DE102019200592A1

DE102019200592A1 - Steuervorrichtung und -verfahren sowie Computer-Programm-Produkt für ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019200592A1
Application number: DE102019200592.6A
Authority: DE
Inventors: Steffen Biel; Bastian Volpert
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-07-23
Also published as: WO2020148056A1

Abstract

Steuervorrichtung (10) für ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug (50), umfassend eine Eingabeschnittstelle (12) zum Erhalten von einer Sensoreinrichtung (40) erfasster Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45), eine Auswerteeinheit (14) zum Auswerten der erhaltenen Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45), um eine Veränderung eines Umfelds und/oder eines Zustands des Fahrzeugs (50) zu identifizieren, eine Signalerzeugungseinheit (16) zum Erzeugen eines Steuersignals für eine Lichtquelle, eine Visualisierungseinheit (30) und/oder eine akustische Einheit, sodass die Lichtquelle ein Lichtsignal emittiert, die Visualisierungseinheit (30) ein Muster (32) auf einer Anzeigefläche (34) visualisiert, oder die akustische Einheit ein akustisches Signal aussendet, wobei das Lichtsignal, das akustische Signal, die Wahl des Musters (32) und/oder der Anzeigefläche (34) basierend auf der von der Auswerteeinheit (14) identifizierten Veränderung variabel ist, und eine Ausgabeschnittstelle (18) zum Ausgeben des Steuersignals an die Lichtquelle, die Visualisierungseinheit (30) oder die akustische Einheit.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der autonom beziehungsweise teilautonom fahrenden Fahrzeuge. Insbesondere betrifft sie eine Steuervorrichtung und eine Steuerverfahren sowie ein Computer-Programm-Produkt für ein solches Fahrzeug.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Auf dem Gebiet der autonom beziehungsweise teilautonom fahrenden Fahrzeuge gilt es als eine Herausforderung, die Sicherheit im Straßenverkehr zu gewährleisten. Sowohl in offenen als auch in geschlossenen Gebieten ist es essentiell, dass Kollisionen zwischen Fahrzeugen sowie zwischen diesen einerseits und Passanten und sonstigen Gegenständen andererseits zu vermeiden.
Für diese Zwecke sind in der Vergangenheit zahlreiche Lösungsansätze vorgeschlagen worden. Unter anderem sind Fahrerassistenzsysteme entwickelt und verbessert worden, um den Fahrer dabei zu assistieren, Kollisionsgefahren frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen möglichst zu ergreifen.
Dennoch sind diese Lösungsansätze hinsichtlich der Kollisionsvermeidung nur bedingt wirksam. Insbesondere fehlt es bei derartigen Lösungen an Interaktionen zwischen dem Fahrzeug und dem Passanten. Dies führt dazu, dass der Passant in vielen Situationen nicht hinreichend auf das sich nähernde Fahrzeug sensibilisiert wird. Der Passant kann daher nicht seinerseits Aktionen rechtzeitig vornehmen, die eine Kollision hätten vermeiden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Steuervorrichtung und - verfahren für ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug zu realisieren, welches die Kollisionsvermeidung reduziert und die Sicherheit besser gewährleistet.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Steuervorrichtung, ein Steuerverfahren sowie ein Computer-Programm-Produkt gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen autonom oder teilautonom fahrenden Personen- oder Lastkraftwagen, ein autonom oder teilautonom fahrendes Offroad- und/oder Nutzfahrzeug, eine autonom oder teilautonom fahrende Industrie- und/oder Landmaschine handeln.
Bei der Steuervorrichtung kann es sich beispielsweise um eine elektronische Steuereinheit (engl. ECU = electronic control unit), ein elektronisches Steuermodul (ECM = electronic control module) oder eine Steuereinheit für autonomes Fahren (z.B. ein „Autopilot“) handeln. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise für ein autonomes Fahrzeug eingesetzt werden, so dass dieses ganz oder teilweise ohne Einfluss eines menschlichen Fahrers agieren kann. Die Steuervorrichtung kann sich im Fahrzeug befinden, oder auch außerhalb oder teilweise außerhalb des Fahrzeugs. So kann es sich beispielsweise um einen Algorithmus handeln, der auf einem Server oder einem Cloud-System abläuft.
Bei der Sensoreinrichtung handelt es sich beispielsweise um einen oder mehrere Radar-, Lidar- und/oder Ultraschallsensoren handeln. Alternativ kann es sich hierbei um eine oder mehrere Kameras, die Bildsensoren insbesondere in Form eines CCD oder CMOS aufweisen. Die von den Bildsensoren erzeugten Bilddaten können beispielsweise aus Luminanzdaten (Grauwerte, Helligkeit) bestehen oder auch Chrominanzdaten (Farbe) enthalten.
Die Sensoreinrichtung enthält vorzugsweise zumindest einen Umfeldsensor und/oder zumindest einen Fahrzeugzustandssensor. Der Umfeldsensor ist dazu ausgebildet, um das Umfeld des Fahrzeugs zu überwachen und gegebenenfalls Objekte auf einer Fahrbahn zu erkennen. Beispielsweise werden Sensordaten vom Umfeldsensor erzeugt, die eine sich dem Fahrzeug nähernde Person oder ein anderes, sich dem Fahrzeug näherndes Fahrzeug betreffen. Der Fahrzeugzustandsensor ist beispielsweise dazu ausgebildet, um die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, die Ausrichtung, die Position in zumindest einer, vorzugsweise drei Raumrichtungen, die Drehgeschwindigkeit und- richtung eines oder mehrerer Räder oder einen anderen Fahrzeugzustandsparameter zu erfassen.
Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet, eine Veränderung in den Umfeld- beziehungsweise Fahrzeugzustandsdaten zu erkennen. Die Auswerteeinheit kann dazu ausgelegt sein, die lokale Verteilung und Variation von Grauwerten und/oder von Chrominanzwerten in den kamerabasierten Bilddaten zu evaluieren. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit in den Umfelddaten eine in eine vom Fahrzeug zu befahrende Zone eintretende Person erkennen, in der vorher keine Personen waren. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise in den Fahrzeugzustandsdaten das Überschreiten eines Tempolimits, einer Radwinkelgeschwindigkeit oder das Unterschreiten einer kritischen Batterieladekapazität feststellen.
Die Signalerzeugungseinheit ist in der Lage, basierend auf der Auswertung der Umfeld- beziehungsweise Fahrzeugzustandsdaten zu reagieren und ein Steuersignal zu erzeugen. Die Signalerzeugungseinheit kann beispielsweise ein erstes Steuersignal basierend auf einem ersten Umfeld- beziehungsweise Fahrzeugzustandsdatensatz erzeugen, sodass die Lichtquelle ein erstes Lichtsignal, vorzugsweise ein farbiges (z.B. rotes, blaues und/oder grünes) Lichtsignal aussendet. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal dazu dienen, dass die Visualisierungseinheit ein erstes Muster auf einer ersten Anzeigefläche visualisiert. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal dazu dienen, dass die akustische Einheit ein erstes akustisches Signal aussendet. Beim Erkennen einer Veränderung in den Umfeld- beziehungsweise Fahrzeugzustandsdaten erzeugt die Signalerzeugungseinheit ein zweites Steuersignal, sodass die Lichtquelle ein vom ersten Lichtsignal verschiedenes zweites Lichtsignal (z.B. mit einer anderen Farbe bzw. Farbkombination) aussendet. Zusätzlich oder alternativ kann die Visualisierungseinheit beim Erkennen der Veränderung ein vom ersten Muster verschiedenes, zweites Muster auf der ersten Anzeigefläche oder alternativ auf einer von der ersten Anzeigesfläche verschiedenen, zweiten Anzeigefläche visualisieren. Alternativ oder zusätzlich kann die akustische Einheit beim Erkennen der Veränderung ein vom ersten akustischen Signal verschiedenes zweites akustisches Signal (z.B. mit einer anderen Frequenz oder Amplitudenverlauf) aussenden.
Die Visualisierungseinheit ist dazu ausgebildet, unter Verwendung eines Lasers, eines Projektors oder eines anderen für das jeweilige Umfeld und für die Ausgabefläche geeigneten bildgebenden Verfahrens das jeweilige Muster auf der Ausgabefläche zu visualisieren. Im Fall eines Projektors ist das Ausgabefläche eine Projektionsfläche, wobei das Muster ein Projektionsmuster ist. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand des Beispiels näher erläutert, in dem die Visualisierungseinheit einen Projektor aufweist. Die Maßnahmen, die untenstehend am Beispiel des Projektors beschrieben sind, sind im Allgemeinen auf jede beliebige Visualisierungseinheit übertragbar.
Die Sensoreinrichtung und/oder der Projektor kann am Fahrzeug angebracht sein. Alternativ kann die Sensoreinrichtung und/oder der Projektor an einer Umfeldbebauung stationiert sein. Ein Leitsystem kann verwendet werden, welches mit mehreren Sensoren und/oder mehreren Projektoren kommuniziert, um jedem Projektor ein entsprechendes Projektionsmuster zuzuordnen. Das Leitsystem kann an einer Umfeldbebauung angebracht sein und/oder mit einem Server, etwa einem Cloud-System, kommunizieren.
Das Steuersignal kann ferner an ein Leitsystem weitergeleitet werden, so dass in der Umgebung (bzw. im Erfassungsbereich des Leitsystems) befindliche Visualisierungseinheiten aktiviert werden können. Diese Visualisierungseinheiten können an der Infrastruktur (etwa einer Umfeldbebauung) oder an anderen in der Umgebung befindlichen Fahrzeugen installiert sein.
Die vorliegende Erfindung ist somit in der Lage, durch Projizieren von Projektionsmustern die im Umfeld des Fahrzeugs befindlichen Personen und anderen Fahrzeuge auf das Fahrzeug, für welches die Erfindung eingesetzt wird, aufmerksam zu machen. Dies reduziert Kollisionsgefahren bereits im Vorfeld und führt zu erhöhter Sicherheit.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Projektionsmuster eine basierend auf den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten prognostizierte oder empfohlene Trajektorie des Fahrzeugs.
Auf die in den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten identifizierte Veränderung des Umfelds beziehungsweise des Fahrzeugzustands hin wird das Steuersignal derart konzipiert, dass der Projektor die prognostizierte oder empfohlene Trajektorie des Fahrzeugs projiziert. Beispielsweise kann aufgrund der Feststellung, dass sich eine Person in eine für das Fahrzeug geplante Zone eintritt, die Route des Fahrzeugs geändert und die geänderte Route beziehungsweise die neue Trajektorie, die dem Fahrer oder der Fahrassistenz des Fahrzeugs empfohlen wird, auf die Fahrbahn projiziert werden. Hierdurch kann die Gefahr eines Verkehrsunfalls deutlich reduziert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Projektionsmuster eine basierend auf den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten empfohlene Trajektorie und/oder eine basierend auf den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten empfohlene Sicherheitszone für ein anderes Objekt.
Auf diese Weise erhält das andere Objekt, das insbesondere ein Verkehrsteilnehmer wie eine Person oder ein anderes Fahrzeug ist, einen Hinweis auf eine sichere Route. Die Sicherheit im Einsatz von autonom oder teilautonom fahrenden Fahrzeugen kann dadurch gesteigert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Projektionsmuster einen Handlungshinweis in Form einer oder mehrerer Textanweisungen und/oder in Form eines oder mehrerer Symbole enthalten, die für die Person bzw. den Fahrer/das Fahrerassistenzsysytem des anderen Fahrzeugs erkennbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform befindet sich die Projektionsfläche in einem basierend auf den Fahrzeugzustandsdaten prognostizierten Ort, an dem sich das Fahrzeug zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt befinden wird.
Auf diese Weise kann die Projektionsfläche aufgrund einer in den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten identifizierten Veränderung geändert beziehungsweise angepasst werden. Beispielsweise kann die vom Fahrzeug innerhalb eines Zeitintervalls zurückzulegende Streckenlänge auf Basis der detektierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt werden. Im Anschluss kann ein Warnmuster oder die Trajektorie auf eine in dem Ort befindliche Projektionsfläche projiziert werden, indem das Fahrzeug nach dem Zeitintervall eintreffen wird. Es kann somit einer Gefahr der Kollision bereits im Voraus wirksam entgegengewirkt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform befindet sich die Projektionsfläche in einem basierend auf den Umfelddaten prognostizierten Ort, an dem sich ein anderes Objekt zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt befinden wird.
Auf diese Weise kann die Projektionsfläche aufgrund einer in den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten identifizierten Veränderung geändert beziehungsweise angepasst werden. Beispielsweise kann die vom anderen Verkehrsteilnehmer innerhalb eines Zeitintervalls zurückzulegende Streckenlänge auf Basis der detektierten Geschwindigkeit des anderen Verkehrsteilnehmers ermittelt werden. Im Anschluss kann ein Warnmuster oder die Trajektorie auf eine in dem Ort befindliche Projektionsfläche projiziert werden, indem der andere Verkehrsteilnehmer nach dem Zeitintervall eintreffen wird. Es kann somit einer Gefahr der Kollision bereits im Voraus wirksam entgegengewirkt werden.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt zum Erfassen eines Umfelds eines Fahrzeugs ist ausgeführt, in einen Speicher eines Computers geladen zu werden und umfasst Softwarecodeabschnitte, mit denen die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Computer läuft.
Ein Programm gehört zur Software eines Daten verarbeitenden Systems, zum Beispiel einer Auswerteeinrichtung oder einem Computer. Software ist ein Sammelbegriff für Programme und zugehörigen Daten. Das Komplement zu Software ist Hardware. Hardware bezeichnet die mechanische und elektronische Ausrichtung eines Daten verarbeitenden Systems. Ein Computer ist eine Auswerteeinrichtung.
Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfahren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt einen technischen Effekt hervor, nämlich wirksamere Kollisionsvermeidung und erhöhte Sicherheit.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist Plattform unabhängig. Das heißt, es kann auf jeder beliebigen Rechenplattform ausgeführt werden. Bevorzugt wird das Computerprogrammprodukt auf einer erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung zum Erfassen des Umfelds des Fahrzeugs ausgeführt.
Die Softwarecodeabschnitte sind in einer beliebigen Programmiersprache geschrieben, zum Beispiel in Python.
Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform in Zusammenwirkung mit einer Sensoreinrichtung und einem Projektor;
2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, einer Sensoreinrichtung und eines Projektors;
3 eine schematische Darstellung eines weiteren Fahrzeugs, wobei der Projektor am Fahrzeug angebracht ist;
4 eine schematische Darstellung eines weiteren Fahrzeugs, wobei der Projektor und die Sensoreinrichtung am Fahrzeug angebracht sind;
5 eine schematische Darstellung eines weiteren Fahrzeugs in Form eines Gabelstaplers, an dem die Sensoreinrichtung und der Projektor angebracht sind;
6 eine weitere schematische Darstellung des Gabelstaplers aus 5, wobei der Projektor eine einer Palette ausweichende Trajektorie des Gabelstaplers projiziert; und
7 eine schematische Darstellung eines Steuerverfahrens gemäß einer Ausführungsform.

In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. In den einzelnen Figuren sind die jeweils relevanten Bezugsteile gekennzeichnet.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform in Zusammenwirkung mit einer Sensoreinrichtung 40 und einem Projektor 30. Die Steuervorrichtung 10 umfasst eine Eingabeschnittstelle 12 zum Erhalten von Umfeld- und Fahrzeugzustandsdaten 43, 45, die von der Sensoreinrichtung 40, die in diesem Beispiel einen Umfeldsensor 42 und einen Fahrzeugzustandssensor 44 umfasst, erfasst sind.
Die Steuervorrichtung 10 umfasst ferner eine Auswerteeinheit 14 zum Auswerten der erhaltenen Umfeld- und Fahrzeugzustandsdaten 43, 45, um eine Veränderung eines Umfelds und/oder eines Zustands des Fahrzeugs 50 (siehe 2 bis 4) zu identifizieren.
Die Steuervorrichtung 10 umfasst ferner eine Signalerzeugungseinheit 16 zum Erzeugen eines Steuersignals für den Projektor 30, sodass dieser 30 ein Projektionsmuster 32 (siehe 5) auf eine Projektionsfläche 34 (siehe 2 bis 5) projiziert. Hierbei ist die Wahl des Projektionsmusters 32 und/oder der Projektionsfläche 34 basierend auf der von der Auswerteeinheit 14 identifizierten Veränderung variabel.
Die Steuervorrichtung 10 umfasst außerdem eine Ausgabeschnittstelle 18 zum Ausgeben des Steuersignals an den Projektor 30.
2 bis 4 zeigen jeweils eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 50, der Sensoreinrichtung 40 und des Projektors 30. In diesen Beispielen ist die Anordnung der Sensoreinrichtung 40 beziehungsweise des Projektors 30 unterschiedlich.
Im in 2 gezeigten Beispiel sind die Sensoreinrichtung 40 und der Projektor 30 an einer externen Bebauung 70 außerhalb des Fahrzeugs 50 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 40 kommuniziert über ein Kommunikationsmedium, etwa Near-Field-Communication (NFC), BlueTooth, Infrarot oder Wireless LAN (WLAN), mit der Steuervorrichtung 10, die in diesem und den Beispielen aus 3 und 4 im Fahrzeug 50 inbegriffen, oder alternativ außerhalb des Fahrzeugs 50 befindlich sein kann. Auch der Projektor 30 kommuniziert mit der Steuereinrichtung 10 über einen der obigen Kommunikationswege. Die Sensoreinrichtung 40 kann auch teilweise außerhalb des Fahrzeugs 50 und teilweise im Fahrzeug 50 inbegriffen sein. Beispielsweise ist der Umfeldsensor 42 der Sensoreinrichtung 40 außerhalb des Fahrzeugs angeordnet, während der Fahrzeugzustandssensor 44 am Fahrzeug 50 angebracht.
Wenn die Steuervorrichtung 10 eine Veränderung des Umfelds oder Fahrzeugzustands in den von der Sensoreinrichtung 40 gelieferten Sensordaten 43, 45 identifiziert, bewirkt die Steuervorrichtung 10 mittels eines Steuersignals das Projizieren eines Projektionsmusters auf die Projektionsfläche 34 durch den Projektor 30.
Im in 3 gezeigten Beispiel ist der Projektor 30 am Fahrzeug 50 angebracht, während die Sensoreinrichtung 40 zumindest teilweise an der externen Bebauung 70 angeordnet. Im in 4 gezeigten Beispiel sind sowohl der Projektor 30 als auch die Sensoreinrichtung 40 am Fahrzeug 50 angebracht.
Wenn die Steuervorrichtung 10 eine Veränderung des Umfelds oder Fahrzeugzustands in den von der Sensoreinrichtung 40 gelieferten Sensordaten 43, 45 identifiziert, bewirkt die Steuervorrichtung 10 mittels eines Steuersignals das Projizieren eines Projektionsmusters 32 auf die Projektionsfläche 34 durch den Projektor 30. Hierbei wird die Wahl des Projektionsmusters 32 und/oder der Projektionsfläche 34 an die identifizierte Veränderung angepasst und daher variabel.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Fahrzeugs 54 in Form eines Gabelstaplers, an dem die Sensoreinrichtung 40 und der Projektor 30 angebracht sind. Die Sensoreinrichtung 40 umfasst hier mehrere Umfeldsensoren 42, die an verschiedenen Positionen des Gabelstaplers 54 angebracht sind. Ferner umfasst die Sensoreinrichtung 40 mehrere Fahrzeugzustandssensoren 44, die beispielsweise die Drehgeschwindigkeit und/oder -richtung des Vorder- oder Hinterrads 56, 58 detektierten. Auch ist die Steuervorrichtung 10 im Gabelstapler 54 angeordnet. Der Projektor 30 projiziert auf das Steuersignal der Steuervorrichtung 10 hin ein ein Projektionsmuster 32 auf die Projektionsfläche 34, wobei das Projektionsmuster 32 ein Stopp-Schild darstellt.
6 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Gabelstaplers 54 aus 5, wobei der Projektor 30 eine einer Palette 55 ausweichende Trajektorie 32a des Gabelstaplers 54 projiziert. Beispielsweise kann diese Maßnahme dadurch ausgelöst werden, dass die Entfernung zwischen der Palette 55 und dem fahrenden Gabelstapler 54 einen kritischen Wert unterschritten hat. Ein Umfeldsensor 42 erfasst dieses Ereignis. Die Steuervorrichtung 10 des Gabelstaplers 54 erhält diese Veränderung des Umfelds und erzeugt ein Steuersignal, welches an den Projektor 30 ausgegeben wird. Die Auswerteeinheit 14 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, um die Trajektorie 32a oder ein anderes Projektionsmuster 32 zur Vermeidung einer Kollision zwischen dem Gabelstapler 54 und der Palette 55 zu erzeugen und in das Steuersignal zu integrieren.
Der Projektor 30 projiziert ferner ein Warnmuster 32 auf die Bodenfläche, die beispielsweise von auf dem Gelände befindlichen Personen 60 begehbar ist. Das entsprechende Steuersignal kann ausgelöst werden, nachdem der Umfeldsensor 42 eine sich der Palette 55, dem Gabelstapler 54 und/oder der vorgeschlagenen und projizierten Trajektorie 32a nähernde Person 60 detektiert hat. Das Steuersignal kann alternativ ausgelöst werden nachdem die Auswerteeinheit 14 aus den Umfelddaten entnommen hat, dass die Entfernung zwischen der Personen 60 einerseits und der Palette 55, dem Gabelstapler 54 und/oder der vorgeschlagenen und projizierten Trajektorie 32a andererseits einen kritischen Wert unterschritten hat.
7 eine schematische Darstellung eines Steuerverfahrens 100 gemäß einer Ausführungsform. In einem ersten Schritt S1 werden von einer Sensoreinrichtung 40 erfasste Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten 43, 45 erhalten. In einem zweiten Schritt S2 werden die erhaltenen Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten 43, 45 ausgewertet, um eine Veränderung eines Umfelds und/oder eines Zustands des Fahrzeugs 50 zu identifizieren. In einem dritten Schritt S3 wird ein Steuersignal für einen Projektor 30 erzeugt, das dazu dient, dass der Projektor 30 ein Projektionsmuster 32 auf eine Projektionsfläche 34 projiziert, wobei die Wahl des Projektionsmusters 32 und/oder der Projektionsfläche 34 basierend auf der von der Auswerteeinheit 14 identifizierten Veränderung variabel ist. In einem vierten Schritt S4 wird das Steuersignal an den Projektor 30 ausgegeben.
Mit der vorliegenden Erfindung können noch weitere Informationen mittels Projizieren des Projektionsmusters 32 dargestellt werden. Beispielsweise können sichere Bereiche dynamisch markiert werden, sodass sich diese Bereiche in ihrer Form und/oder Größe verändern, wenn eine Veränderung in den Umfeld- und/oder Fahrzeugzutandsdaten identifiziert wird. Zusätzlich kann der Bremsweg eines Fahrzeugs 50 je nach seiner aktuellen Fahrgeschwindigkeit angezeigt werden. Somit wissen Fußgänger in der Näher des Fahrzeugs 50, welcher Bereich nicht zu betreten ist.
Durch weitere Symbole kann die vorliegende Erfindung in kritischen Situationen Handlungsmöglichkeiten darstellen. Beispielsweise können diese Handlungsmöglichkeiten darin bestehen, Hindernisse aus dem Weg zu räumen. Auch kann eine Person im Umfeld mittels Warnsignale oder -muster auf eine drohende Gefahr oder Komplikation aufmerksam gemacht werden, sodass sie auf die Steuerung des Fahrzeugs 50 Einfluss nehmen kann.
Außerdem kann die Umfeldsensorik erkennen, wo mögliche Laufwege oder Fahrwege potentiell verlaufen. Mit dieser Erkenntnis kann eine Kollision frühzeitig prognostiziert werden. Dieses erhöhte Sicherheitsrisiko wird durch die Auswerteeinheit 14 aus den Sensordaten entnommen. Basierend auf dem erkannten Sicherheitsrisiko kann ein Projektionsmuster auf eine Projektionsfläche entsprechend zur Warnung projiziert werden.
Des Weiteren können Arbeitsprozesse enthaltende Projektionsmuster auf eine Projektionsfläche an einem Hochregal projiziert werden. Dem Fahrer kann somit beispielsweise der Platz zum Abstellen oder Aufnehmen der Waren gezeigt werden. Auch kann er beim Positionieren des Gabelstaplers oder einer anderen Industriemaschine unterstützt werden und mit Hilfe von Warnmustern und -signalen auf sicherheitskritische Umstände sensibilisiert werden.
Ferner kann die Größe des Ladeguts ermittelt und diese Info beispielsweise auf das Hochregal projiziert werden. Der Fahrer kann somit einschätzen, ob das Ladegut ins Regal passt oder die richtige Abladehöhe bereits erreicht ist. Zusätzlich kann aufgrund der Erkenntnis aus den Fahrzeugzustandsdaten, dass die Batterieladekapazität des Fahrzeugs einen kritischen Wert unterschritten hat, dem Fahrer im Anschluss der kürzeste Fahrweg zur Ladestation in Form von Projektionsmuster gezeigt werden.
Außerdem kann eine Drohne ihren geplanten Landeplatz in Form eines Projektionsmusters markieren. Beim Detektieren einer Person im Umfeld des Landeplatzes kann das Projektionsmuster und/oder die Projektionsfläche geändert, insbesondere verschoben werden.
Die vorliegende Erfindung ist analog in anderen Anwendungen abseits der Straße denkbar, z.B. für eine Land- oder Baumaschine (Offroad-Fahrzeuge). Die Art und Weise der zu projizierenden Informationen hängen vom entsprechenden Fahreinsatz und dem dazugehörigen Arbeitsprozess analog wie eingangs beschrieben ab.
Bezugszeichenliste

10: Steuervorrichtung
12: Eingabeschnittstelle
14: Auswerteeinheit
16: Signalerzeugungseinheit
18: Ausgabeschnittstelle
30: Projektor
32: Projektionsmuster
32a: Trajektorie
34: Projektionsfläche
40: Sensoreinrichtung
42: Umfeldsensor
43: Umfelddaten
44: Fahrzeugzustandssensor
45: Fahrzeugzustandsdaten
50, 54: Fahrzeug
52: Bodenfläche
55: Palette
56: Hinterrad
58: Vorderrad
60: anderes Objekt
100: Steuerverfahren
S1 bis S4: Verfahrensschritte

Claims

Steuervorrichtung (10) für ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug (50), umfassend: eine Eingabeschnittstelle (12) zum Erhalten von einer Sensoreinrichtung (40) erfasster Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45); eine Auswerteeinheit (14) zum Auswerten der erhaltenen Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45), um eine Veränderung eines Umfelds und/oder eines Zustands des Fahrzeugs (50) zu identifizieren; eine Signalerzeugungseinheit (16) zum Erzeugen eines Steuersignals für eine Lichtquelle, eine Visualisierungseinheit (30) und/oder eine akustische Einheit, sodass: die Lichtquelle ein Lichtsignal emittiert; die Visualisierungseinheit (30) ein Muster (32) auf einer Anzeigefläche (34) visualisiert; oder die akustische Einheit ein akustisches Signal aussendet; wobei das Lichtsignal, das akustische Signal, die Wahl des Musters (32) und/oder der Anzeigefläche (34) basierend auf der von der Auswerteeinheit (14) identifizierten Veränderung variabel ist; und eine Ausgabeschnittstelle (18) zum Ausgeben des Steuersignals an die Lichtquelle, die Visualisierungseinheit (30) oder die akustische Einheit.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Muster (32) eine basierend auf den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45) prognostizierte oder empfohlene Trajektorie (32a) des Fahrzeugs (50) umfasst.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Muster (32) eine basierend auf den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45) empfohlene Trajektorie und/oder eine basierend auf den Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45) empfohlene Sicherheitszone für ein anderes Objekt (60) umfasst.
Steuervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Anzeigefläche (34) in einem basierend auf den Fahrzeugzustandsdaten (43, 45) prognostizierten Ort befindet, an dem sich das Fahrzeug (50) zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt befinden wird.
Steuervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Anzeigefläche (34) in einem basierend auf den Umfelddaten (43, 45) prognostizierten Ort befindet, an dem sich ein anderes Objekt (60) zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt befinden wird.
Steuervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (10) am Fahrzeug (50) oder an einer Bebauung (70) in einem Umfeld des Fahrzeugs (50) angebracht ist.
Steuervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (10) ein Leitsystem umfasst, das mit mehreren Sensoreinrichtungen (40) und/oder Visualisierungseinheiten (30) verbunden ist.
Fahrzeug (50), umfassend eine Steuervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Fahrzeug (50) nach Anspruch 8, weiter umfassend eine Sensoreinrichtung (40) zum Erfassen von Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45).
Fahrzeug (50) nach Anspruch 8 oder 9, weiter umfassend eine Visualisierungseinheit (30) zum Visualisieren eines Musters (32) auf einer vordefinierte Anzeigefläche (34) basierend auf von einer Sensoreinrichtung (40) erfassten Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45).
Steuerverfahren (100) für ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug (50), umfassend: einen ersten Schritt (S1), in dem von einer Sensoreinrichtung (40) erfasste Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45) erhalten werden; einen zweiten Schritt (S2), in dem die erhaltenen Umfeld- und/oder Fahrzeugzustandsdaten (43, 45) ausgewertet werden, um eine Veränderung eines Umfelds und/oder eines Zustands des Fahrzeugs (50) zu identifizieren; einen dritten Schritt (S3), in dem ein Steuersignal für eine Lichtquelle, eine Visualisierungseinheit (30) und/oder eine akustische Einheit erzeugt wird, das dazu dient, dass die Lichtquelle ein Lichtsignal emittiert; die Visualisierungseinheit (30) ein Muster (32) auf einer Anzeigefläche (34) visualisiert; oder die akustische Einheit ein akustisches Signal aussendet; wobei das Lichtsignal, das akustische Signal, die Wahl des Musters (32) und/oder der Anzeigefläche (34) basierend auf der von der Auswerteeinheit (14) identifizierten Veränderung variabel ist; und einen vierten Schritt (S4), in dem das Steuersignal an die Lichtquelle, die Visualisierungseinheit (30) oder die akustische Einheit ausgegeben wird.
Computer-Programm-Produkt, das in einem Datenträger gespeichert und dazu ausgebildet ist, um das Steuerverfahren nach Anspruch 11 durchzuführen, wenn das Computer-Programm-Produkt durch einen Rechner ausgeführt wird.