DE102022101396B3 - Vorrichtung zum Überwachen einer Übergabe einer Fahrfunktion zu einer Person und Verfahren zum Überwachen der Übergabe einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs zu einer Person - Google Patents

Vorrichtung zum Überwachen einer Übergabe einer Fahrfunktion zu einer Person und Verfahren zum Überwachen der Übergabe einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs zu einer Person Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (50) zum Überwachen einer Übergabe einer Fahrfunktion zu einer Person (35). Die Vorrichtung (50) beinhaltet ein am Arm (11) oder Finger tragbares Mobilteil (10). Das Mobilteil (10) weist eine Sensorik (14, 15, 16) zum Erfassen einer Beschleunigung und/oder einer Position einer dem Handgelenk (11) zugeordneten Hand (12) auf. Die Vorrichtung (50) beinhaltet ein Fahrzeug (30) mit einem Lenkrad (13) zum Führen des Fahrzeugs (30). Eine Steuereinheit (20) der Vorrichtung (50) weist eine Schnittstelle (21) auf. Die Schnittstelle (21) ist ausgebildet, durch die Sensorik erfasste Beschleunigung und/oder Position der Hand (12) zu empfangen. Ferner ist die Steuereinheit (20) eingerichtet, anhand der von dem Mobilteil (10) empfangenen Daten zur Beschleunigung und/oder Position eine Annäherung der Hand (12) an das Lenkrad (13) festzustellen und eine Zeitdauer zu ermitteln, bis wann die Hand (12) das Lenkrad (13) kontaktiert. In Abhängigkeit von der ermittelten Zeitdauer wird die Fahrzeugfunktion aufrechterhalten, eingeschränkt oder deaktiviert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen einer Übergabe einer Fahrfunktion zu einer Person. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen der Übergabe einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs zu einer Person.
  • Viele heutige Assistenzfunktionen in Fahrzeugen sind darauf angewiesen, dass ein Fahrer oder eine Fahrerin jederzeit die Fahrfunktionen überwachen und jederzeit eingreifen sowie übernehmen kann. Dies gilt insbesondere für so genannte Level-2-Fahrzeuge. Viele solcher Assistenzfunktionen erlauben, dass kurzzeitig oder auch gegebenenfalls für einen längeren Zeitraum die Hände vom Lenkrad weggenommen werden können, ohne dass dabei die zugeordnete Fahrfunktion abbricht. Solche Assistenzfunktionen werden auch als „Hands-free-Funktionen“ bezeichnet. Bei kritischen Situationen ist meist vorgesehen, dass das Fahrzeug die Person warnt und fordert eine entsprechende Übernahme der Fahrfunktion. Wird dieser Aufforderung nicht nachgekommen, so wird häufig eine definierte Warnkaskade eingeleitet. Erfolgt während dieser Warnkaskade keine Übernahme der Fahrfunktion durch die Person, so kann das Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden. Ist ein Sicherheitskonzept des Fahrzeugs sehr streng oder fein eingestellt, so kann es zu Fehlwarnungen und sogar zu unnötigen Notbremsungen des Fahrzeugs kommen.
  • In diesem Zusammenhang beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2018 131 761 A1 ein Verfahren und System zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs. Es wird eine Position mindestens einer Hand eines Fahrers des Fahrzeugs an einem Lenkelement bestimmt. Anhand der bestimmten Handposition wird ein beabsichtigtes Fahrmanöver ermittelt. Es werden Fahrzeuginformationen und/oder Informationen bezüglich der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt. Unter Verwendung der ermittelten Fahrzeuginformationen wird das beabsichtigte Fahrmanöver bewertet. Ein Steuersignal wird durch das Fahrzeug basierend auf der Bewertung erzeugt. Ein Fahrzeugsignal wird erzeugt oder abgeändert. Zudem wird das beabsichtigte Fahrmanöver in Abhängigkeit von dem Steuersignal beeinflusst.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 2014 214 078 A1 beschreibt ein Verfahren zur Interaktion mit einem Fahrer eines Fahrzeugs beim automatisierten Fahren. Ein automatisiertes Steuern des Fahrzeugs ist vorgesehen sowie ein mobiles Kommunikationsgerät zur Kommunikation mit dem Fahrer. Mittels des Fahrerassistenzsystem oder des mobilen Kommunikationsgeräts wird ein Zustand des Fahrers ermittelt und/oder eine Fahrsituation des Fahrzeugs wird durch das Fahrerassistenzsystem bestimmt. In Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand des Fahrers und/oder der ermittelten Fahrsituation wird das mobile Kommunikationsgerät in einen der möglichen Betriebszustände gesteuert.
  • Ferner offenbart die US 2016 / 0 107 654 A1 ein System und ein Verfahren zur Aktivierung von Benutzereingaben.
  • Des Weiteren offenbart die WO 2016 / 189 358 A1 eine Vorrichtung zur Erfassung einer Hand eines Fahrers eines Fahrzeugs an einem Lenkrad des Fahrzeugs.
  • Die DE 10 2016 121 032 A1 offenbart ein System zur Verwendung beim Implementieren einer Fahrzeugfunktion auf der Grundlage einer Benutzergeste, das eine hardwarebasierte Verarbeitungseinheit und ein hardwarebasiertes Speichergerät enthält.
  • Sieht ein Fahrerassistenzsystem vor, dass eine Fahrfunktion nicht länger durch das Fahrzeug, sondern durch einen menschlichen Fahrer wahrgenommen werden muss, so kann die unangenehme Situation eintreten, dass der Fahrer zwar die Fahrfunktion übernehmen möchte, jedoch das Fahrzeug zuvor die Fahrfunktion deaktiviert oder gar das Fahrzeug unnötigerweise zum Stillstand bringt. Dies kann beispielsweise daran liegen, weil der Fahrer nicht schnell genug auf eine entsprechende Aufforderung des Fahrzeugs reagiert, er jedoch grundsätzlich die Steuerung übernehmen will. Daher kann eine Aufgabe der Erfindung darin gesehen werden, bereits eine Übernahmeabsicht des Fahrers zu erkennen und dadurch unnötige Einschränkungen beim Führen eines Fahrzeugs zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird mit Hilfe der unabhängigen Patentansprüche dieser Anmeldung gelöst. Sinnvolle und vorteilhafte weitere Ausführungsformen ergeben sich durch die Unteransprüche, die Beschreibung sowie den Figuren.
  • Ein erster Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen einer Übergabe einer Fahrfunktion zu einer Person. Die Übergabe der Fahrfunktion kann auch als eine Überantwortung der Fahrfunktion angesehen werden. Die Person ist bevorzugt innerhalb eines Fahrzeugs positioniert. Diese Person ist insbesondere ein Fahrer oder eine Fahrerin des Fahrzeugs. Die Fahrfunktion kann insbesondere eine Komfortfahrfunktion wie zum Beispiel eine Spurführung und/oder eine Querführung sein.
  • Die Vorrichtung beinhaltet ein am Arm, Handgelenk und/oder Finger tragbares Mobilteil. Dieses am Handgelenk, Arm und/oder am Finger tragbare Mobilteil kann ein Armband, ein Sensorband, ein Ring und/oder eine Smartwatch sein. Die Smartwatch wird bevorzugt in der Nähe des Handgelenks getragen. Meistens wird das Mobilteil im Bereich eines Unterarms angeordnet. Der Ring kann ein Sensorring sein, welcher über Sensoren verfügt. Das Mobilteil kann am Unterarm, am Handgelenk oder an einem oder mehreren Fingern angeordnet sein. Es können mehrere Mobilteile zum Einsatz kommen. Zum Beispiel kann am Handgelenk eine Swartwatch und am Finger ein Sensorring angeordnet sein. Das am Arm, Handgelenk und/oder Finger tragbare Mobilteil beinhaltet bevorzugt eine Sensorik zum Erfassen einer Beschleunigung und/oder einer Position einer dem Arm, Finger und/oder Handgelenk zugeordneten Hand. Die Sensorik kann einen oder mehrere Sensoren umfassen. Diese Sensoren können insbesondere einen Beschleunigungssensor und/oder einen Positionssensor beinhalten. Der Ring kann ebenfalls alle Sensoren beinhalten, welche das Mobilteil oder die Smartwatch aufweist. Die Smartwatch ist insbesondere eine elektronische Armbanduhr sein, welche zusätzlich über die Sensorik verfügt. Da derzeit Hersteller von Smartphones auch solche elektronische Armbanduhren anbieten, werden diese elektronische Armbanduhren Smartwatches genannt. Mittels des Beschleunigungssensors kann zusätzlich neben der Beschleunigung auch ein Ruck erfasst werden. Ein Ruck ist insbesondere eine zeitliche Ableitung der Beschleunigung beziehungsweise eine dritte Zeitableitung des Orts.
  • Die Vorrichtung beinhaltet ferner ein Fahrzeug mit einem Lenkrad zum Führen des Fahrzeugs. Insbesondere dient das Lenkrad zum Einstellen eines Lenkwinkels und somit dem Führen des Fahrzeugs. Das Lenken des Fahrzeugs kann durch die Fahrfunktion in einem vorgegebenen Rahmen eines teilautomatisierten Fahrens zumindest zeitweise durch das Fahrzeug übernommen werden. Die Vorrichtung sieht ferner eine Steuereinheit vor. Die Vorrichtung oder die Steuereinheit können insbesondere eine Schnittstelle beinhalten. Die Steuereinheit ist bevorzugt fahrzeugseitig vorgesehen, kann jedoch stattdessen im tragbaren Mobilteil angeordnet sein. Die Schnittstelle ist ausgebildet, durch die Sensorik erfasste Beschleunigung und/oder Position der Hand zu empfangen. Dabei ist die Steuereinheit eingerichtet, anhand der von dem Mobilteil empfangenen Daten zur Beschleunigung und/oder Position eine Annäherung der Hand an das Lenkrad festzustellen sowie eine Zeitdauer zu ermitteln, bis wann die Hand das Lenkrad kontaktiert. Die Steuereinheit kann somit insbesondere eine Bewegung der Hand zum Lenkrad hin erkennen und zugleich ermitteln, wie lange es dauert, bis die Hand der Person das Lenkrad erreicht beziehungsweise kontaktiert. Ein Kontakt der Hand mit dem Lenkrad kann beispielsweise mit Hilfe entsprechender Kontaktsensoren im Lenkrad erkannt werden. Dies können beispielsweise Wärmesensoren und/oder kapazitive Sensoren sein.
  • Um die Annäherung der Hand an das Lenkrad feststellen zu können, kann die Steuereinheit beispielsweise eine (erste) Trajektorie der Hand ermitteln. Anhand dieser Trajektorie kann eine Annäherung der Hand an das Lenkrad festgestellt werden. Die Steuereinheit ist insbesondere eingerichtet, in Abhängigkeit von der ermittelten Zeitdauer die Fahrfunktion aufrecht zu erhalten, einzuschränken oder zu deaktivieren. Dazu kann ein Vergleich mit einem vorgegebenen Schwellenwert erfolgen. Überschreitet die ermittelte Zeitdauer den vorgegebenen Schwellenwert, so ist die Steuereinheit bevorzugt ausgebildet, die Fahrfunktion zumindest einzuschränken oder ganz zu deaktivieren. Beispielsweise kann eine Querlenkung oder eine Spurführung deaktiviert werden. Alternativ können andere Komfortfunktionen wie zum Beispiel eine Sitzheizung oder eine Heizung oder ein Entertainmentsystem ausgeschaltet werden. Insbesondere kann die Steuereinheit vor einer Einschränkung oder einer Deaktivierung der Fahrfunktion ein Warnsignal an die Person ausgeben. Dieses Warnsignal kann als Warnkaskade mit mehreren unterschiedlich ausgestalteten Warnsignalen ausgebildet sein. Mit Hilfe des Warnsignals oder der Warnkaskade kann die Person zur Übernahme einer Fahrfunktion wie zum Beispiel einer Lenkung oder Fahrzeugführung aufgefordert werden. Dies ist insbesondere dann vorgesehen, wenn ein teilautomatisierendes Fahren des Fahrzeugs an seine Grenzen stößt und ein sicheres Betreiben des Fahrzeugs nur noch mit Hilfe der Person als Fahrer möglich ist. Ein wichtiger Gedanke der Erfindung konzentriert sich jedoch nicht auf das Warnsignal oder die zuvor durchgeführte Warnkaskade, sondern darauf, ob die Person nach der Warnung gewillt ist, die Fahrfunktion zu übernehmen. Dieser Kooperationswille der Person wird anhand der Annäherung der Hand an das Lenkrad festgestellt. Die Zeitdauer gibt insbesondere an, wann das Fahrzeug mit einer Übernahme der Fahrfunktion durch die Person rechnen kann. Übernimmt die Person die Fahrfunktion, so wird die Person wieder zu einem Fahrer oder einer Fahrerin des Fahrzeugs. Zuvor kann die Person als Insasse des Fahrzeugs betrachtet werden. So kann die Steuereinheit erkennen, dass die Fahrfunktion innerhalb der ermittelten Zeitdauer an die Person übergeben wird. Dadurch kann ein unnötiges Deaktivieren der Fahrfunktion oder gar eine unnötige Notbremsung des Fahrzeugs vermieden werden. Insbesondere kann die Steuereinheit eine häufig vorgesehene Notbremsung oder Deaktivierung von Fahrfunktionen zumindest zeitlich verzögern, bis zumindest die ermittelte Zeitdauer verstrichen ist. Unnötige Notbremsungen oder Deaktivierungen von Fahrfunktionen können so beim teilautomatisierten Fahren vermieden werden. Teilautonomes Fahren kann dadurch attraktiver gestaltet werden.
  • Eine vorteilhafte zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass das tragbare Mobilteil einen Beschleunigungssensor und/oder einen Positionssensor zum Erfassen von Beschleunigungsdaten und/oder Positionsdaten der Hand aufweist. Die Steuereinheit ist bevorzugt eingerichtet, basierend auf den Beschleunigungsdaten und/oder einer zeitlichen Änderung der Positionsdaten eine erste Trajektorie der Hand zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten ersten Trajektorie die Zeitdauer zu bestimmen. Insbesondere kann anhand der ersten Trajektorie ein Verlauf eines Abstands der Hand zu dem Lenkrad ermittelt werden. Bei einem zeitlich abnehmenden Abstand der Hand von dem Lenkrad kann von einer Annäherung der Hand an das Lenkrad ausgegangen werden. Zugleich kann die Steuereinheit basierend auf dem kleiner werdenden Abstand die Zeitdauer ermitteln, bis wann die Hand das Lenkrad kontaktiert. Wird die Trajektorie durch eine Innenkamera ermittelt, so wird sie bevorzugt als „zweite Trajektorie“ bezeichnet. Die Begriffe „erste Trajektorie“ oder „zweite Trajektorie“ stellen lediglich eine unterschiedliche Bezeichnung dar, ohne eine Reihenfolge festzulegen. Die erste Trajektorie wird bevorzugt anhand der Sensoren des Mobilteils ermittelt und kann auch als „Smartwatch-Trajektorie“ angesehen werden. Im Gegensatz dazu wird die zweite Trajektorie bevorzugt anhand der Daten einer Kamera gewonnen und kann als „Kamera-Trajektorie“ betrachtet werden. Der Begriff „die Trajektorie“ kann die erste Trajektorie und/oder die zweite Trajektorie umfassen.
  • Zusätzlich oder alternativ kann der Abstand der Hand vom Lenkrad mithilfe einer Signalstärke ermittelt werden, welche die Schnittstelle von dem Mobilteil empfängt. Die Steuereinheit kann in Abhängigkeit von der Signalstärke den Abstand des Mobilteils vom Lenkrad bestimmen. Alternativ kann der Abstand mittels einer Laufzeitmessung ermittelt werden. Dazu kann die Vorrichtung einen entsprechende TOF-Kamera (Time-of-flight Kamera) oder einen TOF-Sensor aufweisen. Basierend auf dem Laufzeitverfahren kann der Abstand oder eine Entfernung der Hand vom Lenkrad ermittelt werden. Dies ist auch im Zeitablauf, also zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten möglich.
  • Insbesondere kann die Steuereinheit basierend auf der ersten und/oder zweiten Trajektorie eine periodische Bewegung der Hand erkennen. Im Falle einer periodischen Bewegung der Hand kann insbesondere von keiner Annäherung der Hand an das Lenkrad ausgegangen werden. Eine periodische Handbewegung kann beispielsweise ein Winken mit der Hand darstellen, bei einem Winken mit der Hand nähert sich die Hand dem Lenkrad zwar kurzzeitig an, entfernt sich jedoch zugleich aufgrund der periodischen Bewegung wieder vom Lenkrad. In diesem Fall würde eine Auswertung der ersten und/oder zweiten Trajektorie durch die Steuereinheit ergeben, dass die Hand sich kurzzeitig dem Lenkrad nähert, jedoch sich ebenso schnell wieder vom Lenkrad entfernt. Zum Bestimmen und/oder Auswerten der ersten und/oder zweiten Trajektorie kann die Steuereinheit die Sensordaten des Mobilteils in ein Koordinatensystem bezogen auf das Fahrzeug und/oder des Lenkrads umrechnen. Damit kann die Steuereinheit eingerichtet sein, dass bei periodischen Handbewegungen keine Zeitdauer zu ermitteln oder eine Zeitdauer anzugeben, welche einen so großen Wert aufweist, der zu einer Deaktivierung oder zumindest einer Einschränkung der Fahrzeugfunktion führt.
  • Eine vorteilhafte zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, die ermittelte Zeitdauer mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen. In Abhängigkeit von diesem Vergleich kann die Fahrfunktion eingeschränkt, deaktiviert oder aufrechterhalten werden. Insbesondere kann die Steuereinheit basierend auf der erfassten Beschleunigung und/oder Position der Hand die erste und/oder zweite Trajektorie der Hand ermitteln und diese Trajektorie klassifizieren. Die Klassifizierung dient insbesondere dazu, festzustellen, ob und inwieweit die Hand sich zum Lenkrad hin bewegt. Beispielsweise können periodische Handbewegungen in einer eigenen Klasse zugeordnet werden. Der vorgegebene Schwellenwert kann insbesondere Werte von wenigen Sekunden bis zu einer Minute betragen. Der Schwellenwert kann insbesondere von der Fahrfunktion und/oder von der Verkehrssituation abhängig sein. Die Verkehrssituation kann mittels einer Außenkamera erfasst werden.
  • Unterschreitet die ermittelte Zeitdauer den Schwellenwert, so wird bevorzugt die Fahrzeugfunktion aufrechterhalten. Insbesondere kann die Steuereinheit den Schwellenwert bezüglich der Person individualisieren. Dies bedeutet, dass der vorgegebene Schwellenwert an eine Reaktionsfähigkeit der Person angepasst werden kann. Erkennt die Steuereinheit zum Beispiel, dass die Person regelmäßig zügig und zuverlässig bei entsprechender Aufforderung die Fahrzeugfunktion wieder übernimmt, so kann der Schwellenwert etwas geringer angesetzt werden als bei einer anderen Person, welche hierzu etwas mehr Zeit benötigt. Hierzu kann die ermittelte Zeitdauer aufgezeichnet und der Person zugeordnet werden. So können historische Zeitdauern einer Person zugeordnet werden. Dadurch kann eine Individualisierung des vorgegebenen Schwellenwertes ermöglicht werden. Dadurch kann jeder individuellen Person ein eigener Schwellenwert für bestimmte Fahrfunktionen zugeordnet werden. Diese individuellen Schwellenwerte kann die Steuereinheit entsprechend berücksichtigen.
  • Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung eine Fahrzeugkamera aufweist. Die Fahrzeugkamera dient insbesondere dazu, eines oder mehrere Bilder einer Umgebung des Fahrzeugs zu erstellen. Die Steuereinheit ist insbesondere ausgebildet, anhand von einem oder mehreren Bildern der Umgebung des Fahrzeugs eine vorgegebene Verkehrssituation zu erkennen. Der Schwellenwert kann in Abhängigkeit von der erkannten Verkehrssituation festgelegt werden. Tendenziell wird die Steuereinheit den Schwellenwert umso geringer ansetzen, je kritischer die Verkehrssituation zu bewerten ist. Erkennt die Steuereinheit mit Hilfe der Fahrzeugkamera zum Beispiel ein Stauende, so kann die Steuereinheit einen sehr geringen Schwellenwert vorsehen, um eine rasche Übernahme der Fahrfunktion durch die Person zu fördern. Alternativ kann sogar direkt die Fahrfunktion beendet werden und eine Bremsung eingeleitet werden. Insbesondere bei kritisch einzustufenden Verkehrssituationen (beispielsweise das Stauende) kann die Steuereinheit bei einer erfolglosen Übergabe der Fahrfunktion vorsehen, dass Notfallmaßnahmen wie zum Beispiel ein Nothalt oder Notbremsung eingeleitet werden. In diesem Fall würde das Fahrzeug rechtzeitig vor Erreichen des Stauendes zumindest soweit abgebremst werden, so dass die Person mehr Zeit zur Verfügung hat, die Fahrfunktion zu übernehmen. Nötigenfalls kann sogar ein Stillstand des Fahrzeugs eingeleitet werden, sofern die Verkehrssituation dies erfordert. Beispielsweise kann die Steuereinheit vorsehen, dass bei einem Stauende das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit von etwa 50 km/h abbremst wird. In diesem Fall kann genügend Zeit zur Verfügung stehen, dass die Person die Fahrfunktion zuverlässig übernimmt. Je nach Verkehrssituation kann das Fahrzeug auch auf eine geringere Geschwindigkeit abgebremst werden. So kann die Vorrichtung zum Überwachen der Übergabe der Fahrfunktion zur Person besser an eine Verkehrssituation angepasst werden.
  • Eine vorteilhafte zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, im Falle einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb eines Mindestwerts die Fahrfunktion aufrecht zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinheit im Falle einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs oberhalb eines Grenzwertes die Fahrfunktion deaktivieren. Die Vorrichtung kann einen Drehzahlsensor, einen Geschwindigkeitssensor und/oder einen dazu geeigneten Sensor aufweisen, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen.
  • Die erfasste Geschwindigkeit kann der Steuereinheit übermittelt und/oder zur Verfügung gestellt werden. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Fahrfunktion in Abhängigkeit von der erfassten Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzupassen. Bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb eines Mindestwertes kann häufig von einer unkritischen Verkehrssituation ausgegangen werden. Der Mindestwert kann beispielsweise eine Schrittgeschwindigkeit sein. Dies ist eine Geschwindigkeit, welche häufig bei einem Parkvorgang angewendet wird. Bei einem Parkvorgang, insbesondere bei einem autonom verlaufenden Parkvorgang, kann es vorkommen, dass die Person die Hände nicht am Lenkrad hat. Dies gilt insbesondere dann, wenn in der Nähe des Fahrzeugs keine Objekte vorhanden sind, welche mit dem Fahrzeug kollidieren könnten.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung einen Ultraschallsensor aufweisen, welcher ausgestaltet ist, Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu erkennen. Bei entsprechend erkannten Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs kann die Steuereinheit ermitteln, ob betreffend diese Objekte eine Kollisionsgefahr mit dem Fahrzeug besteht. Dazu kann die Steuereinheit eine Bewegung des Fahrzeugs auswerten und eine Kollisionswahrscheinlichkeit bestimmen. In Abhängigkeit von der Kollisionswahrscheinlichkeit kann die Steuereinheit den vorgegebenen Schwellenwert festlegen. Tendenziell wird der Schwellenwert umso geringer angesetzt, je höher die Kollisionswahrscheinlichkeit eingestuft wird. Bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, bei einer Geschwindigkeit jenseits eines Grenzwertes die Fahrfunktion zu deaktivieren. Der Grenzwert kann beispielsweise eine Geschwindigkeit von 200 km/h sein. Bei einer solch hohen Geschwindigkeit kann jede Verzögerung nachteilig sein. In diesem Fall ist die Steuereinheit ausgebildet, unmittelbar und sofort Maßnahmen zu ergreifen, welche die Verkehrssicherheit des Fahrzeugs erhöhen. Eine solche Verkehrssituation kann beispielsweise ein Ausscheren eines Fahrzeugs sein, welches auf eine Spur des Fahrzeugs gerät. In dieser Situation kann es nötig sein, keinerlei Zeit zu verlieren und unmittelbar und sofort eine entsprechende Geschwindigkeitsreduktion des Fahrzeugs herbeizuführen. Eine Aufforderung an die Person, die Fahrzeugkontrolle zu übernehmen, könnte in diesem Fall zu viel Zeit in Anspruch nehmen. Dies bedeutet, dass bei Geschwindigkeiten oberhalb des Grenzwerts die ermittelte Zeitdauer durch die Steuereinheit auf Null festgelegt werden kann. Dies führt insbesondere dazu, dass die Fahrzeugfunktion zumindest eingeschränkt wird und entsprechende nachgelagerte Sicherheitsmaßnahmen sofort eingeleitet werden können. Damit kann gewährleistet werden, dass durch die Vorrichtung zum Überwachen der Übergabe der Fahrzeugfunktion bei äußerst kritischen Verkehrssituationen keine unnötige Zeit verschwendet wird.
  • Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Lenkrad wenigstens einen Kontaktsensor zum Feststellen eines Kontakts mit der Hand beinhaltet. Der Kontaktsensor kann ein Wärmesensor sein, welcher anhand einer Handwärme einen Kontakt der Hand mit dem Lenkrad feststellen kann. Ebenso kann der Kontaktsensor ein kapazitiver Sensor sein, der eine Berührung der Hand mit dem Lenkrad feststellt. Das Mobilteil ist insbesondere eingerichtet, einen Ruck zu erfassen und die Steuereinheit ist eingerichtet, anhand des erfassten Rucks bei dem Kontakt der Hand mit dem Lenkrad oder ohne einen Kontakt mit der Hand mit dem Lenkrad einen Lenkwinkel zu prädizieren. Die Steuereinheit kann somit anhand eines Rucks, der durch das Mobilteil erfasst wird, einen Lenkwinkel vorhersagen. Dies kann sowohl bei einem erfolgten Kontakt der Hand mit dem Lenkrad als auch im Vorfeld geschehen, wenn die Hand noch keinen Kontakt mit dem Lenkrad aufweist.
  • Der prädizierte Lenkwinkel kann insbesondere für weitere Fahrzeugsysteme bereitgestellt werden. Ein weiteres Fahrzeugsystem kann beispielsweise ein System zur Kollisionsvermeidung oder ein System zur Unfallvorkonditionierung sein. Im Falle einer Unfallvorkonditionierung wird das Fahrzeug auf einen nicht mehr vermeidbaren Unfall vorbereitet. In diesem Fall können Fenster geschlossen, vorgegebene elektrische Einrichtungen von einer Stromzufuhr abgetrennt werden sowie bestimmte Airbags können im Vorfeld aktiviert werden. Dadurch kann ein Verletzungsrisiko minimiert werden beziehungsweise die Überlebenschancen der Person können erhöht werden. Dadurch kann das weitere Fahrzeugsystem rechtzeitig auf eine kritische Verkehrssituation aufmerksam gemacht werden.
  • Eine vorteilhafte zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, in Abhängigkeit von den durch die Sensorik erfassten Daten eine erste Trajektorie der Hand zu ermitteln und basierend auf der ermittelten ersten Trajektorie ein Umgreifen des Lenkrads zu erkennen oder zu bestimmen. Bevorzugt wird anhand des Umgreifens ein zukünftiger Lenkwinkel prädiziert oder ein prädizierter Lenkwinkel kann plausibilisiert werden. Ein Umgreifen kann sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass die Hand bereits einen Kontakt mit dem Lenkrad hatte und sich vom Lenkrad löst, jedoch in einem vorgegebenen Raumbereich um das Lenkrad herum angeordnet ist oder in diesem Raumbereich sich bewegt. Bei einem Umgreifen erfolgt insbesondere ein Loslassen des Lenkrads von einer Stelle des Lenkrads und einer Bewegung der Hand zu einem anderen Teil des Lenkrads, wo die Hand erneut mit dem Lenkrad in Kontakt kommt.
  • Das Klassifizieren von Trajektorien kann somit zumindest drei Klassen von Trajektorien aufweisen. Eine erste Klasse kann eine Annäherung der Hand an das Lenkrad darstellen, eine zweite Klasse kann periodische Handbewegungen kennzeichnen, welche zu keiner Übernahme der Fahrzeugfunktion führen, eine dritte Klasse kann ein Umgreifen der Hand darstellen. Bei einem Umgreifen ist in der Regel davon auszugehen, dass der Lenkwinkel sich ändert. In Abhängigkeit von der Trajektorie des Umgreifens kann auf eine Höhe der Lenkwinkeländerung geschlossen werden. Insbesondere können zusätzlich Vorhersagen zu dem Lenkwinkel plausibilisiert werden. Insbesondere kann der vorgegebene Schwellenwert in Abhängigkeit von einer Änderung des zukünftigen Lenkwinkels definiert werden. Dadurch kann die Übergabe der Fahrfunktion an die Person noch zuverlässiger und sicherer ausgestaltet werden.
  • Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass das tragbare Mobilteil einen Vibrationssensor zum Messen von Erschütterungen beinhaltet. Die Steuereinheit ist insbesondere eingerichtet, die Zeitdauer zusätzlich in Abhängigkeit von den gemessenen Erschütterungen zu bestimmen. Die Erschütterungen können sich beispielsweise bei bestimmten vorgegebenen Verkehrssituationen ergeben. Fährt das Fahrzeug beispielsweise über einen Untergrund, der sehr holprig ist, so können trotz Stoßdämpfer gewisse Erschütterungen in einen Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs vordringen. Mittels Bilder von einem Untergrund, auf dem das Fahrzeug fährt, können Erschütterungen prognostiziert und/oder plausibilisiert werden. Bei einem holprigen Untergrund kann die Person etwas mehr Zeit benötigen, die Fahrzeugfunktion zu übernehmen. Dies kann dadurch berücksichtigt werden, indem die Steuereinheit eingerichtet ist, die Zeitdauer bei Erschütterungen zu erhöhen. Je nach Stärke der Erschütterungen kann die ermittelte Zeitdauer und/oder der vorgegebene Schwellenwert erhöht werden. Zusätzlich können mit Hilfe des Vibrationssensors Erschütterungen innerhalb des Fahrgastraums detektiert werden. Die so erfassten Erschütterungen können an weitere Fahrerassistenzsysteme oder an weitere dynamische Fahrwerke als Messwerte übertragen werden. Beispielsweise kann dadurch ein zusätzliches Komfortmaß ermittelt werden.
  • Die am Mobilteil gemessenen Erschütterungen können zu einem genaueren Komfortmaß umgerechnet werden, da diese Erschütterungen direkt an der Person in dem Fahrgastinnenraum gemessen werden. Alternativ kann ein Vibrationssensor an einem Transportgut angeordnet sein und Erschütterungen können direkt an diesem Transportgut erfasst werden. Dadurch können Fahrbewegungen innerhalb des Kraftfahrzeugs ortsgenau unter Berücksichtigung möglicher Hebelarme abgebildet werden.
  • Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Fahrzeug eine Innenkamera aufweist. Mit Hilfe der Innenkamera kann die Hand optisch erfasst werden. Darüber hinaus kann die Steuereinheit eingerichtet sein, basierend auf der Innenkamera eine zweite Trajektorie der Hand zu ermitteln und die zweite Trajektorie mit den durch die Sensorik des Mobilteils erfassten Daten abzugleichen, zu vergleichen und/oder zu plausibilisieren. Somit kann diese Ausführungsform vorsehen, die Bewegung der Hand sowohl mit Hilfe des Mobilteils als auch mit Hilfe der Innenkamera zu erfassen. Sowohl mittels der Sensoren des Mobilteils als auch mittels der Innenkamera kann jeweils eine Trajektorie bestimmt werden. Die erste Trajektorie wird bevorzugt durch die Sensorik des Mobilteils, während die zweite Trajektorie bevorzugt durch die Innenkamera ermittelt wird. Diese beiden Trajektorien können miteinander in Einklang gebracht werden. Insbesondere können die Daten der Sensorik des Mobilteils mit den Daten der Innenkamera zu einem gemeinsamen Datensatz fusioniert werden. So können etwaige Lücken in den Sensordaten ausgeglichen oder aufgefüllt werden. Dadurch kann eine Annäherung der Hand an das Lenkrad zuverlässiger festgestellt werden.
  • Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht eine Vorrichtung vor, wobei das Mobilteil als Ring mit einem Beschleunigungssensor, Positionssensor und/oder Rucksensor ausgebildet ist. Der Ring kann als Sensorring bezeichnet werden. Der Ring mit Sensoren kann ein sogenannter Smart-Ring sein. Der Sensorring kann ebenfalls dieselbe Sensorik aufweisen wie das Mobilteil oder die Smartwatch. Der Sensorring kann insbesondere an einem Finger der Hand angeordnet werden. Bei einem Einsatz der Erfindung oder einem Verfahren ist der Ring bevorzugt an einem Finger der Hand angeordnet. Insbesondere kann für jede Hand ein separater Sensorring vorgesehen sein. Mittels des am Finger positionierbaren Rings kann die Annäherung der Hand an das Lenkrad festgestellt werden. Die Steuereinheit kann somit ausgestaltet sein, mittels des am Finger positionierbaren Rings die Annäherung der Hand an das Lenkrad festzustellen und die Zeitdauer zu ermitteln, bis wann die Hand das Lenkrad kontaktiert. Die bezüglich zu den anderen Ausführungsformen genannten Merkmale, Beispiele und Vorteile gelten sinngemäß und analog für alle Ausführungsformen betreffend den Sensorring. Die Steuereinheit kann insbesondere in der Lage sein, anhand der Positionsdaten des Rings auf eine Position der Hand zu schließen. Mithilfe der Daten des Sensorrings können die jeweiligen Positionen der Hand abgeleitet werden.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Übergabe oder Überantwortung einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs zu einer Person. Das Verfahren kann insbesondere folgende Verfahrensschritte beinhalten. Zunächst kann eine Aufforderung zur Übernahme einer Fahrzeugfunktion ergehen. Diese Aufforderung kann in Form eines Warnsignals oder in Form einer Warnkaskade erfolgen. Beispielsweise kann eine Warnkaskade vorgesehen sein, welche eine zeitliche Ausdehnung von etwa 10 Sekunden hat. In einem weiteren Schritt kann eine Beschleunigung und/oder eine Position einer Hand mittels eines am Handgelenk, Arm und/oder an einem Finger tragbaren Mobilteils erfasst werden. Die erfasste Beschleunigung und/oder erfasste Position der Hand kann an eine Steuereinheit übertragen werden. Dazu kann die Vorrichtung oder die Steuereinheit über eine entsprechende Schnittstelle verfügen. Mit Hilfe der übertragenen Daten kann die Steuereinheit eine Annäherung der Hand an ein Lenkrad des Fahrzeugs feststellen. Die Steuereinheit ist bevorzugt eingerichtet zu überprüfen, ob eine Annäherung der Hand an das Lenkrad des Fahrzeugs stattfindet. So kann eine Annäherung der Hand an das Lenkrad festgestellt werden. Ferner kann die Steuereinheit eine Zeitdauer berechnen oder ermitteln, bis wann die Hand das Lenkrad kontaktiert. Dazu kann die Steuereinheit auf die durch das Mobilteil erfassten Beschleunigung und/oder Position der Hand zugreifen und entsprechend auswerten. Damit kann die Zeitdauer ermittelt werden, bis wann die Hand das Lenkrad kontaktiert. Dazu kann die Steuereinheit die von dem Mobilteil erfasste Beschleunigung und/oder Position der Hand auswerten. In Abhängigkeit von der ermittelten Zeitdauer kann die Fahrfunktion aufrechterhalten, eingeschränkt oder deaktiviert werden. Die im Vorfeld genannten Ausführungen, Beispiele und Vorteile zur Vorrichtung gelten sinngemäß und analog für das Verfahren sowie umgekehrt.
  • Die im Zusammenhang mit der Vorrichtung zum Überwachen der Übergabe der Fahrfunktion zu der Person gemäß dem ersten dem ersten Aspekt der Erfindung vorgestellten Merkmale, Ausführungsformen sowie deren Vorteile gelten entsprechend für das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
  • Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinheit für das Fahrzeug oder das tragbare Mobilteil. Die Steuereinheit weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Vorrichtung kann ein Computerprogramm umfassen, welches Befehle beinhaltet, die bewirken, dass jede Ausführungsform des Verfahrens ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein. Insbesondere kann das Computerprogramm durch die Steuereinheit realisiert sein. Dazu kann die Steuereinheit auf das computerlesbare Medium zugreifen, auf dem das Computerprogramm abgespeichert ist.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist bevorzugt als Kraftfahrzeug, Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
  • Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der beschriebenen Ausführungsformen.
  • Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
  • Die Erfindung wird nun anhand beispielhafter Zeichnungen näher erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen lediglich beispielhafte Möglichkeiten darstellen, wie die Erfindung verwirklicht werden kann. In keinem Fall sind die Zeichnungen als Einschränkungen zu verstehen.
  • Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Person als Fahrer;
    • 2 eine schematische Darstellung einer am Lenkrad angeordneten Hand;
    • 3 eine schematische Darstellung einer Hand, die nicht am Lenkrad angeordnet ist.
  • Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist skizzenhaft ein Fahrzeug 30 mit einer Person 35 gezeigt. Die Person 35 ist insbesondere als ein Fahrer oder eine Fahrerin zu verstehen. Bei bestimmten Fahrfunktionen des Fahrzeugs 30 können die Hände 12 der Person 35 von einem Lenkrad 13 entfernt werden. Das Lenkrad 13 ist in den 2 und 3 deutlich zu erkennen. Das Fahrzeug 30 kann über eine Außenkamera 31 verfügen. Mit Hilfe der Außenkamera 31 kann eine Steuereinheit 20 des Fahrzeugs 30 eine vorgegebene Verkehrssituation erkennen und einschätzen. Entsprechendes kann für einen Untergrund gelten, auf dem das Fahrzeug 30 fährt. Bei gefährlichen oder unbeherrschbaren Verkehrssituationen kann das Fahrzeug 30 die Person 35 insbesondere warnen und zu einer Übernahme des Lenkrads 13 auffordern. Dies kann mit Hilfe einer Warnmeldung, eines Warnsignals oder einer definierten Warnkaskade erfolgen.
  • In 2 ist ein Mobilteil 10 gezeigt. Das Mobilteil 10 ist an einem Arm 11 oder Handgelenk 11 angeordnet und einer Hand 12 zugeordnet. Das Mobilteil 10 kann als Ring ausgebildet sein und an einem Finger getragen werden. Bevorzugt kann pro Hand 12 jeweils ein Ring als Mobilteil 10 vorgesehen sein. Das Mobilteil 10 kann als Ring mit Sensoren (Sensorring), Armband, Sensorband oder Smartwatch ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Mobilteil 10 eine Smartwatch, also eine Art Smartphone um das Handgelenk 11. Das Mobilteil 10 kann einen Beschleunigungssensor 14, einen Positionssensor 15 und/oder einen Vibrationssensor 16 beinhalten. Diese Sensoren können entsprechende Informationen erfassen und zu der Steuereinheit 20 übertragen. Dazu kann die Steuereinheit 20 über eine entsprechende Schnittstelle 21 verfügen. Im Bereich eines Armaturenbretts ist die Schnittstelle 21 angedeutet. Die Schnittstelle 21 ist insbesondere eingerichtet Sensorinformationen des Mobilteils 10 zu empfangen und an die Steuereinheit weiterzuleiten.
  • Das Mobilteil 10 kann im Falle einer Übernahmeaufforderung durch die Steuereinheit 20 mit Hilfe der genannten Sensoren erfassen, ob die Hand 12 der Person 35 sich in Richtung des Lenkrads bewegt. Insbesondere kann die Steuereinheit 20 mit Hilfe der durch das Mobilteil erfassten Informationen eine erste Trajektorie bestimmen und in Abhängigkeit von dieser ersten Trajektorie ermitteln, ob und wann die Hand 12 das Lenkrad 13 kontaktiert. In Abhängigkeit von diesen erfassten Informationen durch das Mobilteil 10 kann die Steuereinheit 20 eine Zeitdauer berechnen, bis wann die Hand 12 das Lenkrad 13 erreicht und kontaktiert. Dazu kann die Steuereinheit 20 die ermittelte Zeitdauer mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleichen. Wenn der Fahrer 35 nicht reagiert oder bewusst nicht das Lenkrad 13 berührt, so kann vorgesehen sein, dass eine Warnkaskade verkürzt wird, da der Fahrer 35 die dazugehörige Fahrfunktion missbraucht beziehungsweise sogar ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. In diesem Fall kann die Steuereinheit 20 vorsehen, vorgegebene Sicherheitsmaßnahmen wie zum Beispiel eine Notbremsung einzuleiten.
  • Sollte nach einer Aufforderung des Fahrzeugs 30 eine entsprechende Reaktion der Person 35 prädiktiv erkennbar sein, so kann die Fahrfunktion beziehungsweise die Steuereinheit 20 davon ausgehen, dass der Fahrer 35 demnächst innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums die Fahrfunktion übernehmen wird. In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass eine potentiell kritische Situation durch die Person 35 selbst gelöst wird. Die Steuereinheit kann anhand der prädizierten Reaktion des Fahrers 35 ermitteln, wie lange die Bewegung der Hand 12 zum Lenkrad 13 hin dauert. Dazu kann die Steuereinheit 20 die entsprechenden Sensordaten des Mobilteils 10 empfangen. Das Mobilteil 10 kann mit Hilfe des Beschleunigungssensors 14, des Positionssensors 15 und/oder des Vibrationssensors 16 Sensordaten empfangen und diese Sensordaten entsprechend auswerten. Die Auswertung kann das Ermitteln der ersten Trajektorie beinhalten, welche unter anderem angibt, wie weit die Hand 12 vom Lenkrad 13 entfernt ist. Insbesondere kann ein zeitlicher Verlauf eines Abstands d der Hand 12 zum Lenkrad 13 bestimmt werden.
  • In 3 ist beispielhaft die Hand 12 gezeigt, welche einen Abstand d zum Lenkrad 13 aufweist. In dieser Situation befindet sich das Mobilteil 10 vom Lenkrad 13 weiter entfernt als in 2 dargestellt. In 3 ist ebenfalls die Schnittstelle 21 gezeigt. Die Schnittstelle 21 ist ausgebildet, durch die Sensorik 14, 15, 16 des Mobilteils 10 erfasste Beschleunigung und/oder Position der Hand 12 zu empfangen. Diese Informationen können an die Steuereinheit 20 weitergeleitet werden, um die Übergabe der Fahrfunktion zu analysieren und/oder zu überwachen. Die Steuereinheit 20 kann damit den Abstand d der Hand 12 vom Lenkrad 13 bestimmen. Dazu kann die Steuereinheit anhand der übermittelten Daten eine Trajektorie berechnen und auswerten. Alternativ kann die Steuereinheit 20 basierend auf einer Signalstärke des Mobilteils 10 den Abstand d bestimmen.
  • Im Beispiel von 3 kann die Steuereinheit 20 davon ausgehen, dass die Hand 12 nicht am Lenkrad angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Lenkrad 13 Kontaktsensoren 24 beinhalten. Mit Hilfe dieser Kontaktsensoren 24 kann die Steuereinheit 20 bestimmen, ob und wie viele Hände 12 am Lenkrad 13 angeordnet sind. Die Steuereinheit 20 kann anhand der Sensoren des Mobilteils 10 die Bewegung oder erste Trajektorie der Hand 12 bestimmen. Ebenso kann anhand dieser Sensordaten eine Prädiktion des Lenkwinkels vorgenommen werden. Dazu kann die Steuereinheit 20 ebenfalls einen Ruck berücksichtigen. Der Ruck kann durch den Beschleunigungssensor 14 ermittelt werden. Ein Gradient der erfassten Beschleunigung kann zu einem Ruckwert führen.
  • In vielen Fällen wird ein Lenkwinkel des Lenkrads 13 dazu genutzt, um eine Querbeschleunigung im Kurvenregler einer Geschwindigkeitsregelfunktion zu prädizieren. Ein derart prädizierter Lenkwinkel kann mit Hilfe des Mobilteils 10 plausibilisiert werden. Dazu können die Sensordaten des Mobilteils 10 mit dem prädizierten Lenkwinkel des Kurvenreglers verglichen oder abgeglichen werden. Insbesondere kann die Steuereinheit 20 mit Hilfe der Außenkamera 31 vorgegebene Verkehrssituationen sowie unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten erkennen. In Abhängigkeit von den erkannten Verkehrssituationen kann die Steuereinheit 20 vorgegebene Schwellenwerte festlegen.
  • Je nachdem, ob die ermittelte Zeitdauer, bis wann die Hand 12 das Lenkrad 13 erreicht, den Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet, kann die Steuereinheit 20 unterschiedliche Steuersignale bereitstellen. Bei einem Überschreiten der ermittelten Zeitdauer über den Schwellenwert kann die Fahrfunktion eingeschränkt oder deaktiviert werden. Nötigenfalls kann sogar vorgesehen sein, das Fahrzeug 30 abzubremsen oder zum Stehen zu bringen. Unterschreitet dagegen die ermittelte Zeitdauer den festgelegten Schwellenwert, so kann die Fahrfunktion in vielen Fällen aufrechterhalten werden.
  • Ebenso kann die Steuereinheit 20 mit Hilfe der Sensordaten des Mobilteils 10 ein Umgreifen am Lenkrad 13 erkennen. Dazu kann eine entsprechende erste Trajektorie ermittelt werden. Die erste Trajektorie wird bevorzugt durch die Sensorik des Mobilteils 10 ermittelt. Eine weitere zweite Trajektorie kann mittels der Innenkamera 22 ermittelt werden. Grundsätzlich beschreiben die erste und zweite Trajektorie eine Bewegung der Hand 12 im Raum. Wenn die Trajektorie erwähnt wird, ist oft die erste Trajektorie gemeint. Jedoch können die Aussagen zur ersten Trajektorie sinngemäß und analog auf die zweite Trajektorie übertragen werden. Sofern nur die Trajektorie erwähnt wird, kann sowohl die erste als auch die zweite Trajektorie angesprochen sein.
  • Die Trajektorie bei einem Umgreifvorgang zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Hand 12 das Lenkrad 13 nach einem Kontakt loslässt und innerhalb eines vorgegebenen Raumbereichs um das Lenkrad 13 herum verbleibt. Ein Umgreifvorgang wird insbesondere dadurch abgeschlossen, dass die Hand 12 nach einem Loslassen des Lenkrads 13 wieder das Lenkrad 13 erreicht und kontaktiert. Wird die Person 35 zu einer Überantwortung der Fahrfunktion aufgefordert und sollte keine erwartete, also richtige Reaktion des Fahrers prädiziert werden können, so wird in der Regel die Fahrfunktion abgebrochen, um möglichst sicher und risikominimierend das Fahrzeug 30 weiter zu betreiben. Eine entsprechend vorgesehene Warnkaskade kann abgebrochen oder deutlich verkürzt werden, um die Situation sicher und risikoarm durchführen zu können. Eine übliche Warnkaskade zur Übernahme der Aufforderung an die Person 35 kann einige Sekunden dauern. Falls keine entsprechende Reaktion des Fahrers 35 prädiziert wird, also keine Bewegung der Hand 12 zum Lenkrad 13 hin festgestellt wird, kann diese Warnzeit von mehreren Sekunden deutlich verkürzt werden. So kann wertvolle Zeit gewonnen werden, um das Fahrzeug 30 in einen sicheren Zustand wie zum Beispiel einen Stillstand zu bringen. Der Stillstand kann beispielsweise mit Hilfe einer Notbremsung ausgeführt werden, die zu einem Nothalt des Fahrzeugs 30 führt.
  • Das Mobilteil 10 kann ebenfalls über den Vibrationssensor 16 verfügen. Damit können Erschütterungen im Fahrzeug 30 beziehungsweise an der Person 35 gemessen werden. Somit können entsprechend erfasste Vibrationen im Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 30 an weitere Fahrerassistenzsysteme oder dynamische Fahrwerke übermittelt werden. Derart ermittelte Erschütterungen können darüber hinaus als Komfortmaß für weitere Assistenzsysteme zur Verfügung gestellt werden. Ebenfalls ist es möglich, den Vibrationssensor 16 an einem Transportgut anzuordnen und so ein behutsames Transportieren zu ermöglichen beziehungsweise zu überwachen. Somit können Fahrbewegungen innerhalb des Fahrzeugs 30 ortsgenau inklusive möglicher Hebelarme berücksichtigt werden.
  • Das Fahrzeug 30 kann als Kraftfahrzeug, Amphibienfahrzeug, landgebundenes Fahrzeug oder Luftfahrzeug ausgebildet sein. Die Kontaktsensoren 24 können als Wärmesensoren oder kapazitive Sensoren ausgebildet sein. Das Mobilteil 10 kann als Smartwatch ausgebildet sein. Das Mobilteil 10 kann insbesondere am Handgelenk 11 der Person 35 angebracht werden. Das Mobilteil 10 kann auch als „Wearable“ bezeichnet werden. Ein „Wearable“ kann als ein tragbarer Gegenstand angesehen werden.
  • In 3 ist zu erkennen, dass die Hand 12 gegenüber dem Lenkrad 13 sich in den Abstand d vom Lenkrad entfernt befindet. Unter der Annahme, dass die Hand 12 sich in Richtung des Lenkrads 13 bewegt, kann die Steuereinheit 20 ermitteln, wie lange diese Bewegung dauert beziehungsweise bis wann die Hand 12 das Lenkrad 13 erreicht und berührt. Diese ermittelte Zeitdauer kann mit einem entsprechend bestimmten Schwellenwert verglichen werden. Dieser Schwellenwert kann von einer durch die Außenkamera 31 erkannte Verkehrssituation abhängig sein. Ebenso kann mit Hilfe der Innenkamera 22 ebenfalls die Handbewegung aufgezeichnet werden. Mit Hilfe der Innenkamera 22 kann eine weitere, zweite Trajektorie der Hand 12 bestimmt werden. Mit Hilfe der Sensordaten des Mobilteils 10 kann ebenfalls eine Trajektorie, die erste Trajektorie, bestimmt werden. Diese beiden Trajektorien können miteinander in Übereinstimmung gebracht werden. Somit kann die Steuereinheit 20 die Sensordaten des Mobilteils 10 sowie die Daten der Innenkamera 22 zu einem gemeinsamen Datensatz fusionieren und eine verbesserte Trajektorie der Hand 12 bestimmen.
  • Mit Hilfe dieser Erfindung kann ein Übergang der Fahrfunktion von dem Fahrzeug 30 zu einem Fahrer 35 besser überwacht und kontrolliert werden. Somit können unnötige Warnmeldungen oder unnötige Sicherheitsmaßnahmen vermieden werden. Insbesondere kann mit Hilfe dieser Erfindung ein Kooperationswille des Fahrers 35 ermittelt werden. Bei einem entsprechend vorhandenen Kooperationswillen ist es in der Regel nicht nötig, ein Fahrzeug vorzeitig zum Stillstand zu bringen. Damit kann ein Fahrkomfort bei einem teilautomatisierten Fahren des Fahrzeugs 30 erhöht werden. Dies gilt insbesondere für Level-2-betriebene Fahrzeuge 30.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Mobilteil
    11
    Arm, Handgelenk
    12
    Hand
    13
    Lenkrad
    14
    Beschleunigungssensor
    15
    Positionssensor
    16
    Vibrationssensor
    20
    Steuereinheit
    21
    Schnittstelle
    22
    Innenkamera
    24
    Kontaktsensor(en)
    30
    Fahrzeug
    31
    Außenkamera
    35
    Person, Fahrerin, Fahrer
    50
    Vorrichtung

Claims (11)

  1. Vorrichtung (50) zum Überwachen einer Übergabe einer Fahrfunktion zu einer Person (35) aufweisend: - ein am Arm (11), Handgelenk (11) und/oder an einem Finger tragbares Mobilteil (10), welches eine Sensorik (14, 15, 16) zum Erfassen einer Beschleunigung und/oder Position einer dem Arm (11), Finger und/oder Handgelenk (11) zugeordneten Hand (12) beinhaltet, - ein Fahrzeug (30) mit einem Lenkrad (13) und einer Schnittstelle (21), wobei die Schnittstelle (21) ausgebildet ist, durch die Sensorik (14, 15, 16) erfasste Beschleunigung und/oder Position der Hand (12) zu empfangen, - eine Steuereinheit (20), welche eingerichtet ist, - anhand der von dem Mobilteil (10) empfangenen Daten zur Beschleunigung und/oder Position eine Annäherung der Hand (12) an das Lenkrad (13) festzustellen und eine Zeitdauer zu ermitteln, bis wann die Hand (12) das Lenkrad (13) kontaktiert, und - in Abhängigkeit von der ermittelten Zeitdauer die Fahrzeugfunktion aufrechtzuerhalten, einzuschränken oder zu deaktivieren.
  2. Vorrichtung (50) nach Anspruch 1, wobei das tragbare Mobilteil (10) einen Beschleunigungssensor (14) und/oder einen Positionssensor (15) zum Erfassen von Beschleunigungsdaten und/oder Positionsdaten der Hand (12) aufweist, und die Steuereinheit (20) ausgebildet ist, basierend auf den Beschleunigungsdaten und/oder einer zeitlichen Änderung der Positionsdaten eine erste Trajektorie der Hand (12) zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten ersten Trajektorie die Zeitdauer zu bestimmen.
  3. Vorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (20) ausgebildet ist, die ermittelte Zeitdauer mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich die Fahrfunktion einzuschränken, zu deaktivieren oder aufrechtzuerhalten.
  4. Vorrichtung (50) nach Anspruch 3 mit einer Fahrzeugkamera (31), wobei die Steuereinheit (20) ausgebildet ist, anhand von Bildern einer Umgebung des Fahrzeugs (30) eine vorgegebene Verkehrssituation zu erkennen und den Schwellenwert in Abhängigkeit von der erkannten Verkehrssituation festzulegen.
  5. Vorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (20) ausgebildet ist, im Falle einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (30) unterhalb eines Mindestwerts die Fahrfunktion aufrechtzuerhalten und/oder im Falle einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (30) oberhalb eines Grenzwerts die Fahrfunktion zu deaktivieren.
  6. Vorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lenkrad (13) wenigstens einen Kontaktsensor (24) zum Feststellen eines Kontakts mit der Hand (12) beinhaltet, das Mobilteil eingerichtet ist, einen Ruck zu erfassen und die Steuereinheit (20) eingerichtet ist, anhand des erfassten Rucks beim Kontakt der Hand (12) mit dem Lenkrad (13) oder ohne den Kontakt einen Lenkwinkel zu prädizieren und insbesondere den prädizierten Lenkwinkel für weitere Fahrzeugsysteme bereitzustellen.
  7. Vorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Steuereinheit (20) ausgebildet ist, in Abhängigkeit von den durch die Sensorik (14, 15, 16) erfassten Daten die erste Trajektorie der Hand (12) zu ermitteln und basierend auf der ermittelten ersten Trajektorie ein Umgreifen des Lenkrads (13) zu erkennen oder zu bestimmen, wobei bevorzugt aufgrund des Umgreifens ein zukünftiger Lenkwinkel prädiziert wird oder ein prädizierter Lenkwinkel plausibilisiert wird.
  8. Vorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das tragbare Mobilteil (10) einen Vibrationssensor (16) zum Messen von Erschütterungen beinhaltet und die Steuereinheit (20) eingerichtet ist, die Zeitdauer zusätzlich in Abhängigkeit von den gemessenen Erschütterungen zu bestimmen.
  9. Vorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug (30) eine Innenkamera (22) aufweist, um die Hand (12) optisch zu erfassen, und die Steuereinheit (20) eingerichtet ist, basierend auf der Innenkamera (22) eine zweite Trajektorie der Hand (12) zu ermitteln und die zweite Trajektorie mit den durch die Sensorik (14, 15, 16) des Mobilteils (10) erfassen Daten abzugleichen, zu vergleichen und/oder zu plausibilisieren.
  10. Vorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mobilteil (10) als Ring mit einem Beschleunigungssensor, Positionssensor und/oder Rucksensor ausgebildet ist, und insbesondere die Steuereinheit (20) ausgestaltet ist, mittels des am Finger positionierbaren Rings die Annäherung der Hand (12) an das Lenkrad (13) festzustellen und eine Zeitdauer zu ermitteln, bis wann die Hand (12) das Lenkrad (13) kontaktiert.
  11. Verfahren zum Überwachen einer Übergabe einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs (30) zu einer Person (35) durch Ausführen folgender Verfahrensschritte: - Erfassen einer Beschleunigung und/oder einer Position einer Hand (12) mittels eines am Arm (11), Handgelenk (11) und/oder Finger tragbaren Mobilteils (10), - Übertragen der erfassten Beschleunigung und/oder Position der Hand (12) an eine Steuereinheit (20), - Überprüfen, ob eine Annäherung der Hand (12) an ein Lenkrad (13) des Fahrzeugs (30) festgestellt wird, - Ermitteln einer Zeitdauer, bis wann die Hand (12) das Lenkrad (13) kontaktiert anhand der von dem Mobilteil (10) erfassten Beschleunigung und/oder Position der Hand (12), - Aufrechterhalten, Einschränken oder Deaktivieren der Fahrzeugfunktion in Abhängigkeit von der ermittelten Zeitdauer.
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