel jeweils eine Vielzahl von Lichtpunkten auf, durch die jeweils ein graphisches Symbol und/oder ein Piktogramm als optische Ausgabe dargestellt werden kann. Ein optisches Kommunikationsmittel kann eine runde Form aufweisen, so dass eine optische Ausgabe in unterschiedlichen Richtungen generiert werden kann. Durch die Verwendung eines optischen Kommunikationsmittels mit einer Vielzahl von Lichtpunkten kann eine präzise Kommunikation mit dem detektierten Verkehrsteilnehmer stattfinden.
  • Mit der Erfindung kann somit vorteilhaft eine Fahrzeug-Kommunikation durch ein optisches Kommunikationsmittel und/oder durch die Anpassung des Erscheinungsbildes des Fahrzeugs erfolgen.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu ermitteln, dass sich das Fahrzeug in einem automatischen Fahrmodus befindet, bei dem sich das Fahrzeug ohne Eingriff eines Fahrers im Straßenverkehr bewegt. Daraufhin kann die Steuereinheit veranlassen, dass die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel aus einer ersten Position, in der die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel von außen nicht sichtbar sind, in eine zweite Position gebracht werden, in der die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel von außen sichtbar sind. So kann erreicht werden, dass die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel in einem manuellen Fahrmodus des Fahrzeugs nicht stören. Andererseits kann einem Verkehrsteilnehmer durch ein von außen sichtbares optisches Kommunikationsmittel in einfacher Weise angezeigt werden, dass sich das Fahrzeug im autonomen Fahrmodus befindet.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, anhand der Umfelddaten Beleuchtungsverhältnisse in einem Umfeld des Fahrzeugs zu ermitteln. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die über die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel generierte optische Ausgabe in Abhängigkeit von den Beleuchtungsverhältnissen anzupassen. So kann gewährleistet werden, dass die optische Ausgabe auch bei schlechten Beleuchtungsverhältnissen für einen detektierten Verkehrsteilnehmer sichtbar ist.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das Vorliegen einer bestimmten Verkehrssituation zwischen dem Fahrzeug und dem Verkehrsteilnehmer zu ermitteln. Die Steuereinheit kann weiter eingerichtet sein, eine Eigenschaft des Verkehrsteilnehmers zu ermitteln (z.B. Kind oder Erwachsener). Außerdem kann die Steuereinheit eingerichtet sein, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln. Die über die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel generierte optische Ausgabe kann dann in Abhängigkeit von der Verkehrssituation, der Eigenschaft des Verkehrsteilnehmers und/oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst werden. So kann die Qualität der Kommunikation erhöht werden.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, anhand der Umfelddaten, eine Position des Verkehrsteilnehmers relativ zu dem Fahrzeug zu ermitteln. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die über die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel generierte optische Ausgabe in Abhängigkeit von der Position des Verkehrsteilnehmers anzupassen. Insbesondere kann die optische Ausgabe derart generiert werden, dass die optische Ausgabe für den detektierten Verkehrsteilnehmer sichtbar ist. Andererseits kann in andere Richtungen, die nicht der Richtung des detektierten Verkehrsteilnehmers entsprechen, keine optische Ausgabe erfolgen. So kann eine gezielte Kommunikation mit dem detektierten Verkehrsteilnehmer erfolgen (ohne andere Verkehrsteilnehmer zu verwirren).
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet ist, die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel des Fahrzeugs zu veranlassen, eine optische Ausgabe zu generieren, die ein Symbol und/oder ein Piktogramm umfasst (und/oder eine Repräsentation desselbigen darstellt), welches in eine Richtung des detektierten Verkehrsteilnehmers deutet. Durch ein derartiges „Zeigen“ auf den detektierten Verkehrsteilnehmer kann dem detektierten Verkehrsteilnehmer eindeutig mitgeteilt werden, dass die von dem Fahrzeug ausgehende Kommunikation an ihn gerichtet ist.
  • Durch die in diesem Dokument beschriebenen Steuereinheiten wird gewährleistet, dass Verkehrsteilnehmer, insbesondere menschliche Verkehrsteilnehmer, auch ohne Eingreifen eines Fahrers des Fahrzeugs, von dem Fahrzeug erkannt werden und von dem Fahrzeug darüber informiert werden, dass sie erkannt wurden. Im Umkehrschluss bedeutet dies auch, dass der Verkehrsteilnehmer Klarheit darüber bekommt, wenn er nicht von dem Fahrzeug erkannt wurde. Die Gewissheit über die Wahrnehmung und das Wahrgenommen werden im Straßenverkehr sowie Informationen bzgl. der Intentionen des Fahrzeugs führt typischerweise zu einer Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr. Somit können die beschriebenen Steuereinheiten dazu beitragen, die Sicherheit von (ggf. autonomen) Fahrzeugen im Straßenverkehr, insbesondere in Bezug zu menschlichen Verkehrsteilnehmern, zu erhöhen.
  • Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, anhand der Umfelddaten und ggf. anhand der Positionsdaten, ein oder mehrere Indizien für eine Intention des Verkehrsteilnehmers zu ermitteln. Die ein oder mehreren Indizien für eine Intention des Verkehrsteilnehmers können z.B. umfassen, eine Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers relativ zu dem Fahrzeug (aus der z.B. geschlossen werden kann, dass der Verkehrsteilnehmer die Straße vor dem Fahrzeug queren möchte), eine Blickrichtung des Verkehrsteilnehmers relativ zu dem Fahrzeug (ein nach rechts/links Schauen deutet z.B. an, dass der Verkehrsteilnehmer eine Straße queren möchte), ein Verkehrszeichen und/oder eine Verkehrseinrichtung im Umfeld des Fahrzeugs und des Verkehrsteilnehmers (ein Zebrastreifen deutet z.B. an, dass ein Verkehrsteilnehmer die Straße queren möchte).
  • Anhand der ein oder mehreren Indizien kann dann bestimmt werden, dass ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug besteht. Insbesondere kann bestimmt werden, dass eine bestimmte Verkehrssituation zwischen Fahrzeug und Verkehrsteilnehmer besteht. Eine Verkehrssituation kann dabei z.B. eine mögliche Kollisionsgefahr zwischen Fahrzeug und Verkehrsteilnehmer sein. Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, die ein oder mehreren Kommunikationsmittel (insbesondere die Anpassungs-Mittel und/oder die optischen Kommunikationsmittel) des Fahrzeugs zu veranlassen, eine (ggf. weitere) Ausgabe zu generieren, um dem Verkehrsteilnehmer anzuzeigen, wie sich das Fahrzeug in Bezug auf die Verkehrssituation verhalten wird. Mit anderen Worten, die Kommunikationsmittel des Fahrzeugs (insbesondere die Anpassungs-Mittel und/oder die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel) können in Abhängigkeit von der Verkehrssituation angesteuert werden. Somit kann insbesondere ein menschlicher Verkehrsteilnehmer Gewissheit darüber erlangen, ob von dem Fahrzeug eine Gefahr ausgeht oder nicht. Es kann somit auch bei autonomen Fahrzeugen eine erhöhte Sicherheit und ein angemessenes Vertrauen im Straßenverkehr gewährleistet werden.
  • Das Fahrzeug kann im Innenraum des Fahrzeugs ein optisches und/oder akustisches Ausgabemittel umfassen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, über das Ausgabemittel eine Information darüber auszugeben, dass das Fahrzeug mit ein oder mehreren detektierten Verkehrsteilnehmern kommuniziert. Somit kann ein Insasse des Fahrzeugs (z.B. die Person, die auf einem Fahrersitz des Fahrzeugs sitzt) darüber informiert werden, dass das Fahrzeug einen Kommunikationsbedarf mit einem anderen Verkehrsteilnehmer identifiziert hat, und dass das Fahrzeug in autonomer Weise mit dem anderen Verkehrsteilnehmer kommuniziert. Ggf. kann über das Ausgabemittel auch mitgeteilt werden, mit welchem Verkehrsteilnehmer kommuniziert wird. So wird bei Bedarf ein effizientes Eingreifen durch einen Insassen des Fahrzeugs ermöglicht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Verkehrsteilnehmer beschrieben. Das Verfahren umfasst Merkmale, die den Merkmalen einer in diesem Dokument beschriebenen Steuereinheit entsprechen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das eine in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf ein oder mehreren Steuergeräten eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
  • 1 ein Blockdiagram von beispielhaften Komponenten eines Fahrzeugs;
  • 2 ein beispielhaftes Fahrzeug mit Anpassungs-Mitteln;
  • 3 ein beispielhaftes optisches Kommunikationsmittel; und
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Verkehrsteilnehmer.
  • Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der direkten Kommunikation zwischen einem Fahrzeug (insbesondere einem autonomen, selbstfahrenden) Fahrzeug und seiner Umgebung. Diese direkte Kommunikation erfordert typischerweise nicht die Verwendung von Telekommunikationseinrichtung zur drahtlosen oder drahtgebundenen Telekommunikation.
  • Mit der zunehmenden Automatisierung von Fahrsystemen oder Fahrzeugen entsteht die Problematik, dass es für menschliche Verkehrsteilnehmer schwierig ist, das Verhalten eines autonomen Fahrzeuges zu interpretieren und abzuschätzen, ob das Fahrzeug sie erkannt hat. Die Information ist jedoch für einen menschlichen Verkehrsteilnehmer von signifikanter Bedeutung, z.B. beim Überqueren eines Zebrastreifens.
  • Es wird in diesem Dokument eine Vorrichtung beschrieben, welche es einem Fahrzeug ermöglicht, mit menschlichen Straßenverkehrsteilnehmern zu kommunizieren, um das Vorliegen einer wechselseitigen Wahrnehmung (das Fahrzeug nimmt den menschlichen Straßenverkehrsteilnehmer wahr und wird ebenfalls von dem menschlichen Verkehrsteilnehmer wahrgenommen) mitzuteilen. Ebenso kann die beschriebene Vorrichtung eine Kommunikation in Bezug auf das jeweils intendierte Verhalten im Straßenverkehr ermöglichen.
  • Insbesondere kann die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung eingerichtet sein,
    • • an einen Straßenverkehrsteilnehmer zurückzumelden, ob und als was der Straßenverkehrsteilnehmer von der Vorrichtung erkannt wurde.
    • • das Verhalten und die explizite Kommunikation des Straßenverkehrsteilnehmers zu interpretieren und das daraus entstehende Verständnis der Intentionen an den Straßenverkehrsteilnehmer zurück zu spiegeln.
    • • Hinweise darauf zu geben, welche Aktion die Vorrichtung bezüglich des Straßenverkehrsteilnehmers als nächstes durchführen wird (z.B. den menschlichen Verkehrsteilnehmer über die Straße lassen oder ein anderes Fahrzeug einfädeln lassen).
  • Damit wird dem anderen Verkehrsteilnehmer transparent gemacht, wie viel die Vorrichtung weiß und versteht. Insbesondere wird dem menschlichen Straßenverkehrsteilnehmer die Möglichkeit zur Kommunikation und damit zur sicheren Interaktion mit einem automatisierten Fahrzeug gegeben.
  • 1 zeigt ein Blockdiagram von ausgewählten Komponenten eines Fahrzeugs 100. Insbesondere zeigt 1 eine Steuereinheit 101 für ein Fahrzeug 100, wobei die Steuereinheit 101 eingerichtet ist, eine direkte Kommunikation des Fahrzeugs 100 mit ein oder mehreren Verkehrsteilnehmern in der Umgebung des Fahrzeugs 100 zu ermöglichen. Bei der direkten Kommunikation kann es sich um eine Form der Kommunikation handeln, die direkt mit einem Sinnesorgan eines Menschen wahrgenommen werden kann, insbesondere ohne dass es einer Telekommunikationseinrichtung bedarf. Dazu kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, das Fahrzeug 100 zu veranlassen, eine Nachricht an die ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer in optischer und/oder akustischer Form auszugeben. Diese Nachricht kann dann direkt mit den Augen und/oder Ohren der ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer wahrgenommen werden.
  • Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere Umfeldsensoren 103, die eingerichtet sind, Informationen bzgl. des Umfelds oder der Umgebung des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 können z.B. eine Kamera (Infrarot, sichtbares Licht) umfassen, mit der bildliche Informationen des Umfelds erfasst werden können. Anhand der bildlichen Informationen kann z.B. ein anderer Verkehrsteilnehmer vor oder seitlich zum Fahrzeug 100 erfasst werden, z.B. ein Fußgänger oder ein anderes Fahrzeug. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 einen Radarsensor umfassen, mit dem z.B. ein Abstand zwischen Fahrzeug 100 und einem anderen Verkehrsteilnehmer ermittelt werden kann. Die von den ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 bereitgestellten Daten können als Umfelddaten bezeichnet werden.
  • Die Steuereinheit 101 ist eingerichtet, die Umfelddaten von den ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 zu empfangen. Desweiteren ist die Steuereinheit 101 eingerichtet, anhand der Umfelddaten ein oder mehrere Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeugs 100, insbesondere in der Umgebung vor dem Fahrzeug 100, zu detektieren.
  • Desweiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, anhand der Umfelddaten ein oder mehrere Indizien bzgl. einer Intention der ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer zu ermitteln. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit 101 auch Positionsdaten von einer Positionierungseinheit 104 (z.B. von einem Navigationssystem) des Fahrzeugs 100 heranziehen. Die Positionsdaten können insbesondere Informationen bzgl. der aktuellen Position des Fahrzeugs 100, bzgl. eines Straßenverlaufs einer Straße auf der sich das Fahrzeug 100 befindet, und/oder bzgl. von Verkehrszeichen auf der Straße umfassen. Insbesondere können es die Positionsdaten der Steuereinheit 101 ermöglichen, dass Fahrzeug 100 und die ein oder mehreren detektierten Verkehrsteilnehmer relativ zueinander und relativ zu einer Straßenanordnung zu positionieren. So kann beispielsweise ermittelt werden, dass sich ein detektierter Fußgänger auf einem Bürgersteig befindet und an einem Zebrastreifen steht, um eine Straße zu überqueren, auf der sich das Fahrzeug 100 aktuell befindet. Dies kann ein Indiz dafür sein, dass der Fußgänger die Intention hat, die Straße auf dem Zebrastreifen vor dem Fahrzeug 100 zu überqueren.
  • Weitere Beispiele für Indizien bzgl. der Intention eines Verkehrsteilnehmers sind:
    • • ein Bewegungsverlauf des detektierten Verkehrsteilnehmers (z.B. eines Fußgängers) in Richtung der Straße auf der sich das Fahrzeug 100 befindet;
    • • eine Handbewegung des detektierten Verkehrsteilnehmers (z.B. eines Fußgängers) in Richtung des Fahrzeugs 100;
    • • eine Blickrichtung des detektierten Verkehrsteilnehmers (z.B. eines Fußgängers) in Richtung des Fahrzeugs 100;
    • • das Erfassen eines Blinkers des detektierten Verkehrsteilnehmers (z.B. eines anderen, nicht-autonomen Fahrzeugs), um auf die Spur des Fahrzeugs 100 zu wechseln.
  • Auf Basis der Umfelddaten und ggf. auf Basis der Positionsdaten können so ein oder mehrere Indizien für die Intention des detektierten anderen Verkehrsteilnehmers ermittelt werden. Desweiteren kann so ermittelt werden, (insbesondere auf Basis der ein oder mehreren Indizien) ob ein Kommunikationsbedarf zwischen dem Fahrzeug 100 und dem detektierten anderen Verkehrsteilnehmer vorliegt. Insbesondere kann ermittelt werden, ob eine Verkehrssituation (z.B. ein Kollisionsrisiko) zwischen dem Fahrzeug 100 und dem anderen Verkehrsteilnehmer vorliegt, welche eine Kommunikation zwischen Fahrzeug 100 und detektiertem Verkehrsteilnehmer erfordert.
  • Die Steuereinheit 101 kann weiter eingerichtet sein, über ein Kommunikationsmittel 102 des Fahrzeugs 100 mit dem detektierten Verkehrsteilnehmer in Bezug auf die vorliegende Verkehrssituation zu kommunizieren. In dem in 1 dargestellten Beispiel umfassen die Kommunikationsmittel 102 Scheinwerfer des Fahrzeugs 100. Beispielsweise kann durch das Aussenden von Lichtpulsen anhand der Scheinwerfer dem detektierten Verkehrsteilnehmer angezeigt werden, dass er vom Fahrzeug 100 wahrgenommen wurde und dass er vom Fahrzeug 100 aufgefordert wird, die Straße zu überqueren. Dies kann dann vom Verkehrsteilnehmer als Hinweis darauf gewertet werden, dass er die Straße ohne Risiko überqueren kann.
  • Das Fahrzeug 100 kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Kommunikationsmitteln 102 umfassen, die auch in Kombination verwendet werden können, um ein Nachricht für den detektierten Verkehrsteilnehmer zu generieren. Beispiele für derartige Kommunikationsmittel 102 sind:
    • • Eine oder mehrere visuelle Ausgaben in oder in der Nähe der Scheinwerfer, die dem Straßenverkehrsteilnehmer das Gefühl geben, angesehen zu werden. Dazu kann über Augenähnlich wirkende, bewegliche Elemente das Phänomen des menschlichen Blickkontakts nachgebildet werden. Durch die Stellung der visuellen Ausgaben (z.B. der zwei „Augen“ bzw. ihrer „Pupillen“) kann die Information des Gesehen-Werdens vermittelt werden.
    • • Eine Einheit zur Laserprojektion von Informationen auf Flächen außerhalb des Fahrzeuges. Dies ist z.B. dann sinnvoll, wenn kein Blickkontakt hergestellt werden kann, um dem Verkehrsteilnehmer mitzuteilen, dass er von dem Fahrzeug wahrgenommen wurde. Außerdem kann die Laserprojektion für die Übermittlung zusätzlicher Informationen verwendet werden.
    • • In ähnlicher Weise kann auch eine visuelle Ausgabeeinheit auf der Karosserie und/oder den Fenstern des Fahrzeugs 100 verwendet werden.
    • • Eine Ausgabeeinheit für gerichteten Schall. Auch durch akustische Signale kann eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeug 100 und Verkehrsteilnehmer hergestellt werden.
    • • Eine Vorrichtung zur Einbindung von persönlichen elektronischen Geräten, wie z.B. einer Augmented-Reality Brille und/oder sogenannter „wearable“ devices, die der menschliche Verkehrsteilnehmer bei sich führt inkl. einer Sendeeinheit, um Informationen an die elektronischen Geräte zu übertragen.
    • • Ein System zur Bewegung des Fahrzeugs 100, um über eine Bewegungsandeutung und ein Verhalten des Fahrzeugs 100 die Intentionen des Fahrzeugs 100 zu kommunizieren.
    • • Anpassungs-Mittel, welche es ermöglichen ein äußeres Erscheinungsbild des Fahrzeugs 100 anzupassen.
    • • Ein oder mehrere optische Kommunikationsmittel, welche es ermöglichen in gezielter Weise Symbole und/oder Piktogramme an bzw. für einen detektierten Verkehrsteilnehmer auszugeben.
  • Zusammenfassend kann die Steuereinheit 101 somit eingerichtet sein, Informationen über andere Verkehrsteilnehmer und von anderen Verkehrsteilnehmern zu verarbeiten. Desweiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, Intentionen der anderen Verkehrsteilnehmer zu erkennen und zu interpretieren. Außerdem kann die Steuereinheit 100 eingerichtet sein, eine Kommunikationsstrategie (inkl. Modalität, Art und Intensität der Ausgabe) und die zugehörigen Kommunikationsinhalte zu generieren.
  • Die Steuereinheit 100 kann eingerichtet sein, eine Vielzahl von Verkehrsteilnehmer zu detektieren und zeitgleich mit der Vielzahl von Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren. Dazu können ggf. unterschiedliche Kommunikationsmittel 102 verwendet werden, um eine eindeutige Kommunikation mit den einzelnen Verkehrsteilnehmern zu gewährleisten.
  • Die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit 101 und das entsprechende Verfahren können insbesondere in autonomen, d.h. selbst-fahrenden, Fahrzeugen 100 eingesetzt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 101 aber auch dazu verwendet werden, eine Fahrerassistenzfunktion (FAS) in einem weitgehend Fahrer-gesteuerten Fahrzeug 100 bereitzustellen.
  • Ein Fahrzeug 100 weist heute typischerweise eine äußere Erscheinung auf, die sich nicht oder kaum verändern lässt. Insbesondere kann der „Charakter“ eines Fahrzeugs 100 typischerweise nicht verändert werden. Je nach Verkehrssituation sollte ein Verkehrsteilnehmer jedoch unterschiedlich auftreten können. In bestimmten Verkehrssituationen ist Durchsetzungsvermögen erforderlich, und in anderen Verkehrssituationen kann es wichtig sein, die Situation zu entspannen oder zurückhaltend aufzutreten. Ein Fahrzeug 100 hat heute nur über den Fahrstil des Fahrers die Möglichkeit darauf einzuwirken, mit welchem „Charakter“ das Fahrzeug 100 nach außen auftritt. Insbesondere ist das Aussehen des Fahrzeugs 100 unveränderlich. Dies ist in Bezug auf eine klare Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern nachteilig, da insbesondere das Aussehen des Fahrzeugs 100 einen großen Einfluss auf die Wirkung des Fahrzeugs 100 auf andere Verkehrsteilnehmer haben kann.
  • 2 zeigt einen beispielhaften Frontbereich eines Fahrzeugs 100. Insbesondere zeigt 2 einen Front-Scheinwerfer 102 eines Fahrzeugs 100. Außerdem zeigt 2 Anpassungs-Mittel 201, 202 mit denen das Aussehen und/oder die Form des Scheinwerfers 102 verändert werden kann. Die Anpassungs-Mittel 201, 202 können z.B. bewegliche Elemente umfassen, mit denen ein Teil des Scheinwerfers 102 abgedeckt bzw. freigelegt werden kann. So kann das Erscheinungsbild der Scheinwerfer 102 eines Fahrzeugs 100 verändert werden. Insbesondere kann das Erscheinungsbild der Scheinwerfer 102 in Abhängigkeit davon angepasst werden, welche Nachricht an einen anderen Verkehrsteilnehmer (insbesondere an einen menschlichen Verkehrsteilnehmer) kommuniziert werden soll.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Form eines Stoßfängers 203 des Fahrzeugs 100 durch Anpassungs-Mittel 204 angepasst werden. Insbesondere eine Öffnung im Stoßfänger 203 kann dazu verwendet werden, den „Charakter“ des Fahrzeugs 100 anzupassen, um eine Information an einen anderen Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren.
  • Das Aussehen des Fahrzeugs 100 kann somit an die Verkehrssituation und/oder an die Stimmung des Fahrers angepasst werden. Dazu können z.B. schaltbare Folien bzw. Smart-Materials innerhalb der Anpassungs-Mittel 201, 202, 204 verwendet werden, welche Elemente 102, 203 am Fahrzeug 100 größer oder kleiner erscheinen lassen oder ihre Form (meist subtil) verändern. So kann zum Beispiel die Form der Scheinwerfer 102, die häufig als „Augen“ des Fahrzeugs 100 wahrgenommen werden, verändert werden, um bestimmter (durch die Anpassungs-Mittel 201)) oder offener und freundlicher (durch die Anpassungs-Mittel 202) zu wirken. Alternativ oder ergänzend kann eine optische Verbreiterung oder Verschmälerung des Fahrzeugs 100 vorgenommen werden.
  • Die Steuereinheit 101 kann anhand der Umfelddaten das Vorliegen einer bestimmten Verkehrssituation ermitteln. Die vorliegende Verkehrssituation kann ausgewertet werden. Desweiteren können ein oder mehrere Indizien für Emotionen der anderen Verkehrsteilnehmer ermittelt werden (z.B. auf Basis von Bilddaten). Daraufhin kann ermittelt werden, mit welchem „Charakter“ und/oder mit welchem Erscheinungsbild das Fahrzeug 100 dem anderen Verkehrsteilnehmer gegenüber auftreten sollte. Dabei kann ggf. die Stimmung eines Insassen durch Auswerten von Messdaten (z.B. von Bilddaten des Insassen) ermittelt und bei der Ermittlung des Erscheinungsbildes des Fahrzeugs 100 berücksichtigt werden. Die Anpassungs-Mittel 201, 202, 204 des Fahrzeugs 100 können dann von der Steuereinheit 101 veranlasst werden, das ermittelte Erscheinungsbild umzusetzen. Das Fahrzeug 100 kann weiter ein Interface zur Übermittlung der Intentionen des Fahrzeugs 100 umfassen.
  • Durch die Bereitstellung von Anpassungs-Mitteln 201, 202, 204 kann sich das Fahrzeug 100 in seiner emotionalen Wirkung einer aktuellen Verkehrssituation anpassen. Dadurch wird die Akzeptanz für Aktionen des Fahrzeugs 100 erhöht, da das Fahrzeug 100 stets „passend“ wirkt. Das Fahrzeug 100 wird somit ein flexibler, integrierter Teilnehmer des Straßenverkehrs, der mit feinen Antennen reagiert, Situationen entschärfen kann und anderen Verkehrsteilnehmern Vertrauen vermitteln kann. Dies ist insbesondere wichtig für hochautomatisierte Fahrzeuge, da durch derartige Maßnahmen das Vertrauen und die Akzeptanz für hochautomatisierte Fahrzeuge gefördert werden kann. Desweiteren kann das Fahrzeug 100 eine an einen anderen Verkehrsteilnehmer zu kommunizierende Nachricht durch eine passende Anpassung des Ausdrucks des Fahrzeugs 100 unterstreichen. So kann die Unabhängigkeit des Fahrzeugs 100 von Eingriffen des Fahrers weiter erhöht werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug 100 Kommunikationsmittel 102 umfassen, die eingerichtet sind, durch optische Signale mit einem anderen Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren. 3 zeigt ein beispielhaftes optisches Kommunikationsmittel 300, welches z.B. auf einer Motorhaube des Fahrzeugs 100 angeordnet sein kann (z.B. unter einem Emblem eines Herstellers des Fahrzeugs 100). In dem dargestellten Beispiel hat das optische Kommunikationsmittel 300 eine runde Form und ist damit von unterschiedlichen Richtungen aus für einen anderen Verkehrsteilnehmer sichtbar.
  • Das optische Kommunikationsmittel 300 weist einen Rahmen 301 auf, der z.B. eine zylindrische Form hat. Auf einer Seitenfläche des Kommunikationsmittels 300 ist eine Vielzahl von Lichtquellen 302 angeordnet. Die Lichtquellen 302 können z.B. durch LEDs (Light Emitting Diodes) realisiert werden. In dem dargestellten Beispiel weist das Kommunikationsmittel 300 eine LED-Matrix 304 auf, wobei das Licht der einzelnen LEDs über Lichtwellenleiter 303 an die einzelnen Lichtquellen 302 geführt wird. Die Seitenfläche des Kommunikationsmittels 300 kann aus einer Vielzahl von Schichten 305, 306, 307 aufgebaut sein. Beispielsweise kann die Seitenfläche einen Diffuser 305, einen Kunststoffträger 306 und/oder eine Vikuiti-Folie aufweisen. Alternativ oder ergänzend können auch direkt an der Seitenfläche des Kommunikationsmittels 300 Lichtquellen (z.B. LEDs) angeordnet sein.
  • Die Seitenfläche des Kommunikationsmittels 300 weist somit eine Vielzahl von Lichtquellen 302 auf. Die Vielzahl von Lichtquellen 302 kann von dem Fahrzeug 100 dazu verwendet werden, mit einem anderen Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren. Insbesondere können durch die Vielzahl von Lichtquellen 302 unterschiedliche Symbole und/oder Piktogramme als optische Ausgabe des Kommunikationsmittels 300 dargestellt werden.
  • Das optische Kommunikationsmittel 300 weist somit einzeln ansteuerbare Lichtpunkte 302 (z.B. ein LED-Raster) auf. Das optische Kommunikationsmittel 300 kann als Kennzeichnung des (H)AF-Modus des Fahrzeugs 100 im Verkehr verwendet werden. Alternativ oder ergänzend kann das optische Kommunikationsmittel 300 zur Übermittlung von Wahrnehmung, Intention und Aufforderungen des (H)AF 100 an andere Verkehrsteilnehmer dienen.
  • Insbesondere können Symbole (z.B. ein Pfeil) auf dem Kommunikationsmittel 300 angezeigt werden. Alternativ oder ergänzend können Nachrichten in Lichtsignalen codiert werden (z.B. Pulsieren, Abdimmen mit Gradient über die Zeit und/oder Fläche, etc.).
  • Das Fahrzeug 100 kann ein oder mehrere optische Kommunikationsmittel 300 aufweisen. Das oder die Kommunikationsmittel 300 können beispielsweise auf der Motorhaube (z.B. unter dem Emblem) des Fahrzeugs 100, am Blinker und/oder am Heck des Fahrzeugs 100 positioniert sein. Die ausgesendete Information eines Kommunikationsmittels 300 (z.B. Symbole/Signale, Helligkeit, Farbe, Ausrichtung, Geschwindigkeit etc.) kann an ein oder mehrere der folgenden Aspekte angepasst werden:
    • • eine aktuelle Verkehrssituation;
    • • Umweltbedingungen (Wetter, Umgebungslicht);
    • • den Verkehrsteilnehmer mit dem kommuniziert werden soll (z.B. die Position, die Art, und/oder die Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers); und/oder
    • • die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100.
  • Zudem kann die Steuereinheit 101 anhand der o.g. Aspekte entscheiden, welche ein oder mehreren einer Vielzahl von optischen Kommunikationsmitteln 300 eines Fahrzeugs 100 zur Kommunikation mit einem Verkehrsteilnehmer verwendet werden.
  • Anhand von Daten über die Position des anderen Verkehrsteilnehmers kann die Ausrichtung und Form des ausgesendeten Signals innerhalb von einem optischen Kommunikationsmittel 300 angepasst werden. So können z.B. die Symbole bzw. die Lichtsignale auf den zu erreichenden Verkehrsteilnehmer ausgerichtet und in der entsprechenden Verzerrung dargestellt werden, so dass der Verkehrsteilnehmer diese optimal wahrnehmen kann.
  • Damit ein Verkehrsteilnehmer sich von einem durch das optische Kommunikationsmittel 300 ausgesendeten Signal angesprochen fühlt, kann optional eine spezielle Symbolik verwendet werden, z.B. zwei Lichtstreifen oder Lichtpunkte, die explizit auf den Verkehrsteilnehmer deuten, so dass dieser weiß, dass er gesehen wurde und/oder dass er durch das optische Kommunikationsmittel 300 angesprochen wird.
  • Das Kommunikationsmittel 300 kann versenkbar im Fahrzeug 100 angeordnet sein, so dass das Kommunikationsmittel nur in einem aktiven Modus (z.B. nur im (H)AF Modus) sichtbar ist.
  • Ein Fahrzeug 100 kann somit mindestens ein optisches Kommunikationsmittel 300 umfassen, jeweils mit einer Vorrichtung zum Versenken/Herausfahren oder mit einer dauerhaften Fixierung. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, Lichtsignale/Symbole zu ermitteln, die über das optische Kommunikationsmittel 300 ausgegeben werden sollen. Desweiteren kann die Steuereinheit 101 das optische Kommunikationsmittel 303 (insbesondere die einzelnen Lichtquellen 302) veranlassen, die ermittelten Lichtsignale/Symbole auszugeben.
  • Die Lichtsignale/Symbole können in Abhängigkeit von einer erkannten Verkehrssituation, von einem detektierten Verkehrsteilnehmer und/oder von erkannten Umweltbedingungen bestimmt werden. Dazu können die Umfelddaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 des Fahrzeugs 100 ausgewertet werden.
  • Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, einen (H)AF-Modus des Fahrzeugs 100 zu erkennen. Das optische Kommunikationsmittel 300 kann ggf. nur dann verwendet werden, wenn sich das Fahrzeug 100 im (H)AF-Modus befindet. Desweiteren kann das Fahrzeug 100 eine Schnittstelle zur HAF-Steuerung umfassen, über die die Wahrnehmung und Intention des Fahrzeugs 100 übermittelt wird. Außerdem kann das Fahrzeug 100 optional im Innenraum ein Bedienelement aufweisen, durch das das manuelle Auswählen und Senden einer Kommunikation/Nachricht über das optische Kommunikationsmittel 300 ermöglicht wird.
  • Wie in 3 dargestellt, kann das optische Kommunikationsmittel 300 ein ringförmiges LED-Raster hinter einem Kunststoff 306 aufweisen. Das optische Kommunikationsmittel 300 kann unter einem Emblem auf der Motorhaube des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Die Vielzahl von Lichtquellen 302 kann durch ein ringförmig angeordnetes LED-Raster bereitgestellt werden. Um eine größere Auflösung zu erzielen, kann eine LED-Matrix 304 unterhalb der Motorhaube verwendet werden, wobei von jeder LED der Matrix 304 ein Lichtwellenleiter 303 hinter den Kunststoff 306 geführt wird, um eine Lichtquelle 302 bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend kann jede LED Reihe (bzw. jeder LED Ring) auf der Seitenwand des Kommunikationsmittels 300 aus zwei hintereinanderliegenden Platinen bestehen, die versetzt mit LEDs bestückt sein können, um die Auflösung des LED-Rasters zu erhöhen. Die vordere Reihe hat dann jeweils dort eine Aussparung im Trägermaterial, wo eine LED aus der hinteren Reihe durchscheint.
  • Die LEDs, d.h. die einzelnen Lichtquellen 302 können z.B. in Reihe oder ringweise miteinander geschaltet werden und können insbesondere von der Steuereinheit 101 angesteuert werden. Dabei können die Farbe und/oder die Intensität jeder einzelnen LED ansteuerbar sein. Ggf. können die LEDs durch den Kunststoff 306 nicht einzeln sichtbar sein, was z.B. durch eine Diffuser-Folie 305 und/oder durch eine Kunststoffkappe mit semitransparentem Material bzw. mit geeigneten Oberflächeneigenschaften und/oder mit einem Abstandshalter zwischen LEDs und Kunststoff erreicht werden kann. Um eine Abstrahlrichtung festzulegen und um z.B. Spiegelungen auf dem Lack des Fahrzeugs 100 zu vermeiden, kann eine Folie 307 (z.B. eine Vikuiti Folie) oder eine Materialeigenschaft des Kunststoffs 306 verwendet werden, durch die der Abstrahlwinkel von Licht reduziert wird. Die Einschränkung des Abstrahlwinkels dient z.B. auch dazu ausgerichtetes Licht nur auf einen Verkehrsteilnehmer auszusenden. Dafür kann die Folie 307 und/oder der Kunststoff 306 ansteuerbar sein (z.B. kann die Emissionsrichtung veränderlich in Abhängigkeit von z.B. Position der Augen des Verkehrsteilnehmers sein). Desweiteren kann die optische Kommunikationseinheit ein Kühlsystem umfassen (z.B. einen Lüfter oder ein Kühlaggregat).
  • Durch das in diesem Dokument beschriebene Kommunikationsmittel 300 kann die Akzeptanz eines hoch automatischen Fahrzeugs 100 und eine reibungslose Interaktion zwischen einem hoch automatischen Fahrzeug 100 und anderen Verkehrsteilnehmern gewährleistet werden. Insbesondere kann so das Fahrzeug 100 in zuverlässiger Weise mit einem anderen Verkehrsteilnehmer kommunizieren, ohne dass es einer Interaktion durch einen Fahrer des Fahrzeugs bedarf. Desweiteren kann durch das Kommunikationsmittel 300 der Verkehrsfluss, aufgrund einer reibungsfreien Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 100 und einem anderen Verkehrsteilnehmer, verbessert werden. Außerdem kann die Sicherheit im Verkehr durch Verhinderung von Missverständnissen (d.h. durch eine klare Kommunikation von Absichten) erhöht werden.
  • 4 zeigt ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens 400 zur direkten Kommunikation zwischen einem Fahrzeug 100 und einem Verkehrsteilnehmer. Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401 von Umfelddaten anhand von ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 des Fahrzeugs 100. Insbesondere können anhand einer Kamera Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt werden. Desweiteren umfasst das Verfahren 400 das Detektieren 402, anhand der Umfelddaten, mindestens eines Verkehrsteilnehmers in einem Umfeld des Fahrzeugs 100. Beispielsweise kann ein menschlicher Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden. Das Verfahren 400 kann weiter umfassen, das Bestimmen 403, anhand der Umfelddaten, dass der Verkehrsteilnehmer dabei ist zu ermitteln, ob er von dem Fahrzeug 100 detektiert wurde. Beispielsweise kann anhand der Umfelddaten erkannt werden, dass der menschliche Verkehrsteilnehmer in Richtung des Fahrzeugs 100 schaut. Desweiteren kann z.B. anhand von einem Gesichtsausdruck des menschlichen Verkehrsteilnehmers bestimmt werden, ob der menschliche Verkehrsteilnehmer gerade dabei ist zu ermitteln, ob er von dem Fahrzeug 100 detektiert wurde.
  • Das Verfahren 400 umfasst weiter das Generieren 404 von einer Ausgabe über ein oder mehrere Kommunikationsmittel 102, 201, 202, 204, 300 des Fahrzeugs 100, insbesondere wenn bestimmt wurde, dass der Verkehrsteilnehmer dabei ist zu ermitteln, ob er von dem Fahrzeug 100 detektiert wurde. Die Ausgabe kann darauf hin ausgelegt sein, dem Verkehrsteilnehmer anzuzeigen, dass er von dem Fahrzeug 100 detektiert wurde. Zu diesem Zweck kann eine optische und/oder akustische Ausgabe und/oder einen Anpassung des Erscheinungsbildes des Fahrzeugs 100 erfolgen. Dadurch wird erreicht, dass der Verkehrsteilnehmer besser die zukünftigen Handlungen des Fahrzeugs 100 abschätzen kann, da er weiß, dass er von dem Fahrzeug detektiert wurde, und das Fahrzeug 100 somit den Verkehrsteilnehmer bei den zukünftigen Handlungen berücksichtigen wird.
  • Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann die Sicherheit im gemischten Straßenverkehr mit menschlichen Verkehrsteilnehmern und Computer-gesteuerten bzw. autonomen Fahrzeugen erhöht werden. Desweiteren kann dadurch die Akzeptanz von Fahrzeugen mit Fahrerassistenzsystemen, für Teilautomatisiertes Fahren (TAF), für Hochautomatisiertem Fahren (HAF) und für autonomes Fahrer erhöht werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ETSI Standard TS 102 637 [0002]
    • SAE Standard SAEJ2735 [0002]
    • Standard TS 102 637-2 [0002]

Claims (14)

  1. Steuereinheit (101) für ein Fahrzeug (100), wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (103) des Fahrzeugs (100) zu empfangen; – anhand der Umfelddaten, mindestens einen Verkehrsteilnehmer in einem Umfeld des Fahrzeugs (100) zu detektieren; – anhand der Umfelddaten zu bestimmen, ob ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug (100) besteht; und – wenn bestimmt wurde, dass ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug (100) besteht, Anpassungs-Mittel (201, 202, 204) des Fahrzeugs (100) zu veranlassen, ein äußeres Erscheinungsbild des Fahrzeugs (100) anzupassen, um mit dem detektierten Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren.
  2. Steuereinheit (101) gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – anhand der Umfelddaten, eine Position des Verkehrsteilnehmers relativ zu dem Fahrzeug (100) zu ermitteln; und – anhand der Anpassungs-Mittel (201, 202, 204) das Erscheinungsbild des Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von der Position des Verkehrsteilnehmers anzupassen.
  3. Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – anhand der Umfelddaten, eine Verkehrssituation zwischen Fahrzeug (100) und Verkehrsteilnehmer zu ermitteln; – eine Intention des Fahrzeugs (100) in Bezug auf die ermittelte Verkehrssituation zu bestimmen; und – anhand der Anpassungs-Mittel (201, 202, 204) das Erscheinungsbild des Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von der ermittelten Verkehrssituation und/oder in Abhängigkeit von der Intention des Fahrzeugs (100) anzupassen.
  4. Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anpassungs-Mittel (201, 202, 204) ein oder mehrere umfassen von, – Mittel (201, 202), um ein Erscheinungsbild von einem Scheinwerfer (102) des Fahrzeugs (100) zu verändern; und/oder – Mittel (204), um ein Erscheinungsbild eines Stoßfängers (203) des Fahrzeugs (100) zu verändern; und/oder – Mittel, um ein Erscheinungsbild eines Seitenspiegels, einer Windschutzscheibe, eines Kotflügels und/oder einer Motorhaube des Fahrzeugs (100) zu verändern; und/oder – ein oder mehrere bewegliche Elemente des Fahrzeugs (100); und/oder – ein farbveränderliches Material oder eine farbveränderliche Oberfläche des Fahrzeugs (100); und/oder – ein formveränderliches Material oder eine formveränderliche Oberfläche des Fahrzeugs (100).
  5. Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Anpassungs-Mittel (201, 202, 204) Mittel umfassen, um die Transparenz einer Seitenscheibe und/oder einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs (100) zu verändern; – die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, anhand der Umfelddaten zu bestimmen, dass der detektierte Verkehrsteilnehmer einen Blickkontakt zu einem Fahrer des Fahrzeugs (100) sucht; – die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, daraufhin die Anpassungs-Mittel (201, 202, 204) zu veranlassen, die Transparenz der Seitenscheibe und/oder der Windschutzscheibe zu reduzieren, um dem Verkehrsteilnehmer mitzuteilen, dass der Fahrer das Fahrzeug (100) nicht steuert.
  6. Steuereinheit (101) für ein Fahrzeug (100), wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (103) des Fahrzeugs (100) zu empfangen; – anhand der Umfelddaten, mindestens einen Verkehrsteilnehmer in einem Umfeld des Fahrzeugs (100) zu detektieren; – anhand der Umfelddaten zu bestimmen, ob ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug (100) besteht; und – wenn bestimmt wurde, dass ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug (100) besteht, ein oder mehrere optische Kommunikationsmittel (300) des Fahrzeugs (100) zu veranlassen, eine optische Ausgabe zu generieren, um mit dem detektierten Verkehrsteilnehmer zu kommunizieren; wobei die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) eine Vielzahl von Lichtpunkten (302) aufweisen, durch die ein graphisches Symbol und/oder ein Piktogramm als optische Ausgabe dargestellt werden kann.
  7. Steuereinheit (101) gemäß Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – zu ermitteln, dass sich das Fahrzeug (100) in einem automatischen Fahrmodus befindet, bei dem sich das Fahrzeug (100) ohne Eingriff eines Fahrers im Straßenverkehr bewegt; und – daraufhin zu veranlassen, dass die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) aus einer ersten Position, in der die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) von außen nicht sichtbar sind, in eine zweite Position gebracht werden, in der die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) von außen sichtbar sind.
  8. Steuereinheit (101) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – anhand der Umfelddaten, Beleuchtungsverhältnisse in einem Umfeld des Fahrzeugs (100) zu ermitteln; und – die über die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) generierte optische Ausgabe in Abhängigkeit von den Beleuchtungsverhältnissen anzupassen.
  9. Steuereinheit (101) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – eine Verkehrssituation zwischen dem Fahrzeug (100) und dem Verkehrsteilnehmer zu ermitteln; und/oder – eine Eigenschaft des Verkehrsteilnehmers zu ermitteln; und/oder – eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100) zu ermitteln; und – die über die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) generierte optische Ausgabe in Abhängigkeit von der Verkehrssituation, der Eigenschaft des Verkehrsteilnehmers und/oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100) anzupassen.
  10. Steuereinheit (101) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – anhand der Umfelddaten, eine Position des Verkehrsteilnehmers relativ zu dem Fahrzeug (100) zu ermitteln; und – die über die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) generierte optische Ausgabe in Abhängigkeit von der Position des Verkehrsteilnehmers anzupassen.
  11. Steuereinheit (101) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) des Fahrzeugs (100) zu veranlassen, eine optische Ausgabe zu generieren, die ein Symbol und/oder ein Piktogramm umfasst, welches in eine Richtung des detektierten Verkehrsteilnehmers deutet.
  12. Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der Verkehrsteilnehmer ein Mensch ist; – die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, anhand der Umfelddaten Augen des Menschen zu detektieren; und – die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, anhand der detektierten Augen zu bestimmen, dass ein Kommunikationsbedarf zwischen Verkehrsteilnehmer und Fahrzeug (100) besteht.
  13. Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – anhand der Umfelddaten, ein oder mehrere Indizien für eine Intention des Verkehrsteilnehmers zu ermitteln; – anhand der ein oder mehreren Indizien zu bestimmten, dass eine Verkehrssituation zwischen Fahrzeug (100) und Verkehrsteilnehmer besteht, die eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug (100) und dem Verkehrsteilnehmer erfordert; und – die Anpassungs-Mittel (201, 202, 204) des Fahrzeugs (100) und/oder die ein oder mehreren optischen Kommunikationsmittel (300) in Abhängigkeit von der Verkehrssituation anzusteuern.
  14. Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Fahrzeug (100) in einem Innenraum des Fahrzeugs (100) ein Ausgabemittel umfasst; und – die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, über das Ausgabemittel eine Information darüber auszugeben, dass das Fahrzeug (100) mit dem detektierten Verkehrsteilnehmer kommuniziert.
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