DE102017208307A1 - Device for secure control transfer for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrsystem für ein automatisiert betreibbares Kraftfahrzeug, wobei das Fahrsystem eine Navigations-Steuereinheit und eine Fahrzeugführungs-Steuereinheit umfasst. Das Fahrsystem ist eingerichtet, mittels der Navigations-Steuereinheit eine Route von einer Start-Position zu einer Ziel-Position zu bestimmen, zumindest einen ersten Abschnitt der Route als mittels der Fahrzeugführungs-Steuereinheit automatisiert befahrbar zu bestimmen und zumindest einen auf den ersten Abschnitt der Route folgenden zweiten, nicht automatisiert befahrbaren Abschnitt der Route zu bestimmen. Darüber hinaus ist das Fahrsystem eingerichtet, mittels der Navigations-Steuereinheit zumindest einen sicheren Übergabepunkt in der Umgebung des Übergangs vom ersten zum zweiten Abschnitt zu identifizieren, und die Route in Abhängigkeit von dem Übergabepunkt anzupassen. One aspect of the invention relates to a driving system for an automatically operable motor vehicle, wherein the driving system comprises a navigation control unit and a vehicle control unit. The driving system is set up by means of the navigation control unit to determine a route from a start position to a destination position, to automatically determine at least a first portion of the route as passable by means of the vehicle guidance control unit and at least one to the first portion of the route following second non-automated passable section of the route to determine. In addition, the driving system is set up to identify, by means of the navigation control unit, at least one safe transfer point in the vicinity of the transition from the first to the second section, and to adapt the route as a function of the transfer point.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur sicheren Übergabe der Kontrolle über ein Kraftfahrzeug bei einem Wechsel von einem automatisierten Betrieb in einen manuellen Betrieb.The invention relates to an apparatus and a method for safely transferring control of a motor vehicle when changing from an automated operation to a manual operation.
Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade gemäß der Definition der BASt entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der
Es ist bekannt, bei der Routenplanung für ein Kraftfahrzeug Streckenabschnitte zu betrachten, auf denen ein automatisierter Betrieb des Kraftfahrzeugs möglich ist. Zum Beispiel beschreibt die
Darüber hinaus ist bekannt, dass zumindest teilweise automatisiert betreibbare Kraftfahrzeuge den Fahrer zur Übernahme der Kontrolle über das Kraftfahrzeug auffordern können. Verweigert der Fahrer die Übernahme der Kontrolle, so kann das Kraftfahrzeug automatisiert eine Notreaktion einleiten. Beispielsweise beschreibt die
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen alternativen Ansatz zur sicheren Übergabe der Kontrolle für ein Kraftfahrzeug anzugeben.It is an object of the invention to provide an alternative approach for the safe transfer of control for a motor vehicle.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are described in the dependent claims. It should be noted that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim may form an independent invention independent of the combination of all features of the independent claim, the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to technical teachings described in the specification, which may form an independent invention of the features of the independent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrsystem für ein automatisiert betreibbares Kraftfahrzeug, wobei das Fahrsystem eine Navigations-Steuereinheit und eine Fahrzeugführungs-Steuereinheit umfasst.A first aspect of the invention relates to a driving system for an automatically operable motor vehicle, wherein the driving system comprises a navigation control unit and a vehicle control unit.
Das Fahrsystem ist eingerichtet, mittels der Navigations-Steuereinheit eine erste Route von einer Start-Position zu einer Ziel-Position zu bestimmen, zumindest einen ersten Abschnitt der ersten Route als mittels der Fahrzeugführungs-Steuereinheit automatisiert befahrbar zu bestimmen und zumindest einen auf den ersten Abschnitt der ersten Route folgenden zweiten, nicht automatisiert befahrbaren Abschnitt der ersten Route zu bestimmen.The driving system is set up by means of the navigation control unit to determine a first route from a start position to a destination position, to automatically determine at least a first section of the first route as passable by means of the vehicle guidance control unit and at least one to the first section the first route following second, non-automated passable portion of the first route to determine.
Darüber hinaus ist das Fahrsystem eingerichtet, mittels der Navigations-Steuereinheit zumindest einen sicheren Übergabepunkt in der Umgebung des Übergangs vom ersten zum zweiten Abschnitt zu identifizieren, wobei der sichere Übergabepunkt vom ersten Abschnitt aus automatisiert erreichbar sein muss.In addition, the driving system is set up by means of the navigation control unit to identify at least one safe transfer point in the vicinity of the transition from the first to the second section, wherein the secure transfer point must be automatically reachable from the first section.
Zusätzlich ist das Fahrsystem eingerichtet ausgehend von der ersten Route in Abhängigkeit von dem Übergabepunkt eine zweite Route von der Start-Position zu der Ziel-Position zu bestimmen. In addition, the driving system is set up, starting from the first route as a function of the transfer point, to determine a second route from the start position to the destination position.
Insbesondere wird die zweite Route derart bestimmt, dass der zumindest eine sichere Übergabepunkt auf der zweiten Route liegt, so dass die Zeitdauer bis zum Erreichen des sicheren Übergabepunkts minimiert wird, falls der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Kontrolle über das Kraftfahrzeug nicht übernimmt.In particular, the second route is determined in such a way that the at least one secure transfer point lies on the second route, so that the time until reaching the safe transfer point is minimized if the driver of the motor vehicle does not take control of the motor vehicle.
Alternativ oder zusätzlich wird die zweite Route insbesondere derart bestimmt, dass die räumliche Entfernung des sicheren Übergabepunkts von der zweiten Route zumindest verringert wird, so dass die Zeitdauer bis zum Erreichen des sicheren Übergabepunkts zumindest verringert wird, falls der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Kontrolle über das Kraftfahrzeug nicht übernimmt.Alternatively or additionally, the second route is in particular determined such that the spatial distance of the safe transfer point from the second route is at least reduced, so that the time until reaching the safe transfer point is at least reduced if the driver of the motor vehicle control of the motor vehicle does not take over.
Bei dem sicheren Übergabepunkt kann es sich beispielsweise um eine Autobahnraststätte, einen Parkplatz oder einen Rastplatz handeln.The safe transfer point may be, for example, a motorway service area, a parking lot or a rest area.
Alternativ kann es sich insbesondere auch um zumindest zwei sichere Übergabepunkte handeln, abhängig von denen die Navigations-Steuereinheit die zweite Route bestimmt.Alternatively, it may in particular also be at least two secure transfer points, depending on which the navigation control unit determines the second route.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Fahrsystem eine Fahrerinformations-Steuereinheit und ist eingerichtet, mittels der Fahrerinformations-Steuereinheit den Fahrer vor dem Ende des automatisiert befahrbaren Abschnitts darauf hinzuweisen, dass er die Fahrzeugführung übernehmen muss.In an advantageous embodiment, the driving system comprises a driver information control unit and is set up to inform the driver by means of the driver information control unit before the end of the automatically passable section that he must take over the vehicle guidance.
Insbesondere kann dieser Hinweis durch ein akustisches oder optisches Signal erfolgen. Ein optisches Signal kann beispielsweise ein Text oder ein Symbol sein und in einem Kombiinstrument, einem Zentralinstrument oder einem Head-Up Display angezeigt werden. Ein akustisches Signal kann beispielsweise ein Ton oder ein gesprochener Text sein und mittels einer Audioanlage des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden.In particular, this indication can be made by an acoustic or optical signal. An optical signal may be, for example, a text or a symbol and displayed in an instrument cluster, a central instrument or a head-up display. An acoustic signal may be, for example, a sound or a spoken text and output by means of an audio system of the motor vehicle.
Alternativ oder zusätzlich kann eine erfolgreiche Übernahme der Fahrzeugführung durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs durch Auswertung von Sensoren am Lenkrad und/oder durch Auswertung der Sitzposition des Fahrers erkannt werden.Alternatively or additionally, a successful takeover of the vehicle guidance by the driver of the motor vehicle can be detected by evaluating sensors on the steering wheel and / or by evaluating the seated position of the driver.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Fahrsystem eingerichtet, die erste Route derart neu zu planen, so dass sich der Abstand von dem Übergabepunkt zu der ersten Route verringert.In a further advantageous embodiment, the driving system is set up to re-plan the first route in such a way that the distance from the transfer point to the first route is reduced.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Fahrsystem eingerichtet, mittels der Fahrzeugführungs-Steuereinheit das Kraftfahrzeug über die zweite Route zu dem sicheren Übergabepunkt zu steuern, wenn der Fahrer nicht vor Ende des ersten Abschnitts die Fahrzeugführung übernimmt.In a further advantageous embodiment, the driving system is set up to control the motor vehicle via the second route to the safe transfer point by means of the vehicle control control unit if the driver does not take over the vehicle guidance before the end of the first section.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der sichere Übergabepunkt ein Parkplatz oder ein Rastplatz.In a further advantageous embodiment, the secure transfer point is a parking lot or a rest area.
Insbesondere kann das Fahrzeug auf dem Parkplatz mittels zumindest eines Umfeldsensors einen freie Parkbucht erkennen und diese freie Parkbucht anfahren.In particular, the vehicle can recognize a free parking bay in the parking lot by means of at least one environmental sensor and approach this free parking bay.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Fahrsystem eine Stillstands-Steuereinheit und ist eingerichtet, bei Erreichen des sicheren Übergabepunkts mittels der Stillstands-Steuereinheit das Kraftfahrzeug sicher abzustellen.In a further advantageous embodiment, the driving system comprises a standstill control unit and is set up to safely shut off the motor vehicle when the safe transfer point is reached by means of the standstill control unit.
Insbesondere kann das Kraftfahrzeug sicher abgestellt werden, indem eine Bremse des Fahrzeugs aktiviert wird, beispielsweise eine Betriebs- oder Parkbremse.In particular, the motor vehicle can be safely switched off by a brake of the vehicle is activated, for example, a service or parking brake.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Fahrsystem eine Kommunikations-Steuereinheit und ist eingerichtet, mittels der Kommunikations-Steuereinheit einen reservierbaren sicheren Übergabepunkt zu reservieren.In a further advantageous embodiment, the driving system comprises a communication control unit and is set up to reserve a reservable safe transfer point by means of the communication control unit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Fahrsystem eine Kommunikations-Steuereinheit und ist eingerichtet, mittels der Kommunikations-Steuereinheit zumindest eine Information über den gegenwärtigen Zustand des sicheren Übergabepunkts entgegenzunehmen und die zweite Route in Abhängigkeit von der entgegengenommenen Information anzupassen.In a further advantageous embodiment, the driving system comprises a communication control unit and is set up to receive, by means of the communication control unit, at least information about the current state of the secure transfer point and to adapt the second route in dependence on the information received.
Insbesondere kann es sich dabei um eine Information über die aktuelle Verkehrslage handeln, die zum Beispiel in einem Verkehrsleitsystem aggregiert werden. Dabei können beispielsweise Daten von Kraftfahrzeugen oder Infrastruktursensoren aggregiert werden.In particular, it may be an information about the current traffic situation, which are aggregated, for example, in a traffic control system. In this case, for example, data from motor vehicles or infrastructure sensors can be aggregated.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Navigation und Fahrzeugführung für ein automatisiert betreibbares Kraftfahrzeug. In einem Schritt wird eine Route von einer Start-Position zu einer Ziel-Position bestimmt.A second aspect of the invention relates to a method for navigation and vehicle guidance for an automatically operable motor vehicle. In one step, a route is determined from a start position to a destination position.
In einem weiteren Schritt wird zumindest ein erster Abschnitt der Route als mittels der Fahrzeugführungs-Steuereinheit automatisiert befahrbar bestimmt. In a further step, at least a first section of the route is determined to be automatically passable by means of the vehicle control control unit.
In einem weiteren Schritt wird zumindest ein auf den ersten Abschnitt der Route folgender zweiter, nicht automatisiert befahrbarer Abschnitt der Route bestimmt.In a further step, at least one second non-automatically passable section of the route following the first section of the route is determined.
In einem weiteren Schritt wird zumindest ein sicherer Übergabepunkt in der Umgebung des Übergangs vom ersten zum zweiten Abschnitt identifiziert, wobei der sichere Übergabepunkt vom ersten Abschnitt aus automatisiert erreichbar sein muss.In a further step, at least one secure transfer point in the vicinity of the transition from the first to the second section is identified, wherein the secure transfer point must be reachable automatically from the first section.
In einem weiteren Schritt wird eine zweite Route bestimmt, ausgehend von der ersten Route und in Abhängigkeit von dem Übergabepunkt.In a further step, a second route is determined, starting from the first route and depending on the transfer point.
Die vorstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The above statements on the device according to the invention according to the first aspect of the invention also apply correspondingly to the method according to the invention according to the second aspect of the invention. At this point and in the claims not explicitly described advantageous embodiments of the method according to the invention correspond to the advantageous embodiments of the inventive device described above or described in the claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnung beschrieben.The invention will be described below with reference to an embodiment with the aid of the accompanying drawings.
Die Figur zeigt beispielhafte Komponenten des erfindungsgemäßen Fahrsystems.The figure shows exemplary components of the driving system according to the invention.
Ein Kraftfahrzeug
Darüber hinaus wird mittels der Navigations-Steuereinheit
Außerdem wird mittels der Navigations-Steuereinheit
Mittels der Navigations-Steuereinheit wird zusätzlich in der Umgebung des Übergangs von dem ersten Abschnitt
Mittels einer Fahrerinformations-Steuereinheit
Ignoriert der Fahrer des Kraftfahrzeugs
Zur frühzeitigen Identifikation einer freien Parkposition bei dem sicheren Übergabepunkt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2014139821 A1 [0003]WO 2014139821 A1 [0003]
- DE 102011086241 [0004]DE 102011086241 [0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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