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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechsel zwischen einer autonomen Fahrt und einer manuellen Fahrt eines Fahrzeugs, bei dem mittels mindestens einer Innenraumkamera der Fahrer des Fahrzeugs auf eine Übergabeabsicht und/oder eine Übernahmeabsicht hin beobachtet wird. Wird eine Übergabeabsicht detektiert, wird das Lenkrad vom Fahrer weg bewegt und die Fahrt auf autonome Fahrt umgestellt. Wird eine Übernahmeabsicht detektiert, wird das Lenkrad in Richtung der Hände des Fahrers bewegt und die Fahrt auf manuelle Fahrt umgestellt.
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Das autonome Fahren erlaubt es dem Fahrer eines Fahrzeugs, die Fahrzeit anderweitig zu nutzen, beispielsweise zum Arbeiten, zum Entspannen oder zum Schlafen. Dabei ist es oft wünschenswert, das Lenkrad aus der Benutzungsposition in eine andere Position, möglichst weit weg vom Fahrer, zu bewegen. Dazu sind bereits eine Vielzahl von Lösungen entwickelt worden. Es kann jedoch erforderlich oder gewünscht sein, während einer autonomen Fahrt wieder zu einer manuellen Fahrt, also der Steuerung des Fahrzeugs durch den Fahrer, zu wechseln. Dies kann zum einen schlicht auf dem Wunsch des Fahrers basieren, aber auch bei kritischen Situationen durch den Fahrer initiiert werden. Dann muss zum einen das Lenkrad wieder in greifbare Nähe des Fahrers gelangen, zum anderen muss der Wechsel vom autonomen Fahren zur manuellen Fahrt vollzogen werden.
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Für einen Wechsel zwischen den genannten Fahrmodi ist üblicherweise eine dezidierte Bedienhandlung durch den Fahrer erforderlich, er muss also durch Betätigen eines Bedienelementes oder dergleichen den Wechsel der Fahrmodi auslösen. Dies ist unkomfortabel, vor allem für einen Wechsel in die manuelle Fahrt, wenn das Bedienelement im Bereich des Armaturenbrettes des Fahrzeugs vorgesehen ist und der Fahrer während der autonomen Fahrt seine Sitzposition nach hinten verschoben hat. Zum anderen kann das Betätigen eines Bedienelementes wertvolle Zeit kosten, wenn die Fahrt wegen einer kritischen Fahrsituation an den Fahrer übergeben werden soll und er erst das Bedienelement betätigen muss, um das Lenkrad in seine Richtung zu bewegen und den Fahrmodus zu wechseln.
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Es wäre also vorteilhaft, wenn sowohl die Bewegung des Lenkrads als auch der Wechsel des Fahrmodus unabhängig von einem Bedienelement gewechselt werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Lösung vorzuschlagen, wie ohne Betätigung eines Bedienelementes durch den Fahrer des Fahrzeugs zwischen dem autonomen und dem manuellen Fahren gewechselt werden kann, wobei das Lenkrad in eine dem Fahrmodus angepasste Position bewegt wird. Dies sollte vorzugsweise sowohl für einen Wechsel von autonomem zu manuellem Fahren, als auch umgekehrt, ermöglicht werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und ein Fahrzeug nach Anspruch 10. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Wechsel zwischen einer manuellen Fahrt und einer autonomen Fahrt in einem Fahrzeug erfasst mindestens eine Innenraumkamera im Fahrzeug zumindest die Hände eines Fahrers des Fahrzeugs. Mittels einer Bildanalyse wird anhand einer Handbewegung eine Übernahmeabsicht und/oder eine Übergabeabsicht eines Fahrers des Fahrzeugs detektiert. Bei Detektion einer Übernahmeabsicht wird das Lenkrad in Richtung der Hände des Fahrers bewegt und die Fahrt auf manuelle Fahrt umgestellt und/oder es wird bei Detektion einer Übergabeabsicht das Lenkrad vom Fahrer weg bewegt und die Fahrt auf autonome Fahrt umgestellt.
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Das Verfahren soll also den Wechsel zwischen einer manuellen Fahrt und einer autonomen Fahrt ermöglichen, wobei die Position des Lenkrads passend zum Fahrmodus eingestellt wird. Wie bereits ausgeführt, ist eine manuelle Fahrt eine Fahrt, bei der der Fahrer des Fahrzeugs dieses steuert. Eine autonome Fahrt ist eine Fahrt, bei der der Fahrer nicht in die Fahrzeugsteuerung eingreift. Die beiden Fahrweisen werden nachfolgend auch als Fahrmodi bezeichnet.
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Um zwischen den Fahrmodi zu wechseln, ohne dass ein Bedienelement betätigt werden muss, beobachtet mindestens eine Innenraumkamera im Fahrzeug zumindest die Hände des Fahrers. Sie ist also so ausgerichtet, dass die Hände des Fahrers im Bildfeld der Kamera befindlich sind. Von Vorteil kann es sein, dass nicht nur die Hände, sondern auch andere Bereiche des Fahrers, wie beispielsweise seine Arme, sein Gesicht oder sein ganzer Oberkörper, durch die mindestens eine Innenraumkamera erfasst werden, wie an anderer Stelle noch ausgeführt werden wird.
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Die mindestens eine Innenraumkamera kann eine eigens zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Kamera sein oder eine Kamera, die bereits im Fahrzeug für andere Aufgaben vorgesehen ist, jedoch für das erfindungsgemäße Verfahren mitgenutzt werden kann. Das Verfahren kann auch mit mehr als einer Kamera ausgeführt werden, die insbesondere an verschiedenen Positionen im Fahrzeug vorgesehen sind, um einen besseren Überblick über die Bewegung der Hände des Fahrers beziehungsweise optional anderer (Körper-)Bereiche des Fahrers zu gewinnen.
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Die Erfassung zumindest der Hände des Fahrers kann vorzugsweise kontinuierlich aber auch in vordefinierten Zeitintervallen erfolgen. Die von der mindestens einen Innenraumkamera erfassten Aufnahmen werden mittels einer geeigneten Bildanalyse dahingehend ausgewertet, ob eine Handbewegung des Fahrers eine Übernahmeabsicht zum Wechsel auf eine manuelle Fahrt und/oder eine Übergabeabsicht zu einer autonomen Fahrt erkennen lässt. Es wird also mittels Bildanalyse geprüft beziehungsweise detektiert, ob der Fahrer beispielsweise aus einer Ruheposition in einer autonomen Fahrt die Hände in Richtung Lenkrad bewegt, gegebenenfalls eine Greifbewegung ausführt und damit signalisiert, dass er das Steuer übernehmen und zu einer manuellen Fahrt wechseln möchte. Legt der Fahrer während einer manuellen Fahrt beispielsweise seine Hände in den Schoß oder nimmt einen Gegenstand in die Hand, wie zum Beispiel eine Trinkflasche, kann dies die Absicht zur Übergabe der Fahrt in den autonomen Modus bedeuten. Dabei schließt der Begriff Handbewegung die Bewegung mit einer oder mit beiden Händen ein. Eine Handbewegung bestimmt sich dabei unter anderem aus der Position einer Hand oder beider Hände, dem Abstand von einer Hand oder beiden Händen vom Lenkrad beziehungsweise seiner üblichen Position, der Bewegungsrichtung einer Hand oder beider Hände und/oder der Bewegungsgeschwindigkeit einer Hand oder beider Hände. Sie kann willkürlich oder unwillkürlich sein.
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Für die Bildanalyse selbst kann auf die an sich bekannten Verfahren zurückgegriffen werden. Dazu gehören beispielsweise Verfahren der Mustererkennung sowie künstliche neuronale Netze.
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Lässt die Handbewegung des Fahrers drauf schließen, dass zu einer manuellen Fahrt gewechselt werden soll, also auf eine Übernahmeabsicht, wird erfindungsgemäß das Lenkrad in die Richtung der Hände des Fahrers bewegt, in der Annahme, dass das Lenkrad während der autonomen Fahrt in einer von dem Fahrer entfernten Position angeordnet war, also auf den Fahrer zu und damit weiter in Richtung Fahrzeuginneres. Das Bewegen des Lenkrads kann beispielsweise mittels Elektromotoren erfolgen, die eine elektrische Lenksäulenverstellung ermöglichen.
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Außerdem wird der Fahrmodus gewechselt, das heißt, das Fahrzeug wechselt vom autonomen Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus, in dem der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug hat. Die Umstellung des Fahrmodus findet vorzugsweise dann statt, wenn der Fahrer das Lenkrad greifen kann oder zumindest beinahe schon greifen kann, während es auf ihn zubewegt wird. Damit wird sichergestellt, dass das Fahrzeug nicht unkontrolliert weiterfährt, obwohl der Fahrer das Lenkrad noch gar nicht greifen kann. Gleichzeitig wird wertvolle Zeit gespart, weil die Übernahme der Fahrt durch den Fahrer sofort bei Kontakt mit dem Lenkrad möglich ist.
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Wird durch die Bildanalyse eine Übergabeabsicht des Fahrers detektiert, also der Wille des Fahrers, zu einer autonomen Fahrt zu wechseln, wird das Lenkrad vom Fahrer beziehungsweise seinen Händen weg bewegt, so dass er mehr Platz für seine Tätigkeiten während der autonomen Fahrt hat und damit mehr Komfort genießt. Zudem wird der Fahrmodus auf autonomes Fahren umgestellt, sobald das Lenkrad vom Fahrer weg bewegt wird, so dass das Fahrzeug zu keinem Zeitpunkt unkontrolliert weiterfährt.
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Die Position, in die das Lenkrad bei einer Übergabeabsicht bewegt wird, kann auch als Ruheposition bezeichnet werden, während die Position bei aktiver Bedienung des Lenkrads als Fahrposition bezeichnet werden kann. Die Ruheposition des Lenkrads kann bevorzugt dadurch erreicht werden, dass das Lenkrad im Armaturenbrett des Fahrzeugs versenkt beziehungsweise verstaut wird.
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Das Verfahren kann ausgelegt sein, nur bei einer Übergabeabsicht oder nur bei einer Übernahmeabsicht oder für beides zu wirken. In letzterem Fall ergibt sich die Reaktion des Fahrzeugs jeweils entsprechend der detektierten Absicht.
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Eine erste bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass dem Fahrer signalisiert wird, ob eine Detektion einer Übergabeabsicht und/oder einer Übernahmeabsicht erfolgt ist. Dem Fahrer soll also übermittelt werden, ob eine Handbewegung erfolgt ist, die einen Wechsel des Fahrmodus auslöst. Eine solche Anzeige kann von Vorteil sein, um dem Fahrer ein Gefühl von Sicherheit zu übermitteln, wenn ihm angezeigt wird, dass die Wechselabsicht erfolgreich erkannt wurde, gerade in kritischen Situationen, wo er zu einer manuellen Fahrt wechseln möchte. Auch im umgekehrten Fall ist dies sinnvoll, weil der Fahrer sicher sein kann, dass das Auto nicht unkontrolliert weiterfährt, wenn er das Lenkrad loslässt.
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Von ganz besonderem Nutzen ist diese Ausgestaltung, wenn eine Handbewegung des Fahrers nicht eindeutig erfasst oder ausgewertet werden kann, so dass keine sichere Detektion einer Absicht des Fahrers erfolgen kann, wodurch auch die Position des Lenkrads und der Fahrmodus nicht umgestellt werden könnte beziehungsweise würde. In diesem Fall kann ein Signal vorgesehen sein, dass dem Fahrer übermittelt, dass seine Wechselabsicht nicht sicher zugeordnet werden konnte, so dass beispielsweise eine Wiederholung der Handbewegung erfolgen kann oder eine manuelle Bestätigung des beabsichtigten Wechsels mittels eines Bedienelementes. Dies fängt auch Bewegungen ab, die der Fahrer zum Beispiel unwillkürlich macht, also ohne eine Wechselabsicht hinsichtlich der Fahrmodi.
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Das Signalisieren, ob eine Übergabeabsicht und/oder einer Übernahmeabsicht detektiert wurde, kann akustisch und/oder visuell erfolgen. Ein akustisches Signal kann ein Ton oder eine Tonfolge sein, wie sie beispielsweise bei der Verwendung von Computern zur Anzeige einer erfolgreichen oder einer erfolglosen Aktion verwendet werden, oder einen Warnton beziehungsweise eine Warntonfolge umfassen, wenn der Wechsel nicht erfolgreich erkannt wurde und ausgeführt werden kann. Ein visuelles Signal kann ein Aufleuchten einer Kontrollleuchte, eines hinterleuchteten Symbols im Anzeigebereich des Armaturenbrettes, eine verbale und/oder bildhafte Bestätigung auf einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs wie beispielsweise einem Display oder dergleichen sein.
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Wie bereits ausgeführt, kann die mindestens eine Innenraumkamera eine eigens vorgesehene oder eine bereits vorhandene Innenraumkamera des Fahrzeugs sein. Vorzugsweise wird dabei mindestens eine Innenraumkamera verwendet, die oberhalb der Frontscheibe, in oder an einem Spiegel, in oder an einer Innenraumbeleuchtung oder im Dach des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Der Bereich oberhalb der Frontscheibe ist dabei in einer Richtung quer zur Fahrtrichtung nicht eingeschränkt. Das heißt, die mindestens eine Kamera kann entlang der gesamten Breite der Frontscheibe beliebig positioniert werden, sofern sie mindestens die Hände des Fahrers erfassen kann. Die mindestens eine Innenraumkamera kann am oder im Rückspiegel angeordnet sein, wo ein guter Überblick über die Bewegungen der Hände des Fahrers und gegebenenfalls andere Wechselindikatoren vorhanden ist und gleichzeitig die Medienanschlüsse im Bereich des Rückspiegels mitgenutzt werden können.
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Die mindestens eine Innenraumkamera kann aber auch in oder an einem Leselicht, einer Ambientebeleuchtung oder dergleichen angeordnet und in Richtung der Hände des Fahrers ausgerichtet sein. Eine Anordnung der mindestens einen Innenraumkamera am oder im Himmel des Fahrzeugs, mithin also am beziehungsweise im Dach des Fahrzeugs, ist ebenso geeignet, um die Handbewegung des Fahrers zu erfassen.
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Wird das Verfahren mit mehr als einer Kamera ausgeführt, erweist sich deren Anordnung an verschiedenen Positionen als vorteilhaft, vor allem wenn deren Bildfelder und/oder Orientierungen derart gewählt sind, dass die Handbewegung des Fahrers aus verschiedenen Perspektiven erfasst werden können. Dies erhöht die Genauigkeit bei der Detektion der Wechselabsicht des Fahrers.
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Für die mindestens eine Innenraumkamera kann jede beliebige Kamera verwendet werden, insbesondere können dafür eine Stereokamera, eine Wärmebildkamera oder eine Time-of-Flight-Kamera verwendet werden. Da eine Stereokamera mittels zweier Halbbilder die Erstellung eines dreidimensionalen Bildes ermöglicht, lassen sich Handbewegungen des Fahrers eindeutiger und damit sicherer auswerten. Time-of-Flight-Kameras (TOF-Kameras) sind Kameras, die mittels Laufzeitverfahren zu einer dreidimensionalen Wiedergabe eines aufgenommenen Bereiches gelangen und somit ebenfalls eine eindeutigere Auswertung von Handbewegungen des Fahrers erlauben. Eine Wärmebildkamera erweist sich als vorteilhaft, weil sie Wärmestrahlung aufnimmt und damit die Erfassung zumindest der Hände des Fahrers nicht durch Reflexionen und Blendereignisse beeinträchtigt wird.
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Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens liegt vor, wenn mittels der mindestens einen Innenraumkamera weitere Indikatoren für eine Übernahmeabsicht und/oder eine Übergabeabsicht erfasst werden, insbesondere können dies eine Geste des Fahrers, eine Blickrichtung des Fahrers und/oder eine Bewegung des Oberkörpers des Fahrers sein. Neben einer Handbewegung des Fahrers, die auf eine Übernahmeabsicht beziehungsweise eine Übergabeabsicht schließen lässt, sollen weitere Anzeichen detektiert werden. Dazu werden mittels der mindestens einen Kamera weitere Körperbereiche des Fahrers erfasst und mittels Bildanalyse ausgewertet. Diese Erfassung kann aber auch mittels weiterer Innenraumkameras erfolgen.
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Weitere Indikatoren für eine Übernahmeabsicht und/oder eine Übergabeabsicht können beispielsweise Gesten als besondere Ausgestaltung einer Handbewegung sein. Darunter sollen willentlich ausgeführte, wiederholbare Handbewegungen verstanden werden, die jeweils einer Übergabeabsicht oder einer Übernahmeabsicht zugeordnet sind. Derartige Gesten können sich auf die Benutzung einer Hand beschränken oder die Verwendung beider Hände erfordern. Die Gesten können als vordefinierte Gesten fahrzeugseitig vorgegeben sein und/oder als benutzerdefinierte Gesten vom Fahrer vorab festgelegt werden. Wird durch die mindestens eine Innenraumkamera eine solche Geste erfasst und mittels der Bildanalyse erkannt, ist die Übernahmeabsicht beziehungsweise die Übergabeabsicht eindeutig an das Fahrzeug übermittelt, so dass unverzüglich das Lenkrad in die entsprechende Position bewegt und der Fahrmodus gewechselt werden kann.
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Ein anderer Indikator kann eine Blickrichtung des Fahrers sein. Diese kann anhand der Position und Ausrichtung seines Kopfes bestimmt oder direkt per Bildanalyse aus der Aufnahme der mindestens einen Innenraumkamera abgeleitet werden. Wird aus einer Handbewegung beispielsweise eine Übernahmeabsicht detektiert, der Fahrer schaut aber nicht in Fahrtrichtung, sondern beispielsweise zu einem Mitfahrer, ist eine Übergabe in eine manuelle Fahrt möglicherweise mit Gefahren verbunden, da der Fahrer den Verkehr nicht im Blick hat. Daher wäre es sinnvoll, in einer solchen Situation trotz der erkannten Übergabeabsicht keinen Wechsel des Fahrmodus und keine Verstellung des Lenkrads vorzunehmen und/oder mittels einer Warnung auf den Konflikt zwischen detektierter Handbewegung und detektierter Blickrichtung hinzuweisen.
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Die Erfassung und Analyse der Blickrichtung des Fahrers kann dabei auch Rückschlüsse erlauben, ob die Handbewegung möglicherweise nur unwillkürlich ausgeführt wurde und daher keine tatsächliche Übergabe- oder Übernahmeabsicht bestand. Die Blickrichtung als weiterer Indikator ist dabei also auch als Verifikation zu der Handbewegung des Fahrers zu verstehen.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Bewegung des Oberkörpers des Fahrers als weiterer Indikator für eine Übernahmeabsicht beziehungsweise Übergabeabsicht dienen. So kann ein Aufrichten des Oberkörpers in zeitlichem Zusammenhang mit einer auf eine Übernahmeabsicht deutenden Handbewegung als Bestätigung des Übernahmewillens dienen. Analog könnte ein Zurücklehnen bis hin in eine Liegeposition nach einer Handbewegung, die auf eine Übergabeabsicht schließen lässt, ebendiese bestätigen. Wie auch eine Analyse der Blickrichtung, erlaubt also die Analyse einer Oberkörperbewegung des Fahrers eine Abschätzung, ob eine unwillkürliche Handbewegung erfasst wurde oder der tatsächliche Wille zum Wechsel der Fahrmodi vorliegt, weil beispielsweise eine Übernahme einer manuellen Fahrt, während der Fahrer sich in liegender Position befindet, entweder nicht gefahrlos möglich ist oder nicht absichtlich angezeigt wurde.
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Ein wichtiger Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Übernahme des Fahrzeugs und der Wechsel in die manuelle Fahrt sein, insbesondere in kritischen Situationen. Daher wäre es zweckmäßig, wenn bei Detektion einer Übernahmeabsicht das Lenkrad zunächst schnell und bei Annäherung an die Fahrposition verlangsamt in Richtung der Hände des Fahrers bewegt wird. Ziel dessen ist es, die Distanz zwischen den Händen des Fahrers und dem Lenkrad möglichst schnell auf ein Minimum zu reduzieren und erst im letzten Abschnitt der Bewegung des Lenkrads eine reduzierte Geschwindigkeit beim Verstellen des Lenkrads zu verwenden, um dem Fahrer einen komfortablen Kontakt mit dem Lenkrad zu ermöglichen.
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„Schnell“ kann dabei einerseits bedeuten, dass die Bewegung des Lenkrads mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit, die zum Beispiel bei der Lenksäulenverstellung möglich ist, ausgeführt wird, zumindest aber einer hohen Geschwindigkeit, anderseits aber vor allem eine relative Angabe gegenüber der deutlich langsameren Bewegung kurz vor dem Kontakt der Hände des Fahrers mit dem Lenkrad bedeutet.
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Vorzugsweise kann die schnelle Bewegung über die Hälfte der bei der Bewegung des Lenkrads zurückzulegenden Strecke, weiter bevorzugt über 60 % und noch weiter bevorzugt über 70 % erfolgen.
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Um die Übernahme der Fahrt beziehungsweise das Greifen des auf den Fahrer zubewegten Lenkrads zu erleichtern, ist es sinnvoll, wenn bei Detektion einer Übernahmeabsicht das Lenkrad auf eine fahrerspezifisch vorbestimmte Position bewegt wird. Es soll also nicht einfach nur aus seiner Ruheposition heraus und in Richtung Fahrzeuginneres bewegt werden, sondern in eine Position, in der der Fahrer das Lenkrad gut erreichen kann und die er insbesondere gewohnt ist. Im einfachsten Fall entspricht dies der Position des Lenkrads einer vorherigen manuellen Fahrt. Hat aber zwischenzeitlich ein Fahrerwechsel stattgefunden, kann sich die gewohnte beziehungsweise gewünschte Lenkradposition unterscheiden. Daher soll der Fahrer und seine bevorzugte Lenkradposition miteinander korreliert werden, so dass anhand der Fahreridentität bei Detektion einer Übernahmeabsicht die Fahrposition des Lenkrads individuell eingestellt werden kann. Die Fahreridentität kann beispielsweise anhand des verwendeten Fahrzeugschlüssels oder mittels Bilderkennung bestimmt werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens soll bei Detektion einer Übernahmeabsicht anhand der Position der Hände des Fahrers und/oder der Bewegungsrichtung der Hände des Fahrers eine wahrscheinliche Kontaktposition der Hände des Fahrers mit dem Lenkrad bestimmt und das Lenkrad zu der wahrscheinlichen Kontaktposition bewegt werden.
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Die Position und/oder die Bewegungsrichtung der Hände des Fahrers beim Anzeigen der Übernahmeabsicht ist durch die Erfassung mit der mindestes einen Innenraumkamera und der nachfolgenden Bildanalyse bekannt. Daher kann - beispielsweise durch eine geeignete Recheneinheit - berechnet oder zumindest abgeschätzt werden, wohin sich die Hände des Fahrers bewegen und zu welchem Zeitpunkt sie an welcher Position sind. Die voraussichtliche beziehungsweise wahrscheinliche Position und/oder Bewegungsrichtung der Hände des Fahrers kann mit den möglichen Bewegungsrichtungen und/oder der möglichen Bewegungsgeschwindigkeit des Lenkrads abgeglichen werden, so dass die Bestimmung einer wahrscheinlichen Kontaktposition, an der die Hände des Fahrers das Lenkrad berühren, möglich wird.
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Es wird hier also nicht eine willkürliche Fahrposition oder eine fahrerspezifische Fahrposition des Lenkrads eingestellt, sondern eine Fahrposition, die den schnellstmöglichen Kontakt der Hände des Fahrers mit dem Lenkrad erlaubt. Diese kann jedoch auf bekannten Fahrpositionen, insbesondere fahrerspezifischen Fahrpositionen, des Lenkrads basieren und diese anpassen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Bewegung des Lenkrads bei einer Berührung durch den Fahrer gestoppt wird. Es kann heutzutage üblicherweise erfasst werden, ob das Lenkrad vom Fahrer berührt wird. Dazu sind verschiedene Techniken und Verfahren bekannt. Unabhängig von der gewählten Erfassung einer Lenkradberührung soll bei Feststellung einer solchen Berührung die Bewegung des Lenkrads in Richtung der Hände des Fahrers gestoppt werden. Dies gilt sowohl bei der Bewegung des Lenkrads in die Ruheposition als auch in die Fahrposition, da es in beiden Fällen Situationen gibt, in denen ein Stopp der Lenkradbewegung angebracht ist.
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Wird das Lenkrad beispielsweise in eine Ruheposition bewegt, weil in die autonome Fahrt gewechselt werden soll, und tritt dann eine kritische Verkehrssituation auf, kann die Bewegung des Lenkrads durch eine Berührung abgebrochen werden und der Fahrer das Lenkrad greifen, um die Situation zu meistern. Beim Ausfahren des Lenkrads in die Fahrposition kann es vorkommen, dass der Fahrer seine Hände schneller als abgeschätzt bewegt und/oder er in dem Moment eine andere Fahrposition bevorzugt. In beiden Fällen wäre eine weitere Bewegung des Lenkrads in seine Richtung nicht wünschenswert oder kontraproduktiv. Daher kann sie auch in diesem Fall durch Berührung des Lenkrads beendet werden. Eine spätere Anpassung der Fahrposition ist dadurch nicht ausgeschlossen.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein Fahrzeug beansprucht, das autonom zu fahren ist und das ausgebildet und eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Ein solches Fahrzeug sollte dazu mindestens eine Innenraumkamera aufweisen, die zumindest die Hände des Fahrers erfasst, eine Einrichtung zur Verarbeitung und Analyse der von der mindestens einen Innenraumkamera erfassten Aufnahmen und eine Steuereinrichtung, die anhand der Ergebnisse der Bildanalyse die Verstellung des Lenkrads und den Wechsel des Fahrmodus auslöst.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und einem zu dessen Ausführung ausgebildeten Fahrzeug wird es möglich, durch eine Handbewegung den Fahrmodus eines Fahrzeugs zu wechseln und dabei die Bewegung des Lenkrads in eine dem Fahrmodus angepasste Position auszulösen. Ein Wechsel von autonomem Fahren zu manuellem Fahren und umgekehrt wird dabei einfach möglich, ohne dass erst Bedienelemente betätigt werden müssen. Dies erhöht den Komfort bei der Fahrt und verkürzt insbesondere beim Wechsel zum manuellen Fahrt die Übergabezeit, bis der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug hat.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Fahrer bei einer autonomen Fahrt in einem Fahrzeug;
- 2 die Hände des Fahrers bei der Anzeige einer Übernahmeabsicht und
- 3 mögliche Positionen von Innenraumkameras zur Erfassung des Fahrers.
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1 zeigt einen Fahrer 30 in einem Fahrzeug 50, der sich mit verschränkten Armen zurückgelehnt hat. Das Lenkrad 20 befindet sich in einer von ihm entfernten Position, die als Ruheposition 22 gekennzeichnet ist. An diese Position wird das Lenkrad 20 bewegt, wenn es während einer autonomen Fahrt nicht benutzt werden soll. Oberhalb des Lenkrads 20 und der Frontscheibe des Fahrzeugs (Position 12) ist einen Stereokamera 10 angeordnet, die eingerichtet ist, zumindest die Hände 32 des Fahrers 30 zu erfassen.
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Anhand der Aufnahmen von den Händen 32 des Fahrers lassen sich dessen Handbewegungen analysieren und daraus erkennen, ob er das Fahrzeug 50 übernehmen möchte, also in eine manuelle Fahrt wechseln möchte. Um dies anzuzeigen, kann er wie in 2 gezeigt in Richtung des Lenkrads 20 greifen. Zur Veranschaulichung sind seine beiden Hände 32 in verschiedenen Stadien 32.R und 32.L des Greifens dargestellt. Sobald anhand der Aufnahmen der mindestens einen Innenraumkamera 10 und der nachfolgenden Bildanalyse diese Greifbewegung detektiert ist, wird das Lenkrad 20 aus der Ruheposition 22 gemäß 2 auf den Fahrer 30 zu in die Fahrposition 24 bewegt.
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Die Bewegung des Lenkrads 20 erfolgt auf den ersten 70 % der Strecke, die das Lenkrad 20 zurücklegen muss, mit einer erhöhten Geschwindigkeit, um schnellstmöglich die Distanz zwischen dem Lenkrad 20 und den Händen 32 des Fahrers 30 zu reduzieren. Auf den verbleibenden 30 % der zurückzulegenden Strecke wird das Lenkrad 20 langsamer in die endgültige Fahrposition 24 bewegt, so dass der Fahrer 30 das Lenkrad 20 angenehm und komfortabel ergreifen kann. Zudem wird die Fahrt auf manuelle Fahrt umgestellt, sobald die Hände 32 das Lenkrad 20 beinahe greifen können.
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Erreichen die Hände 32 des Fahrers 30 das Lenkrad 20 schon vor dessen angezielter Fahrposition 24, wird die Bewegung des Lenkrads 20 gestoppt, um mit der Bewegung des Lenkrads 20 nicht gegen die Bewegung des Fahrers 30 zu arbeiten.
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Wahlweise kann die Fahrposition 24 des Lenkrads 20 eine fahrerspezifisch vorbestimmte Position sein, die in Kenntnis des aktuell agierenden Fahrers 30 beim Signalisieren einer Übernahmeabsicht durch das Lenkrad 20 angefahren wird, oder sie kann individuell bestimmt werden. Dazu wird anhand der Position der Hände 32 des Fahrers 30, deren Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit abgeschätzt, wann und wo sie sich befinden werden und wann und wo sie das Lenkrad 20 ergreifen könnten. Diese wahrscheinliche Kontaktposition wird dann durch das Lenkrad 20 als Fahrposition 24 angefahren.
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Legt der Fahrer 30 nun seine Hände 32 in seinen Schoß oder verschränkt sie, wie in 2, wird dies ebenfalls von der mindestens einen Innenraumkamera 10 erfasst und nach der Bildanalyse als Übergabeabsicht erkannt. Demnach wird dann das Lenkrad 20 in die Ruheposition 22 bewegt und der Fahrmodus zu autonomer Fahrt gewechselt.
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Um dem Fahrer 30 anzuzeigen, dass seine Übernahmeabsicht oder seine Übergabeabsicht erkannt wurde, wird auf einem Display im Bereich des Armaturenbrettes des Fahrzeugs 50 mittels Symbolen der Erfolg oder Misserfolg der Detektion angezeigt. Optional kann ein akustisches Signal ergänzend den Erfolg oder Misserfolg signalisieren.
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Alternative Anordnungspositionen für die mindestens eine Innenraumkamera 10 oder optional weiterer Kameras sind aus 3 ersichtlich. Neben der Position 12 über der Frontscheibe kann beziehungsweise können Innenraumkamera(s) am oder im Rückspiegel 14 und/oder an beziehungsweise in Innenraumbeleuchtungen 16 des Fahrzeugs 50 angeordnet und auf den Fahrer 30 ausgerichtet sein.
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Um sicherzustellen, dass nicht versehentlich eine unwillkürliche Handbewegung einen Wechsel des Fahrmodus auslöst, wird neben den Händen 32 des Fahrers 30 auch sein Oberkörper 36 sowie die Position und Ausrichtung seines Kopfes 34 mittels der Innenraumkamera 10 oder einer optional vorhandenen weiteren Kamera (nicht gezeigt) erfasst. Anhand der Bildanalyse lässt sich erkennen, ob der Fahrer 30 in Fahrtrichtung nach vorn schaut, wenn eine erfasste Handbewegung auf eine Übernahmeabsicht schließen lässt. Ist dies der Fall, steht einem Wechsel des Fahrmodus zu manueller Fahrt und eine Bewegung des Lenkrads 20 in die Fahrposition 22 nichts entgegen. Blickt der Fahrer 30 hingegen nicht nach vorn oder sind seine Augen geschlossen, wird der Wechsel nicht vollzogen und ein Warnton ertönt.
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In gleicher Weise wird die Position des Oberkörpers 36 des Fahrers 30 ausgewertet. Ist dieser nach hinten gelehnt oder liegt sogar, ist es unwahrscheinlich, dass eine Übernahme der Fahrt gewünscht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Innenraumkamera
- 12
- Position oberhalb der Frontscheibe
- 14
- Rückspiegel
- 16
- Innenraumbeleuchtung
- 20
- Lenkrad
- 22
- Ruheposition des Lenkrads
- 24
- Fahrposition des Lenkrads
- 30
- Fahrer
- 32
- Hand des Fahrers
- 34
- Kopf des Fahrers
- 36
- Oberkörper des Fahrers
- 50
- Fahrzeug