DE102022123930A1

DE102022123930A1 - System und verfahren zum managen einer fahrerübernahme von einem autonomen fahrzeug auf der basis eines überwachten fahrerverhaltens

Info

Publication number: DE102022123930A1
Application number: DE102022123930.6A
Authority: DE
Inventors: Ke Liu; Ron M. Hecht; Yi Guo Glaser; Omer Tsimhoni
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2023-05-25
Also published as: CN116135660A; US20230150552A1

Abstract

Ein Verfahren zum Managen einer Betreiberübernahme eines autonomen Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Gewinnen von Informationen über eine Au-ßenumgebung des autonomen Fahrzeugs; das Analysieren der gewonnenen Informationen über die Außenumgebung des autonomen Fahrzeugs, um ein bevorstehendes Verkehrsmuster zu bestimmen; das Gewinnen von Informationen über einen Betreiber des autonomen Fahrzeugs; das Analysieren der gewonnenen Informationen über den Betreiber des autonomen Fahrzeugs, um ein Betreiberverhalten zu bestimmen; das Vorhersagen einer Betreiberhandlung auf der Basis des bestimmten bevorstehenden Verkehrsmusters und des bestimmten Betreiberverhaltens; und das Einleiten einer vorgegebenen Fahrzeugreaktion auf der Basis der vorhergesagten Betreiberhandlung. Die Vorhersage der Betreiberhandlung umfasst das Vergleichen des bestimmten bevorstehenden Verkehrsmusters mit einem ähnlichen historischen Verkehrsmuster und das Abrufen einer historischen Betreiberhandlung in Reaktion auf das ähnliche historische Muster.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf mit einem fortschrittlichen Fahrerassistenzsystem ausgestattete Fahrzeuge, insbesondere auf ein System und ein Verfahren zum Managen einer Fahrerübernahme von dem fortschrittlichen Fahrerassistenzsystem auf der Basis eines überwachten Verhaltens des Fahrzeugbetreibers.
Fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) sind intelligente Systeme, die sich an Bord eines Fahrzeugs befinden und den Fahrer, der auch als Fahrzeugbetreiber bezeichnet wird, beim Betrieb des Fahrzeugs unterstützen. ADAS werden verwendet, um selektive Kraftfahrzeugsysteme zu verbessern oder zu automatisieren, um die Fahrleistung des Fahrzeugbetreibers zu erhöhen oder die Niveaus von autonomem Fahren gemäß Fahrautomatisierungsniveaus von SAE J3016 zu erhöhen. Ein typisches ADAS umfasst ein ADAS-Modul, das mit verschiedenen Fahrzeugaußensensoren, Fahrzeugzustandssensoren und selektiven Fahrzeugsteuersystemen, wie z. B. Lenk-, Beschleunigungs- und Bremssystemen, in Kommunikation steht. Das ADAS-Modul analysiert Informationen, die durch die Außensensoren und Fahrzeugzustandssensoren gewonnen werden, um Befehle zu erzeugen und zu den Fahrzeugsteuersystemen für eine teilweise oder vollständig autonome Steuerung des Fahrzeugs zu übermitteln. Das ADAS kann auch ein Fahrerüberwachungssystem (DMS) mit einem DMS-Modul umfassen, das mit verschiedenen Fahrzeuginnensensoren in Kommunikation steht, die dazu konfiguriert sind, das Verhalten des Fahrzeugbetreibers zu überwachen, wie z. B. Blicke der Augen, Gesichtsausdrücke, Körperbewegungen und andere auf die Person bezogene Faktoren, um die Ermüdung, Ablenkung und den emotionalen Zustand des Fahrzeugbetreibers vorherzusagen.
In einem Betriebsszenario, wenn das ADAS in einem autonomen Modus eines niedrigeren Niveaus (d. h. Niveaus 0-2 von SAE J3016) arbeitet und das DMS detektiert, dass der Fahrzeugbetreiber potentiell ermüdet oder abgelenkt ist, kann das DMS einen hörbaren oder visuellen Alarm aktivieren, um den Fahrzeugbetreiber zu warnen, und/oder mit dem ADAS-Modul kommunizieren, um die Steuerung des Fahrzeugs vom Fahrzeugbetreiber zu übernehmen. In einem anderen Szenario, wenn das ADAS in einem autonomen Modus eines höheren Niveaus (d. h. Niveau 3-5 von SAE J3016) arbeitet und das ADAS-Modul ein Fahrszenario antrifft, das eine manuelle Steuerung des Fahrzeugs erfordern könnte, kann das ADAS das DMS anweisen, einen hörbaren oder visuellen Alarm zu aktivieren, um den Fahrzeugbetreiber aufzufordern, die manuelle Steuerung des Fahrzeugs zu übernehmen. In noch einem anderen Betriebsszenario, wenn das ADAS in einem teilweise bis vollständig autonomen Modus arbeitet und der Fahrzeugbetreiber ein unzureichendes Vertrauen hat, dass das ADAS in der Lage ist, eine Verkehrssituation angemessen zu bewältigen, kann der Fahrzeugbetreiber freiwillig die Steuerung des ADAS übernehmen.
Dass der Fahrzeugbetreiber die Steuerung des ADAS übernimmt, wird als Übernahmesteuerung des autonomen Fahrzeugs oder einfach als Übernahme bezeichnet. Dass das ADAS anfordert, dass der Fahrzeugbetreiber die manuelle Steuerung des Fahrzeugs übernimmt, wird als Übergabesteuerung des autonomen Fahrzeugs oder einfach als Übergabe bezeichnet.
Obwohl mit ADAS ausgestattete Fahrzeuge mit einem DMS ihren beabsichtigten Zweck erreichen, besteht somit ein Bedarf an einer kontinuierlichen Verbesserung, um durch Verringern des wahrgenommenen Bedarfs oder Wunschs, dass der Fahrzeugbetreiber die Steuerung vom ADAS übernimmt, und durch Verringern der Häufigkeit von Übergabeanforderungen, damit der Fahrzeugbetreiber die Steuerung vom ADAS übernimmt, die Qualität der Erfahrung des Fahrzeugbetreibers zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Managen einer Betreiberübernahme eines autonomen Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Gewinnen von Informationen über eine Au-ßenumgebung des autonomen Fahrzeugs; das Analysieren der gewonnenen Informationen über die Außenumgebung des autonomen Fahrzeugs, um ein bevorstehendes Verkehrsmuster zu bestimmen; das Gewinnen von Informationen über einen Betreiber des autonomen Fahrzeugs; das Analysieren der gewonnenen Informationen über den Betreiber des autonomen Fahrzeugs, um ein Betreiberverhalten zu bestimmen; das Vorhersagen einer Betreiberhandlung auf der Basis des bestimmten bevorstehenden Verkehrsmusters und des bestimmten Betreiberverhaltens; und das Einleiten einer vorgegebenen Fahrzeugreaktion auf der Basis der vorhergesagten Betreiberhandlung. Die Vorhersage der Betreiberhandlung umfasst das Vergleichen des bestimmten bevorstehenden Verkehrsmusters mit einem ähnlichen historischen Verkehrsmuster und das Abrufen einer historischen Betreiberhandlung in Reaktion auf das ähnliche historische Muster.
Ein Verfahren zum Managen der Absicht eines Fahrzeugbetreibers, aufgrund eines wahrgenommenen Bedarfs oder Wunschs, die Steuerung eines autonomen Fahrzeugs zu übernehmen, wird offenbart. Das Verfahren umfasst das Gewinnen von Informationen über ein bevorstehendes Verkehrsmuster durch mindestens einen Außensensor; das Gewinnen von Informationen über ein Verhalten des Fahrzeugbetreibers durch mindestens einen Innensensor; das Analysieren des Verhaltens des Fahrzeugbetreibers in Reaktion auf das bevorstehende Verkehrsmuster, um zu bestimmen, wenn der Fahrzeugbetreiber einen Bedarf wahrgenommen hat, die Steuerung des autonomen Fahrzeugs zu übernehmen; und das Einleiten einer Änderung in einer Dynamik des autonomen Fahrzeugs, um den wahrgenommenen Bedarf des Fahrzeugbetreibers, die Steuerung des autonomen Fahrzeugs zu übernehmen, zu beseitigen.
Ein Verfahren zum Managen einer Warnpriorität für einen Betreiber eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Gewinnen von Außeninformationen über eine Umgebung um das Fahrzeug; das Gewinnen von Inneninformationen über den Betreiber des Fahrzeugs; das Analysieren der Außeninformationen, um ein bevorstehendes Verkehrsmuster zu bestimmen; das Analysieren der Inneninformationen, um ein Betreiberverhalten in Reaktion auf das bevorstehende Verkehrsmuster zu bestimmen; das Vorhersagen einer Betreiberhandlung auf der Basis des bestimmten Betreiberverhaltens in Reaktion auf das bestimmte bevorstehende Verkehrsmuster; und das Priorisieren einer Warnung auf der Basis der vorhergesagten Betreiberhandlung.
Weitere Anwendbarkeitsgebiete werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung ersichtlich. Es sollte selbstverständlich sein, dass die Beschreibung und speziellen Beispiele nur für Erläuterungszwecke bestimmt sind und den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht begrenzen sollen.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur für Erläuterungszwecke und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung keineswegs begrenzen. Es zeigen:

1 ein Funktionsdiagramm eines autonomen Fahrzeugs, das mit einem fortschrittlichen Fahrerassistenzsystem (ADAS) mit einem Fahrerüberwachungssystem (DMS) ausgestattet ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Managen einer Fahrerübernahme des autonomen Fahrzeugs von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
3 ein Funktionsdiagramm eines autonomen Fahrzeugsystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
4 eine Draufsicht eines Verkehrsmusters, das einen wahrgenommenen Bedarf oder Wunsch für den Fahrzeugbetreiber, die Steuerung des autonomen Fahrzeugs zu übernehmen, induzieren kann, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
5 ein Ablaufblockdiagramm, das ein Verfahren zum Managen des wahrgenommenen Bedarfs oder Wunschs für die Übernahme der Steuerung des autonomen Fahrzeugs zeigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
6 eine Draufsicht eines Verkehrsmusters, das das ADAS veranlassen kann, eine Warnpriorität für den Fahrzeugbetreiber auszugeben, die Steuerung des autonomen Fahrzeugs zu übernehmen, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
7 ein Ablaufblockdiagramm eines Verfahrens 700 zum Ändern einer Warnpriorität für den Fahrzeugbetreiber gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
8 eine Draufsicht eines Verkehrsmusters, wobei ein Fahrerblickverhalten verwendet werden kann, um eine Übernahme vorherzusagen, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht begrenzen. Die dargestellten Ausführungsformen werden mit Bezug auf die Zeichnungen offenbart, wobei gleiche Zeichen in den ganzen verschiedenen Zeichnungen entsprechende Teile angeben. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich und einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details von speziellen Merkmalen zu zeigen. Die offenbarten speziellen Struktur- und Funktionsdetails sollen nicht als Begrenzung, sondern als repräsentative Basis zum Lehren eines Fachmanns auf dem Gebiet, wie die offenbarten Konzepte auszuführen sind, interpretiert werden.
Wie hier verwendet, bedeutet ein Modul oder Steuermodul irgendeinen oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren Prozessoren, eines zugehörigen Speichers und anderer Komponenten, die betriebsfähig sind, um eine Software, eine Firmware, ein Programm, einen Befehl, eine Routine, einen Code und einen Algorithmus auszuführen, um die beschriebenen Funktionen bereitzustellen. Prozessoren umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), elektronische Schaltungen, Zentraleinheiten, Mikroprozessoren und Mikrocontroller. Der zugehörige Speicher umfasst, ist jedoch nicht begrenzt auf einen Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) und elektrisch programmierbaren Festwertspeicher (EPROM). Funktionen eines Steuermoduls, wie in dieser Offenbarung dargelegt, können in einer verteilten Steuerarchitektur unter mehreren vernetzten Steuermodulen durchgeführt werden. Ein Steuermodul kann eine Vielfalt von Kommunikationsschnittstellen mit Punktzu-Punkt- oder diskreten Leitungen und verdrahteten oder drahtlosen Schnittstellen zu anderen Steuermoduln umfassen.
Software, Firmware, Programme, Befehle, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten irgendwelche vom Steuermodul ausführbare Befehlssätze, einschließlich Verfahren, Kalibrierungen, Datenstrukturen und Nachschlagetabellen. Ein Steuermodul weist einen Satz von Steuerroutinen auf, die ausgeführt werden, um beschriebene Funktionen bereitzustellen. Routinen werden ausgeführt, wie z. B. durch eine Zentraleinheit, und sind betriebsfähig, um Eingaben von Erfassungsvorrichtungen und anderen vernetzten Steuermoduln zu überwachen und Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktuatoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen während des fortlaufenden Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Reaktion auf das Auftreten eines Ereignisses, von Softwareaufrufen oder auf Verlangen über Benutzerschnittstelleneingaben oder Benutzeranforderungen ausgeführt werden.
1 zeigt ein Funktionsdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs 100, das mit einem fortschrittlichen Fahrerassistenzsystem (ADAS) 102 mit einem Fahrerüberwachungssystem (DMS) 104 ausgestattet ist. Das ADAS 102 ist dazu konfiguriert, ein Niveau an Fahrautomatisierung von einem teilweise autonomen Modus bis zu einem vollständig autonomen Modus gemäß den Fahrautomatisierungsniveaus von SAE J3016 bereitzustellen. Niedrigere Niveaus der Fahrautomatisierung können einen Bereich eines dynamischen Fahr- und Fahrzeugbetriebs umfassen, einschließlich eines gewissen Niveaus einer automatischen Steuerung oder eines automatischen Eingriffs in Bezug auf die gleichzeitige automatische Steuerung von mehreren Fahrzeugfunktionen, wie z. B. Lenkung, Beschleunigung und Bremsen, wobei der Betreiber eine teilweise Steuerung des Fahrzeugs beibehält. Höhere Niveaus von Fahrautomatisierung können auch eine vollständig automatische Steuerung aller Fahrzeugfahrfunktionen umfassen, einschließlich Lenkung, Beschleunigung, Bremsen, und Ausführen von Manövern wie z. B. automatisierte Fahrspurwechsel, wobei der Fahrer die meiste oder ganze Steuerung des Fahrzeugs für eine Zeitdauer abgibt. Das Fahrzeug 102 wird auch als autonomes Fahrzeug 102 bezeichnet.
Das ADAS 102 umfasst ein ADAS-Modul 106, das auch als ADAS-Steuermodul 106 bezeichnet wird, das dazu konfiguriert ist, mit verschiedenen Systemen des Fahrzeugs 100 zu kommunizieren, wie z. B. einem Detektionssystem 128, Beschleunigungssystem 130, Lenksystem 132, Navigationssystem 136, Positionsbestimmungssystem 138, Verlangsamungssystem 140 und anderen Systemen, die für die teilweise oder vollständige Steuerung der Bewegungen, der Geschwindigkeit, der Richtung usw. des Fahrzeugs 102 erforderlich sind. Das DMS 104 umfasst ein DMS-Modul 108, das auch als DMS-Steuermodul 108 bezeichnet wird, das dazu konfiguriert ist, mit dem ADAS-Modul 106 zu kommunizieren und Daten von mindestens einem Innensensor 150 zu empfangen, der dazu konfiguriert ist, den Fahrzeugbetreiber (nicht gezeigt) zu überwachen. Diese Fahrzeugsysteme 128, 130, 132, 136, 138, 140 können systemspezifische Steuermodule (nicht gezeigt) in Kommunikation mit den ADAS-Modulen 106 für die koordinierte Steuerung des Fahrzeugs 102 aufweisen. In einer alternativen Ausführungsform kann das ADAS-Modul 106 als Hauptsteuermodul zum direkten Steuern aller oder Arbeiten in Kombination mit den systemspezifischen Steuermodulen funktionieren, um eines oder mehrere der Systeme 128, 130, 132, 136, 138, 140 zu steuern.
Das Detektionssystem 128 steht mit den Außensensoren 152 in Kommunikation, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf optische Laservorrichtungen wie z. B. eine Vorrichtung zur Lichtdetektion und Entfernungsmessung (LIDAR) 152A, um eine Sicht von 360 Grad um das Trägerfahrzeug 102 zu haben, eine vorwärts blickende Kamera 152B, eine rückwärts blickende Kamera 152C, Seitenblickkameras 152D und Entfernungsmesssensoren 152E wie z. B. Radar- und Sonarvorrichtungen. Das Detektionssystem 128 steht mit den Innensensoren 150 in Kommunikation, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf eine Kamera. Jeder dieser Innensensoren 150 und Außensensoren 152 kann mit lokalisierten Verarbeitungskomponenten ausgestattet sein, die gewonnene Daten verarbeiten und verarbeitete oder Rohsensordaten direkt zu einem oder mehreren des Detektionssystems 128, des ADAS-Moduls 106 und des DMS-Moduls 108 liefern.
Das Fahrzeug 102 kann auch ein Kommunikationssystem 142 mit einer Schaltung umfassen, die mit einem zweckgebundenen Kurzstreckenkommunikationsprotokoll (z. B. WiFi) für die Kommunikation mit anderen Fahrzeugen konfiguriert ist, die mit ähnlichen Kommunikationssystemen ausgestattet sind. Das Kommunikationssystem kann für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationen (V2V-Kommunikationen), Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikationen (V21-Kommunikationen) und Fahrzeug-zu-Allem-Kommunikationen (V2X-Kommunikationen) konfiguriert sein.
Kommunikationen zwischen dem ADAS 102, dem DMS 104, den Fahrzeugsystemen 128, 130, 132, 136, 138, 140, 142, den Innensensoren 150 und Außensensoren 152 können unter Verwendung einer direkten verdrahteten Punkt-zu-Punkt-Verbindung, einer vernetzten Kommunikationsbusverbindung, einer drahtlosen Verbindung oder einer anderen geeigneten Kommunikationsverbindung 170 implementiert werden. Die Kommunikation umfasst das Austauschen von Datensignalen in geeigneter Form, einschließlich beispielsweise elektrischer Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetischer Signale über Luft, optischer Signale über optische Wellenleiter und dergleichen. Die Datensignale können diskrete, analoge oder digitalisierte analoge Signale umfassen, die Eingaben von Sensoren, Aktuatorbefehle und eine Kommunikation zwischen Fahrzeugsystemen und Modulen darstellen.
2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm für ein Verfahren 200 zum Managen einer Fahrerübernahme des autonomen Fahrzeugs 102. Das Verfahren 200 verbessert die Qualität der Erfahrung eines Betreibers des autonomen Fahrzeugs durch (i) Verringern oder Beseitigen des wahrgenommenen Bedarfs oder Wunschs für Übernahmehandlungen durch den Betreiber und (ii) Verringern oder Beseitigen der Häufigkeit oder Anzahl von erzeugten Alarmen, Warnungen oder Benachrichtigungen für den Betreiber, um eine Übernahmehandlung einzuleiten.
Der Betreiber des autonomen Fahrzeugs wird auch als Betreiber des Fahrzeugs, Fahrzeugbetreiber, Betreiber oder einfach als Fahrer bezeichnet. Eine Übernahmehandlung oder Übernahme ist als Fahrzeugbetreiber, der eine Handlung einleitet, um eine Funktion des ADAS zu übernehmen, definiert, die auch als Übernahme des autonomen Fahrzeugs bezeichnet wird. Beispiele einer Übernahmehandlung umfassen, sind jedoch nicht begrenzt darauf, dass der Fahrzeugbetreiber die Betriebssteuerung des Fahrzeugs von dem ADAS durch Eingeben eines Befehls in eine Lenkvorrichtung, Herabtreten des Fahrpedals und/oder durch Herabtreten eines Bremspedals übernimmt. Die Absicht oder Motivation des Fahrzeugbetreibers, eine Übernahme einzuleiten, kann an einem wahrgenommenen Bedarf oder einem Wunsch durch den Fahrzeugbetreiber, die Steuerung zu übernehmen, liegen.
Im Block 202 gewinnen die Außensensoren 152 Informationen über eine Au-ßenumgebung des Fahrzeugs 102. Im Block 204 kann das Kommunikationssystem 142 Informationen über die Außenumgebung des Fahrzeugs 102 von Stra-ßenrandeinheiten oder anderen Fahrzeugen, die mit V2V- oder V2X-Kommunikationen ausgestattet sind, drahtlos empfangen. Informationen, die von den Außensensoren 152 und drahtlosen Kommunikationen gewonnen werden, können die Umgebungsfahrzeugbelegung, die Fahrzeugdynamik, die Straßengeometrie, das Wetter, die Beleuchtungsbedingung und andere erforderliche Informationen für das ADAS-Modul umfassen, um ein bevorstehendes Verkehrsmuster wahrzunehmen und zu bewältigen. Ein Beispiel eines bevorstehenden Verkehrsmusters umfasst, ist jedoch nicht begrenzt auf eine Belegung oder Geometrie einer Straße im Weg des autonomen Fahrzeugs, Fahrzeuge, die in der Straße fahren, Objekte in der Straße, durch die oder um die das autonome Fahrzeug passieren muss, und Umgebungskontext wie z. B. Wetter und Beleuchtungsbedingungen.
Mit Fortbewegung vom Block 202 und Block 204 zum Block 206 werden die durch die Außensensoren 152 und V2X-Kommunikationen gesammelten Informationen analysiert, um ein bevorstehendes Verkehrsmuster zu bestimmen.
Im Block 208 gewinnen die Innensensoren 150 Informationen über den Betreiber des autonomen Fahrzeugs 102. Die durch die Innensensoren 150 gesammelten Informationen werden analysiert, um das Verhalten des Betreibers zu bestimmen. Die Gesichtsausdrücke, Blicke der Augen, Körpergesten, einschließlich Haltung, des Betreibers und andere auf die Person bezogene Faktoren werden in den Blöcken 210, 212, 214 bzw. 216 analysiert. Auf die Person bezogene Faktoren umfassen Ermüdung, Situationsbewusstsein, Vertrauen und dergleichen.
Mit Fortbewegung zum Block 222 sagt das DMS eine Betreiberhandlung auf der Basis des bestimmten Betreiberverhaltens und des bestimmten bevorstehenden Verkehrsmusters vorher. Das DMS-Modul 108 führt ein Vorhersagemodell durch Abrufen von historischen Daten vom Block 218 aus. Die historischen Daten umfassen mehrere historische Verkehrsmuster und mehrere historische Betreiberverhaltensweisen und resultierende Handlungen, die den mehreren historischen Verkehrsmustern entsprechen. Das DMS-Modul 108 vergleicht das bestimmte bevorstehende Verkehrsmuster mit einem ähnlichen historischen Verkehrsmuster und ruft eine historische Betreiberhandlung ab, die dem ähnlichen historischen Muster entspricht. Das DMS-Modul 108 sagt dann eine Tendenz und Wahrscheinlichkeit einer Übernahmehandlung durch den Betreiber durch Vergleichen des bestimmten bevorstehenden Verkehrsmusters und des beobachteten Verhaltens des Betreibers mit dem historischen Verkehrsmuster und dem historischen Betreiberverhalten vorher.
Jeder Fahrzeugbetreiber weist sein eigenes personalisiertes Vorhersagemodell auf der Basis seiner speziellen historischen Daten auf. Jedes neue bestimmte bevorstehende Verkehrsmuster und entsprechende bestimmte Betreiberverhalten kann zu den historischen Daten hinzugefügt werden. Mit Rückbezug auf den Block 222 kann ein Optimierungsalgorithmus verwendet werden, um die Tendenz und Wahrscheinlichkeit der Betreiberübernahme auf der Basis von neuen und historischen Verkehrsmustern und Verhaltensweisen des Betreibers vom Block 218 in Reaktion auf diese neuen und historischen Verkehrsmuster genauer vorherzusagen. Der Optimierungsalgorithmus kann im DMS-Modul 108 gespeichert sein und durch dieses ausgeführt werden.
Ein Beispielbetreiberverhalten, das verwendet werden kann, um die Betreiberübernahme vorherzusagen und die Fahrzeugdynamik zu ändern, kann jenes des Blickverhaltens des Betreibers sein. Die Blicke der Augen des Betreibers können analysiert werden, um einen interessierenden Bereich, eine Fixierungsdauer, eine Sakkadenamplitude usw. zu bestimmen.
Im Block 220 werden die im Block 202 und Block 204 gewonnenen Außeninformationen zum ADAS-Modul übermittelt. Die vorhergesagte Tendenz einer Übernahme/keiner Übernahme und die Wahrscheinlichkeit der Übernahmehandlung durch den Betreiber vom Block 222 werden auch zum ADAS-Modul im Block 220 übermittelt. Das ADAS-Modul kommuniziert mit den Fahrzeugsystemmodulen 300, um eine Änderung der Fahrzeugdynamik oder Fahrzeugmanöver auszuführen, um einen wahrgenommenen Bedarf für die Übernahmehandlung zu beseitigen oder einen Alarm an den Betreiber für die Übernahme zu umgehen.
Mit Bezug auf 3 kann vom Block 220 das ADAS-Modul mit dem Lenksteuermodul 302 zum Steuern des EPS-Motors, dem Beschleunigungssteuermodul 306 zum Steuern des Kraftmaschinensteuermoduls (ECM) 308, dem Drehmomentsteuermodul (TCM) 310 und Leistungsumrichtermodul (TCM) 312; und elektronischen Bremssteuermodul (EBCM) 316 zum Steuern der Bremsen 318 kommunizieren. Im Block 320 kann die Priorität der Eskalation von Systemaktivierungen auf der Basis der Schwere des bevorstehenden Verkehrsmusters und beobachteten Betreiberverhaltens vorgegeben werden.
Beispiel 1 - Modifizieren der Fahrzeugdynamik
4 zeigt eine Draufsicht 400 eines Verkehrsmusters, das einen wahrgenommenen Bedarf durch den Fahrzeugbetreiber, die Steuerung des autonomen Fahrzeugs zu übernehmen, induzieren kann. 5 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Verfahren 500 zum Managen des wahrgenommenen Bedarfs des Fahrzeugbetreibers, das autonome Fahrzeug zu übernehmen, durch Modifizieren der Dynamik des autonomen Fahrzeugs zeigt.
Mit Bezug auf 4 zeigt die Draufsicht 400 eine Straße 401 mit zwei Fahrspuren, die in eine erste Fahrspur 402 und eine zweite Fahrspur 404 durch eine longitudinale gestrichelte Linie 406 unterteilt ist. Eine dritte Fahrspur 408 ist gezeigt, die sich mit der ersten Fahrspur 402 vereinigt. Ein autonomes Fahrzeug 410 ist gezeigt, das in der ersten Fahrspur 402 bei einem Zeitstempel 1 (T1) fährt, bevor die dritte Fahrspur 408 die erste Fahrspur 402 schneidet. Ein Zielfahrzeug 412 ist in der dritten Fahrspur 408 gezeigt, das beim Zeitstempel 1 (T1) in Richtung der ersten Fahrspur 402 fährt.
Mit Bezug auf sowohl 4 als auch 5 startet das Verfahren 500 im Block 502, wenn das DMS die Informationen analysiert, die durch die Außensensoren 152 gewonnen werden, und das bevorstehende Verkehrsmuster als bevorstehendes Verkehrsmuster bestimmt, wie in 4 gezeigt, wobei ein Zielfahrzeug 412 in eine erste Fahrspur 402 einfädelt, in der das autonome Fahrzeug 410 fährt.
Mit Fortbewegung zum Block 504 analysiert das DMS die durch den Innensensor gewonnenen Informationen und bestimmt ein Verhalten des Fahrzeugbetreibers in Reaktion auf das bevorstehende Verkehrsmuster von 4. Das Verhalten kann als Fahrzeugbetreiber mit geringem Vertrauen, dass das ADAS ein solches Verkehrsmuster bewältigt, oder dass der Fahrzeugbetreiber wegen einer potentiellen Kollision mit dem Zielfahrzeug 412 besorgt ist, interpretiert werden. Das Verhalten des Fahrzeugbetreibers kann auf der Basis der Blicke der Augen, der Gesichtsausdrücke, der Körpergesten und von anderen relevanten biometrischen Faktoren, die durch den Fahrzeugbetreiber aufgezeigt werden, bestimmt werden.
Mit Fortbewegung zum Block 506 sagt das DMS eine potentielle Übernahme durch den Fahrzeugbetreiber auf der Basis von historischen Daten über das historische Verhalten des Fahrzeugbetreibers, wenn er sich in einem ähnlichen historischen Verkehrsmuster befindet, wie in 4 gezeigt, vorher. Das DMS sagt eine Wahrscheinlichkeit der Fahrzeugbetreiberübernahme des autonomen Fahrzeugs, um dem einfädelnden Zielfahrzeug 412 auszuweichen, vorher. Das DMS kann auch mit dem ADAS kommunizieren, um eine Wahrscheinlichkeit einer Kollision des einfädelnden Zielfahrzeugs 412 zu bestimmen.
Mit Fortbewegung zum Block 508 geht dann, wenn die Wahrscheinlichkeit der Fahrzeugbetreiberübernahmesteuerung des autonomen Fahrzeugs über einem vorgegebenen Übernahmeniveau liegt ODER wenn die Wahrscheinlichkeit der Kollision mit dem einfädelnden Zielfahrzeug 412 über einem vorgegebenen Kollisionsniveau liegt, das Verfahren 500 zum Block 510 weiter. Der Begriff „ODER“ ist als „einschließendes oder“ definiert, was bedeutet entweder dies oder jenes oder beide. Im Block 510 kommuniziert das DMS mit dem ADAS, um die Dynamik des autonomen Fahrzeugs 410 im Block 510 zu modifizieren, wobei das autonome Fahrzeug zur zweiten Fahrspur 404 (z. B. Wechsel von Fahrspuren) in einer Position umgelenkt wird, die durch einen Zeitstempel 2 (T2) angegeben ist, der später ist als der Zeitstempel 1 (T1), wenn sich das einfädelnde Zielfahrzeug 412 einer Position nähert, die beim Zeitstempel 2 (T2) angegeben ist.
Mit Fortbewegung vom Block 510 zum Block 512, wenn der Fahrzeugbetreiber eine Übernahme einleitet, bedeutet dies, dass die Änderung der Fahrzeugdynamik vom Block 510, um die Kollision zu mildern, nicht die gewünschte Weise für den Fahrzeugbetreiber ist. Der Datenpunkt wird in historischen Daten im Block 504 aufgezeichnet. Wenn der Fahrzeugbetreiber eine Übernahme nicht einleitet, dann geht das Verfahren zum Block 514 weiter und endet.
Mit Rückbezug auf den Block 508, wenn die Wahrscheinlichkeit der Fahrzeugbetreiberübernahmesteuerung des autonomen Fahrzeugs auf oder unter dem vorgegebenen Übernahmeniveau liegt UND die Wahrscheinlichkeit der Kollision mit dem einfädelnden Zielfahrzeug 412 auf oder unter dem vorgegebenen Kollisionsniveau liegt, dann greift das DMS nicht ein, um die Betreiberübernahme des autonomen Fahrzeugs zu managen, und endet am Block 514, dann geht das Verfahren zum Block 514 weiter und endet.
Beispiel 2 - Ändern der Warnpriorität
6 zeigt eine Draufsicht 600 eines Verkehrsmusters, das das ADAS veranlassen kann, eine Warnung oder einen Alarm für den Fahrzeugbetreiber auszugeben, um die Steuerung des autonomen Fahrzeugs zu übernehmen. 7 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens 700 zum Ändern einer Warnpriorität für den Fahrzeugbetreiber.
Mit Bezug auf 6 zeigt die Draufsicht 600 eine Straße 602 mit einer ersten Fahrspur 604 und einer zweiten Fahrspur 606 in entgegengesetzter Richtung, die durch eine Strichlinie 608 getrennt sind. Eine erste Insel 610 ist in der Straße 602 angeordnet, die die zwei entgegengesetzten Fahrspuren 604, 606 trennt, um einen ersten Kreisverkehr 612 zu definieren, und eine zweite Insel 614 ist weiter die Straße 602 hinab angeordnet, die die zwei entgegengesetzten Fahrspuren 604, 606 trennt, um einen zweiten Kreisverkehr 616 zu definieren. Ein autonomes Fahrzeug 618 ist in der ersten Fahrspur 604 fahrend gezeigt, wobei es in den ersten Kreisverkehr 612 beim Zeitstempel 1 (T1) einfährt und in den zweiten Kreisverkehr bei einem späteren Zeitstempel 2 (T2) einfährt.
Mit Bezug auf sowohl 6 als auch 7 startet das Verfahren 700 im Block 702, wenn das DMS die Informationen analysiert, die durch die Außensensoren 152 gewonnen werden, und das bevorstehende Verkehrsmuster als ersten Kreisverkehr, dem potentiell ein zweiter Kreisverkehr folgt, bestimmt.
Mit Fortbewegung zum Block 704 analysiert das DMS die Informationen, die durch den einen oder die mehreren Innensensoren gewonnen werden, und bestimmt ein Verhalten des Fahrzeugbetreibers in Reaktion auf das bevorstehende Verkehrsmuster. Das Verhalten des Fahrzeugbetreibers kann auf der Basis der Blicke der Augen, der Gesichtsausdrücke, der Körpergesten und von anderen relevanten biometrischen Faktoren, die durch den Fahrzeugbetreiber aufgezeigt werden, bestimmt werden.
Mit Fortbewegung zum Block 706 durchsucht das DMS die historische Datenbank, um zu bestimmen, wann der Fahrzeugbetreiber ein ähnliches Verkehrsmuster, wie in 6 gezeigt, erlebt hat. Wenn die historischen Daten nicht gezeigt haben, dass der Fahrzeugbetreiber ein ähnliches Verkehrsmuster, wie in 6 gezeigt, erlebt hat, dann begibt sich das Verfahren 700 zum Block 714 und endet. Wenn die historischen Daten zeigen, dass der Fahrzeugbetreiber ein ähnliches Verkehrsmuster, wie in 6 gezeigt, erlebt hat, dann fährt das Verfahren 700 zum Block 708 fort.
Mit Fortbewegung zum Block 708 analysiert das DMS die Informationen, die durch die Innensensoren 150 gewonnen werden, um eine Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass das Fahrzeug gleich das autonome Fahrzeug übernimmt. Wenn die bestimmte Wahrscheinlichkeit auf oder unter einem vorgegebenen Niveau liegt, dann begibt sich das Verfahren zum Block 714 und endet.
Mit Rückbezug zum Block 708, wenn die bestimmte Wahrscheinlichkeit über dem vorgegebenen Niveau liegt, dann kommuniziert das DMS mit dem ADAS, um die anstehende Übergabeeskalation aufzuheben, beispielsweise indem kein Fahreralarm ausgegeben wird. Mit Fortbewegung zum Block 712, wenn der Fahrzeugbetreiber das autonome Fahrzeug nicht übernimmt, begibt sich das Verfahren zum Block 704 zurück und fährt fort. Das Ausbleiben der Übergabe bedeutet auch, dass die Vorhersage ungenau war. Dann wird der Datenpunkt in den historischen Daten im Block 704 für die zukünftige Anpassung aufgezeichnet. Mit Rückbezug zu 712, wenn der Fahrzeugbetreiber das autonome Fahrzeug übernimmt, dann begibt sich das Verfahren zum Block 714 und endet.
Beispiel 3 - Verwendung des Blickverhaltens, um die Übernahme vorherzusagen
8 zeigt eine Draufsicht 800 eines Verkehrsmusters, wobei ein Blickverhalten des Fahrzeugbetreibers verwendet werden kann, um eine Übernahmehandlung vorherzusagen und das Fahrzeugverhalten zu ändern, um eine solche Übernahmehandlung zu umgehen. Die Draufsicht 800 zeigt eine Straße 801 mit zwei Fahrspuren, die in eine erste Fahrspur 802 und eine zweite Fahrspur 804 durch eine longitudinale gestrichelte Linie 806 unterteilt ist. Ein autonomes Fahrzeug 810 ist in der ersten Fahrspur 802 fahrend gezeigt, ein erstes Zielfahrzeug 812 ist in der ersten Fahrspur 802 vor dem autonomen Fahrzeug 810 gezeigt und ein zweites Zielfahrzeug 814 ist in der zweiten Fahrspur 804 benachbart zum autonomen Fahrzeug 810 gezeigt.
Das autonome Fahrzeug 810 ist sich dem ersten Zielfahrzeug 812 mit einer longitudinalen Annäherungsgeschwindigkeit (V_Lo) in einem longitudinalen Annäherungsabstand (D_Lo) nähernd gezeigt. Wenn V_Lo eine vorgegebene longitudinale Annäherungsgeschwindigkeit überschreitet und/oder D_Lo geringer ist als ein vorgegebener longitudinaler Annäherungsabstand UND ein Blick des Fahrzeugbetreibers auf ein vorgegebenes Ziel für mehr als eine vorgegebene Zeitgrenze fixiert ist, dann kann das ADAS die Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs 810 einstellen, um den relativen Annäherungsabstand zwischen dem autonomen Fahrzeug 810 und dem ersten Zielfahrzeug 812 zu vergrößern, um eine Übernahmehandlung durch den Fahrer zu umgehen. Die vorgegebene longitudinale Annäherungsgeschwindigkeit kann beispielsweise 5 Meilen/Stunde oder mehr sein, der vorgegebene longitudinale Annäherungsabstand kann 29 Meter oder weniger sein, die vorgegebene Blickzeitgrenze kann 2 Sekunden oder mehr sein und das vorgegebene Blickziel kann das erste Zielfahrzeug 812 sein. Alternativ kann ein vorgegebenes Betreiberblickmuster verwendet werden, um eine Fahrerübernahme vorherzusagen.
Das zweite Zielfahrzeug 814 ist sich dem autonomen Fahrzeug 810 mit einer seitlichen Annäherungsgeschwindigkeit (V_La) in einem seitlichen Annäherungsabstand (D_La) nähernd gezeigt. Wenn V_La eine vorgegebene seitliche Annäherungsgeschwindigkeit überschreitet und/oder D_La geringer ist als ein vorgegebener seitlicher Annäherungsabstand UND ein Blick des Fahrzeugbetreibers auf ein vorgegebene Ziel für mehr als eine vorgegebene Zeitgrenze fixiert ist, dann kann das ADAS den seitlichen Annäherungsabstand vergrößern oder die seitliche Überlappung zwischen den Fahrzeugen erhöhen, um eine Übernahmehandlung durch den Fahrer zu umgehen. Die vorgegebene seitliche Annäherungsgeschwindigkeit kann beispielsweise 1 Meile/Stunde oder mehr sein, der vorgegebene seitliche Annäherungsabstand kann 0,7 Meter oder weniger sein, die vorgegebene Blickzeitgrenze kann 1 Sekunde oder mehr sein und das vorgegebene Blickziel kann das zweite Zielfahrzeug 814 sein. Alternativ kann ein vorgegebenes Betreiberblickmuster verwendet werden, um eine Fahrerübernahme vorherzusagen.
Die vorstehend offenbarten Systeme und Verfahren schaffen eine verbesserte Qualität der Erfahrung des Fahrzeugbetreibers durch Verringern des wahrgenommenen Bedarfs oder Wunschs für den Fahrzeugbetreiber, die Steuerung vom ADAS zu übernehmen, und durch Verringern der Häufigkeit von Übergabeanforderungen für den Fahrzeugbetreiber, um die Steuerung vom autonomen Fahrzeug zu übernehmen.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und Variationen, die nicht vom allgemeinen Sinn der vorliegenden Offenbarung abweichen, sollen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung liegen. Solche Variationen sollen nicht als Abweichung vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung betrachtet werden.

Claims

Verfahren zum Managen einer Betreiberübernahme eines autonomen Fahrzeugs, das umfasst: Gewinnen von Informationen über eine Außenumgebung des autonomen Fahrzeugs durch mindestens einen Außensensor; Analysieren der gewonnenen Informationen über die Außenumgebung des autonomen Fahrzeugs, um ein bevorstehendes Verkehrsmuster zu bestimmen; Gewinnen von Informationen über einen Betreiber des autonomen Fahrzeugs durch mindestens einen Innensensor; Analysieren der gewonnenen Informationen über den Betreiber des autonomen Fahrzeugs, um ein Betreiberverhalten in Reaktion auf das bevorstehende Verkehrsmuster zu bestimmen; Vorhersagen einer Betreiberhandlung auf der Basis des bestimmten Betreiberverhaltens in Reaktion auf das bevorstehende Verkehrsmuster; und Einleiten einer vorgegebenen Fahrzeugreaktion auf der Basis der vorhergesagten Betreiberhandlung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorhersagen der Betreiberhandlung umfasst: Durchsuchen einer Datenbank, die mehrere historische Verkehrsmuster und mehrere historische Betreiberverhaltensweisen und resultierende Handlungen in Reaktion auf die mehreren historischen Verkehrsmuster enthält.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Vorhersagen der Betreiberhandlung ferner umfasst: Vergleichen des bestimmten Betreiberverhaltens in Reaktion auf das bevorstehende Verkehrsmuster mit einem ähnlichen historischen Verkehrsmuster und einem historischen Betreiberverhalten und einer resultierenden Handlung in Reaktion auf das ähnliche historische Verkehrsmuster.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Fahrzeugreaktion ein Fahrzeugmanöver umfasst, das einen wahrgenommenen Bedarf an der vorhergesagten Betreiberhandlung beseitigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Fahrzeugreaktion das Beseitigen eines Übergabealarms umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Analysieren der gewonnenen Informationen über den Betreiber des autonomen Fahrzeugs, um ein Betreiberverhalten in Reaktion auf das bevorstehende Verkehrsmuster zu bestimmen, das Analysieren eines Blicks, eines Gesichtsausdrucks, einer Körperbewegung und/oder einer Haltung des Betreibers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betreiberhandlung eine Übernahmehandlung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Informationen über eine Außenumgebung des autonomen Fahrzeugs und die Informationen über den Betreiber des autonomen Fahrzeugs gleichzeitig gewonnen und analysiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewinnen von Informationen über eine Außenumgebung des autonomen Fahrzeugs das drahtlose Empfangen von Außeninformationen durch Fahrzeug-zu-Allem-Kommunikationen (V2X-Kommunikationen) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Fahrzeugreaktion eines umfasst von: (i) Einleiten eines Fahrzeugmanövers, um eine Übernahmehandlung zu beseitigen, und (ii) Beseitigen eines Übergabealarms an den Betreiber.