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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Anwenders bei einer Interaktion mit einer Vorrichtung, einen Indikator, ein Steuergerät, ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Die Vielzahl von möglichen Betriebszuständen bzw. Betriebsarten und die hieraus resultierende Verwirrung der Fahrer stellt gemeinsam mit dem Vertrauen der Fahrer in die Automatisierung des Fahrzeugs ein wesentliches Sicherheitsproblem dar. Ein Fahrer kann sich zwar des aktuellen Betriebszustands bewusst sein, jedoch kann seine Zuständigkeit bzw. seine Verantwortung hinsichtlich der Interaktion mit der Fahrautomatisierung unklar und problematisch sein. Der Fahrer muss zunächst die Bedeutung der Statussymbole interpretieren, die den Betriebszustand anzeigen, und dann die Bedeutung dieser Statussymbole in eine angemessene physische Interaktion mit dem System umsetzen. Dies erhöht die kognitive Belastung des Fahrers und lässt Raum für Fehler, die zu einer missbräuchlichen Nutzung des Systems führen und die Sicherheit beeinträchtigen können. Darüber hinaus verwenden Fahrzeughersteller üblicherweise eigene Symbole für die Signalisierung von Betriebszuständen, die von der ISO-Norm abweichen. Beispielsweise ist in der
US 10,272,783 B2 eine Matrix beschrieben, die in mehreren Spalten und Zeilen angeordnete Piktogramme aufweist, um die Zuständigkeit des Fahrers hinsichtlich der Betriebszustände eines Fahrzeugs zu signalisieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren zum Unterstützen eines Bedieners von automatisierten Vorrichtungen vorzuschlagen, welches intuitiv ist und die kognitive Belastung eines Bedieners minimiert.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Unterstützen eines Anwenders bei einer Interaktion mit einer Vorrichtung, insbesondere einer automatisiert und/oder teilautomatisiert und/oder manuell betreibbaren Vorrichtung, bereitgestellt.
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Die Vorrichtung weist mindestens einen entsprechenden automatisierten und/oder teilautomatisierten und/oder manuellen Betriebszustand auf. Insbesondere kann die Vorrichtung ein Fahrzeug, ein Bearbeitungsanlage, eine Herstellungsanlage und dergleichen sein.
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Das Verfahren kann vorzugsweise durch ein Steuergerät ausgeführt werden, welches in die Vorrichtung integriert oder mit der Vorrichtung über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung verbindbar ist.
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In einem Schritt wird ein möglicher bzw. optionaler Wechsel oder ein zwingender bzw. notwendiger Wechsel des Betriebszustands der Vorrichtung ermittelt. Des Weiteren wird eine Eskalationsstufe für den Wechsel des Betriebszustands der Vorrichtung ermittelt.
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Der ermittelte Wechsel des Betriebszustands und die Eskalationsstufe werden anschließend dem Anwender durch einen dynamischen Indikator signalisiert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Indikator zum signalisieren eines notwendigen und/oder einen optionalen Wechsels eines Betriebszustands bereitgestellt. Der Indikator weist bevorzugterweise eine kopfseitige Zuständigkeitsanzeige, eine handseitige Zuständigkeitsanzeige und eine fußseitige Zuständigkeitsanzeige auf. Die mindestens eine Zuständigkeitsanzeige ist dazu eingerichtet, den notwendigen Wechsel oder den optionalen Wechsel des Betriebszustands dem Anwender voneinander unterscheidbar zu signalisieren.
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Durch die Unterteilung des Indikators in eine kopfseitige Zuständigkeitsanzeige, eine handseitige Zuständigkeitsanzeige und eine fußseitige Zuständigkeitsanzeige kann der Anwender intuitiv feststellen, ob er die Vorrichtung beobachten bzw. den Betriebszustand beaufsichtigen, händisch bzw. durch seine Hände die Vorrichtung steuern oder ob der Anwender mit Hilfe seiner Füße, beispielsweise durch Bedienen von Pedalen oder fußseitigen Tastern, steuern soll. Wird eine der Zuständigkeitsanzeigen aktiviert, weiß der Anwender unmittelbar, in welcher Form er tätig werden soll. Entsprechend kann eine Entlastung des Anwenders durch Automatisierungen signalisiert werden, wenn eine oder mehrere Zuständigkeitsanzeigen deaktiviert werden bzw. erlöschen, beispielsweise durch die Verfügbarkeit eines automatisierten Fahrassistenzsystems.
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Durch das Verfahren und den Indikator kann dem Anwender, welcher als ein Fahrer eines Fahrzeugs ausgestaltet sein kann, seine Rolle und Zuständigkeit bzw. Verantwortung im Betrieb der Vorrichtung signalisiert werden. Durch den intuitiven Aufbau des Indikators kann die kognitive Belastung des Anwenders minimiert werden, sodass die Betriebssicherheit verbessert wird.
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Das Verfahren wird zwar im Wesentlichen anhand von automatisierten Fahrfunktionen und mit Bezug zu automatisierten und/oder teilautomatisierten Fahrzeugen beschrieben, jedoch ist das Verfahren nicht auf Fahrzeuge beschränkt. Vielmehr kann das Verfahren generell bei Schnittstellen zwischen menschlichen Anwendern und automatisierten Applikationen oder Vorrichtungen verwendet werden, um einen Sicherheitsgewinn oder einen Leistungszuwachs durch eine korrekte Bedienung der Vorrichtung durch den Anwender zu erzielen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät bereitgestellt, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen. Das Steuergerät kann beispielsweise ein vorrichtungsseitiges Steuergerät, ein vorrichtungsexternes Steuergerät oder eine vorrichtungsexterne Servereinheit, wie beispielsweise ein Cloud-System, sein. Das Steuergerät kann vorzugsweise auf Einheiten zugreifen, um mit dem Anwender durch den Indikator zu kommunizieren.
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Darüber hinaus wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer oder ein Steuergerät diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist.
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Das Steuergerät kann in einer als eine stationäre oder mobile Einheit ausgestalteten Vorrichtung angeordnet sein, welche gemäß der BASt Norm assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert und/oder vollautomatisiert bzw. fahrerlos betreibbar sein kann. Beispielsweise kann die stationäre oder mobile Einheit als ein Fahrzeug, ein Roboter, eine Drohne, ein Wasserfahrzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Robotaxi, ein Industrieroboter, eine Fertigungsanlage, eine Bearbeitungs- oder Verarbeitungsanlage, ein Nutzfahrzeug, ein Bus, ein Flugzeug, ein Helikopter und dergleichen ausgestaltet sein
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Die Eskalationsstufe wird situationsabhängig vom Steuergerät ermittelt. Beispielsweise kann ohne einen vorliegenden Grund für einen Wechsel des Betriebszustands eine niedrige Eskalationsstufe ermittelt werden. Liegt ein Grund vor, beispielsweise eine mangelnde Verfügbarkeit von Kartendaten oder voraussichtliche Beeinträchtigungen von Sensoren, kann die Eskalationsstufe in Abhängigkeit von einer Entfernung zum entsprechenden Grund bzw. zum Punkt ab dem der Wechsel des Betriebszustands erforderlich ist, erhöht werden. Dabei kann die Eskalationsstufe als maximal ermittelt werden, wenn ein notwendiger oder automatisch durchgeführter Wechsel des Betriebszustands kurz bevorsteht.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Versetzen der Vorrichtung in einen sicheren Zustand ebenfalls als ein Wechsel des Betriebszustands eingestuft werden.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der ermittelte Wechsel des Betriebszustands und die Eskalationsstufe haptisch, optisch, und/oder akustisch dem Anwender durch den dynamischen Indikator durch mindestens eine Einheit innerhalb und/oder an der Vorrichtung signalisiert. Hierdurch kann eine Vielzahl von möglichen Sinnen des Anwenders durch den Indikator angesprochen werden, um eine effektive Signalisierung zu ermöglichen.
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Beispielsweise kann der Indikator auch in lauten Umgebungen durch haptische und/oder akustische Signale den Anwender auf mögliche Wechsel von Betriebszuständen hinweisen. Alternativ oder zusätzlich können auch akustische Hinweise auf den möglichen Wechsel des Betriebszustands erfolgen.
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Vorzugsweise kann die Art des Hinweises durch den Indikator die Dringlichkeit bzw. die Eskalationsstufe verdeutlichen. Insbesondere können Farbe, Frequenz oder Intensität und dergleichen dazu dienen, eine höhere Eskalationsstufe zu signalisieren.
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Nach einer weiteren Ausführungsform wird der dynamische Indikator zum Signalisieren des ermittelten Wechsels des Betriebszustands durch eine als eine Beleuchtung, als ein Bildschirm, als ein Hologramm, als ein tragbares Gerät und/oder als ein Head-up Display ausgestaltete Einheit animiert. Insbesondere kann der Indikator als eine zweidimensionale oder dreidimensionale Animation umgesetzt sein. Des Weiteren können auch Einheiten, wie Scheibenwischer, Lenkrad-Aktoren, Pedale und dergleichen zum Erzeugen von einem haptischen oder visuellen Feedback bzw. Signalen herangezogen werden. Dabei kann der Indikator in Verbindung mit bekannten UNECE Symbolen eingesetzt werden. Darüber hinaus können analog zu den Anforderungen in der UNECE R79 sowie den entsprechenden Erweiterungen zu teilautomatisierten Systemen weitere Normen, wie beispielsweise ISO Normen für ACC und LKAS Systeme bei der Umsetzung des Indikators berücksichtigt werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung als ein automatisiert und/oder teilautomatisiert betreibbares Fahrzeug ausgestaltet, wobei der ermittelte Wechsel des Betriebszustands und die Eskalationsstufe einem als ein Fahrer ausgestalteten Anwender durch den dynamischen Indikator signalisiert wird.
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Dabei ist der Indikator dazu eingerichtet, den Wechsel von mindestens einem Betriebszustand des automatisiert und/oder teilautomatisiert betreibbaren Fahrzeugs anzuzeigen.
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Hierdurch kann der Fahrer eines automatisiert und/oder teilautomatisiert betreibbaren Fahrzeugs durch den Indikator, welcher beispielsweise in einem Infotainmentsystem ausgegeben wird, intuitiv hinsichtlich der möglichen oder notwendigen Wechsel von Betriebszuständen informiert. Eine derartige Ausgabe kann alternativ oder zusätzlich in einem Head-up Display und/oder in einem Kombidisplay erfolgen.
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Beispielsweise kann bei einer Auffahrt auf eine Baustelle ein vollautomatisierter Betriebsmodus des Fahrzeugs mit einer hohen Dringlichkeit deaktiviert werden, sodass der Fahrer durch den Indikator zumindest auf die Übernahme der Lenkung hingewiesen werden kann. Die entsprechende Zuständigkeit des Fahrers kann durch das Erlöschen der handseitigen Zuständigkeitsanzeige des Indikators signalisiert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine Eskalationsstufe für den Wechsel des Betriebszustands durch die mindestens eine Zuständigkeitsanzeige in Form einer Farbe und/oder Animation eine Eskalationsstufe für den Wechsel des Betriebszustands signalisierbar. Eine Färbung des Indikators, die durch eine entsprechende Färbung der Beleuchtung im Fahrzeuginnenraum intensiviert werden kann, wie beispielsweise Rot oder Gelb oder Blau, kann die Eskalationsstufe oder Dringlichkeit verdeutlichen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Hintergrundfarbe und/oder Rahmenfarbe von Anzeigen oder Bildschirmen an die Färbung des Indikators angepasst werden. Eine derartige Veranschaulichung der Eskalationsstufe ist für den Anwender besonders intuitiv wahrnehmbar.
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Nach einer weiteren Ausführungsform sind alle Zuständigkeitsanzeigen bei einem manuellen Betriebszustand aktiviert, wobei die fußseitige Zuständigkeitsanzeige bei einer teilautomatisierten Längsführung des Fahrzeugs deaktiviert ist, wobei eine handseitige Zuständigkeitsanzeige bei einer teilautomatisierten Querführung des Fahrzeugs deaktiviert ist, wobei die kopfseitige Zuständigkeitsanzeige bei einer automatisierten Querführung und Längsführung des Fahrzeugs deaktiviert ist. Dies gilt insbesondere für Fahrzeuge mit einem SAE Level 3 oder höher bzw. bei hochautomatisierten Fahrzeugen gemäß der BASt Norm. Durch einen derartigen modular aufgebauten Indikator kann der Anwender mit einer minimalen kognitiven Belastung auf bevorstehende Wechsel von Betriebszuständen und die für den Anwender resultierenden Zuständigkeiten bzw. Verantwortungsbereiche hingewiesen werden.
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Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine schematische Seitenansicht auf eine Fahrzeuganordnung zum Veranschaulichen eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform,
- 2 eine schematische Darstellung eines modular aufgebauten Indikators gemäß einer Ausführungsform,
- 3 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 4 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform und
- 5 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform.
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In der 1 ist eine schematische Seitenansicht auf eine Fahrzeuganordnung 1 zum Veranschaulichen eines Verfahrens 2 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das Verfahren wird in den 3, 4 und 5 im Detail beschrieben.
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Die Fahrzeuganordnung 1 weist eine Vorrichtung 4 auf, die als ein Fahrzeug 4 bzw. ein beispielhafter Personenkraftwagen ausgestaltet ist.
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Das Fahrzeug 4 ist gemäß der BASt Norm assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert und/oder vollautomatisiert bzw. fahrerlos betreibbar. Somit kann ein Steuergerät 6 die Längsführung und/oder die Querführung des Fahrzeugs 4 automatisiert oder teilautomatisiert übernehmen. Ein Anwender 8 der Vorrichtung 4, der hier als ein Fahrer des Fahrzeugs 4 ausgestaltet ist, kann über ein Infotainmentsystem 10 mit dem Steuergerät 6 und dem Fahrzeug 4 interagieren. Der Einfachheit halber ist lediglich ein Bildschirm des Infotainmentsystems 10 dargestellt. Alternativ oder zusätzlich zum Infotainmentsystem 10 kann eine Visualisierung über eine nicht dargestellte Kombiinstrumentenanzeige und/oder über ein Head-Up-Display erfolgen.
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Das Infotainmentsystem 10 stellt hierbei eine mögliche Ausführungsform einer Einheit dar, die einen ermittelten Wechsel des Betriebszustands des Fahrzeugs 4 und eine ermittelte Eskalationsstufe haptisch, optisch, und/oder akustisch dem Anwender 8 durch einen dynamischen Indikator 12 signalisieren kann.
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Das Fahrzeug 4 kann darüber hinaus weitere Einheiten umfassen, die beispielsweise als Leuchtelemente, Lautsprecher, Aktuatoren an den Pedalen oder am Lenkrad, als Scheibenwischer und dergleichen ausgestaltet sind. Diese Elemente können durch das Steuergerät 6 angesteuert werden, um mit dem Anwender 8 zu interagieren.
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Darüber hinaus kann die mindestens eine Einheit 10 ein tragbares Gerät des Anwenders 8, wie beispielsweise ein Tablet, ein Smartphone, eine Smartwatch, eine 3D-Brille bzw. ein VR-Gerät und dergleichen sein.
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Das Steuergerät 6 kann darüber hinaus mit Antriebskomponenten 14 des Fahrzeugs 4 interagieren bzw. datenleitend verbunden sein und auch auf nicht dargestellte Sensoren des Fahrzeugs 4 zugreifen. Hierdurch kann das Steuergerät 6 den Bedarf oder eine Option eines Wechsels eines Betriebszustands des Fahrzeugs 4 ermitteln und die entsprechende Dringlichkeit bzw. Eskalationsstufe feststellen. Beispielsweise kann auf einer Autobahn die Verfügbarkeit einer automatisierten Lenkung, bei der der Fahrer 8 lediglich das Verkehrsgeschehen überwachen soll, dem Fahrer 8 durch die Einheit 10 signalisiert werden. Der Fahrer 8 kann, sofern gewünscht, von einer manuellen Steuerung auf eine teilautomatisierte Steuerung des Fahrzeugs 4 zugreifen.
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Die entsprechende Signalisierung erfolgt durch einen Indikator 12, welcher dynamisch, und wahlweise in animierter Form, die optionalen Wechsel als Vorschlag und die erforderlichen Wechsel des Betriebszustands als Anweisung an den Anwender 8 übermittelt.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines modular aufgebauten Indikators 12 gemäß einer Ausführungsform. Der Indikator 12 kann beispielsweise durch das Infotainmentsystem 10 grafisch, akustisch und/oder haptisch ausgegeben werden. Das Infotainmentsystem 10 wird lediglich beispielhaft verwendet. Dabei können auch Lautsprecher, Aktoren im Fahrzeuginnenraum, Kombiinstrumentenanzeigen, Head-Up-Displays, Fahrzeuginnenraumbeleuchtung, beleuchtete Innenraumakzente und dergleichen für die Ausgabe des Indikators 12 verwendet werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ausgabe des Indikators 12 grafisch auf einem Bildschirm des Infotainmentsystems 10 und zeigt einen gegenwärtigen Betriebszustand an. Darüber hinaus kann ein Wechsel des Betriebszustands des Fahrzeugs 4 durch den Indikator 12 dem Fahrer 8 signalisiert werden, um dem Fahrer 8 seine Zuständigkeit und seine Aufgaben während des Betriebszustands zu verdeutlichen.
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Der Indikator 12 dient somit zum Signalisieren eines notwendigen und/oder einen optionalen Wechsels eines Betriebszustands des Fahrzeugs 4 und wird analog zu einer Perspektive des Fahrers 8 auf den Bildschirm des Infotainmentsystems 10 illustriert. Der Indikator 12 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine kopfseitige Zuständigkeitsanzeige 14, eine handseitige Zuständigkeitsanzeige 16 und eine fußseitige Zuständigkeitsanzeige 18 auf. Die Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 sind dazu eingerichtet, den notwendigen Wechsel oder den optionalen Wechsel des Betriebszustands dem Fahrer 8 voneinander unterscheidbar zu signalisieren.
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Im Gegensatz zu üblichen Statussymbolen im Fahrzeug 4, die den Fahrer 8 lediglich über den Fahrmodus bzw. gegenwärtigen Betriebszustand informieren, informiert der Indikator 12 in Form von Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 den Fahrer 8 direkt darüber, wie er angemessen mit dem automatisierten Fahrsystem des Fahrzeugs 4 interagieren kann. Die Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 kommuniziert dynamisch die Rolle des Fahrers 8 und unterstützten die Wahrnehmung für den Betriebszustand des Fahrzeugs 4, wodurch der Fahrer 8 in Richtung eines optimalen Verhaltens gelenkt und die Verkehrssicherheit erhöht wird.
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Die Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 dienen im Wesentlichen als Beispiel für eine mögliche Ausgestaltung des Indikators 12. Die aktivierten Zuständigkeitsanzeigen sind schraffiert dargestellt.
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Sind alle Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 aktiviert, so ist ein manueller Betriebszustand aktiv oder der Wechsel zu einem manuellen Betriebszustand des Fahrzeugs 4 erforderlich, sodass der Fahrer 8 die Steuerung und die Verkehrsüberwachung vollständig und eigenständig übernimmt.
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Sind die kopfseitige Zuständigkeitsanzeige 14 und die handseitige Zuständigkeitsanzeige 16 aktiviert und entsprechend die fußseitige Zuständigkeitsanzeige 18 deaktiviert, so kann die Beschleunigung und/oder das Bremsen durch das Fahrzeug 4 übernommen werden, beispielsweise im Rahmen eines Adaptive Cruise Control.
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Ist lediglich die kopfseitige Zuständigkeitsanzeige 14 aktiviert, so erfolgt neben dem automatisierten Bremsen und Beschleunigen auch eine automatisierte Lenkung durch das Steuergerät 6 bzw. ein entsprechendes Steuersystem des Fahrzeugs 4. Der Fahrer 8 soll hierbei lediglich den Verkehr unterstützen beobachten, um bei Bedarf schnell eingreifen zu können. Dies wird durch die aktivierte kopfseitige Zuständigkeitsanzeige 14 dem Fahrer 8 intuitiv signalisiert.
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Sind alle Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 deaktiviert, kann ein Wechsel in einen fahrerlosen bzw. vollautomatisierten Betriebszustand erfolgen. Um diesen Betriebszustand zu verdeutlichen, kann im Indikator 12 eine schematische Fahrerfigur in einem derartigen vollautomatisierten Betriebszustand 19 entgegen der Fahrtrichtung ausgerichtet illustriert werden.
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Die jeweiligen Schraffierungen, die die jeweilige Zuständigkeitsanzeige 14, 16, 18 in aktivierter Form verdeutlichen können in verschiedenen Farben und/oder Blinkend mit variierender Blinkfrequenz dargestellt werden, um eine Dringlichkeit oder eine Eskalationsstufe für den Wechsel des Betriebszustand bzw. einer Verhaltensänderung des Fahrers 8 zu signalisieren. Beispielsweise kann bei einer Notsituation die Schraffierung in roter Farbe erscheinen. Bei einem optionalen Wechsel des Betriebszustands, welcher lediglich als ein Vorschlag verstanden werden kann, ist eine grüne, weiße, graue oder blaue Färbung der Schraffierung möglich.
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Die jeweiligen Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 können sich vorzugsweise dynamisch einschalten bzw. aktivieren oder ausschalten bzw. deaktivieren, um entsprechende Wechsel von Betriebszuständen des Fahrzeugs 4 mit entsprechender Dringlichkeit dem Fahrer 8 zu verdeutlichen.
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Die Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 können je nach dem Grad der aktiven Fahrautomatisierung bzw. Betriebszustands und der Rolle des Fahrers 8 in dem Betriebszustand, der auf der Gestaltung des Systems beruht, durch das Steuergerät 6 gesteuert werden.
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Eine entsprechende zweidimensionale oder dreidimensionale Animation des Fahrers 8 kann auch in ein Head-up- oder holografisches Display integriert werden.
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In den 3 bis 5 wird ein Verfahren 2 zum Unterstützen eines Anwenders 8 bei einer Interaktion mit einer Vorrichtung 4 aufweisend mindestens einen automatisierten und/oder teilautomatisierten und/oder manuellen Betriebszustand veranschaulicht. Dabei werden die unterschiedlichen, in 2 gezeigten, Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 des Indikators 12 beispielhaft zum Verdeutlichen des Verfahrens 2 verwendet. Der Anwender 8 ist hier ebenfalls als ein Fahrer 8 und die Vorrichtung 4 als ein Fahrzeug 4 ausgestaltet.
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Die 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens 2 gemäß einer ersten Ausführungsform. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Wechsel zwischen einem manuellen Betriebszustand und einem teilautomatisierten Betriebszustand, bei dem das Fahrzeug 4 die Lenkung übernimmt, verdeutlicht.
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Während eines manuellen Betriebszustands 20 hat der Fahrer 8 die alleinige Kontrolle über das Fahrzeug 4. Alle Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 des Indikators 12 sind aktiviert. Dies wird im Infotainmentsystem 10 dem Fahrer 8 signalisiert.
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Das Steuergerät 6 kann mit fahrzeugseitigen Subsystemen kommunizieren und somit einen Bedarf an einem Wechsel des Betriebszustands des Fahrzeugs 4 ermitteln. Dies kann beispielsweise durch ein erfolgreiches Ermitteln von Anwendungsgrenzen 21 umgesetzt werden. Das Ermitteln von Anwendungsgrenzen 21 kann im Rahmen einer Ermittlung eines möglichen oder eines zwingenden Wechsels des Betriebszustands durchgeführt werden. Hierfür werden Messdaten von Sensoren des Fahrzeugs 4 empfangen und ausgewertet. Sind die Anforderungen für einen teilautomatisierten Betriebszustand erfüllt, kann der Wechsel in diesen Betriebszustand dem Fahrer 8 signalisiert 22 werden. Beispielhaft erfolgt hier die Signalisierung der Verfügbarkeit des teilautomatisierten Betriebszustands über eine visuelle Pop-up-Anzeige, die der Fahrer 8 durch Berühren eines berührungssensitiven Bildschirms auswählt 23.
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Nach dem Auswählen des verfügbaren Betriebszustands 23 werden die Anforderungen für die Anwendungsgrenzen des teilautomatisierten Betriebszustands durch Hinzuziehen von Messdaten der fahrzeugseitigen Sensoren 5 geprüft 24.
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Sind die Anforderungen 24 nicht erfüllt, beispielsweise durch ein nicht optimal innerhalb der Fahrspur zentriertes Fahrzeug 4, so wird der Fahrer 8 dazu aufgefordert, das Fahrzeug 4 auszurichten 25. Korrigiert 26 der Fahrer 8 die Ausrichtung des Fahrzeugs 4 oder sind die Anforderungen 24 an den teilautomatisierten Betriebszustand erfüllt, wird der Fahrer 8 dazu aufgefordert 27 seine Hände vom Lenkrad des Fahrzeugs 4 zu nehmen. Dies geschieht durch den Indikator 12, welcher dem Fahrer 8 z.B. durch ein Deaktivieren der handseitigen Zuständigkeitsanzeige 16 und der fußseitigen Zuständigkeitsanzeige 18 die gewünschte Handlung aufzeigt.
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Befolgt der Fahrer 8 die Anweisung 28 und nimmt seine Hände vom Lenkrad, kann anschließend dem Fahrer 8 eine Bestätigung 29 über das Infotainmentsystem 10 übermittelt werden.
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In der 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Dabei wird ein beispielhafter Wechsel des teilautomatisierten Betriebszustands aus 3 zur manuellen Fahrzeugsteuerung gezeigt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 4 sich im teilautomatisierten Betriebszustand befindet und der Fahrer 8 das Verkehrsgeschehen überwacht 30. Während des aktivierten Betriebszustands werden Messdaten von fahrzeugseitigen Sensoren 5, wie beispielsweise Kamerasensoren, Radarsensoren, LIDAR-Sensoren, GNSS-Sensoren, Fahrüberwachungssystemen und dergleichen, durch das Steuergerät 6 empfangen und verarbeitet.
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In einem weiteren Schritt wird durch das Steuergerät 6 festgestellt, dass die Anwendungsgrenzen im Streckenverlauf überschritten 31 werden und der teilautomatisierte Betriebszustand nicht mehr verfügbar sein wird. Der Fahrer 8 wird durch das Infotainmentsystem 10 über diesen bevorstehenden Wechsel des Betriebszustands informiert 32. In einem weiteren Schritt 33 wird geprüft, ob der Fahrer 8 seine Hände am Lenkrad positioniert hat.
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Das Überschreiten von Anwendungsgrenzen erfolgt im Rahmen der Ermittlung des Wechsels des Betriebszustands.
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Die Ermittlung des Wechsels des Betriebszustands erfolgt vorzugsweise kontinuierlich oder in regelmäßigen zeitlichen Abständen, wobei die zeitlichen Abstände situationsbedingt anpassbar sind. Beispielsweise können die zeitlichen Abstände bei einem hohen Verkehrsaufkommen verkürzt werden.
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Der bevorstehende Wechsel des Betriebszustands wird dem Fahrer 8 darüber hinaus durch den Indikator 12 signalisiert. Dabei wird zusätzlich zur kopfseitigen Zuständigkeitsanzeige 14 die handseitige Zuständigkeitsanzeige 16 aktiviert. Da der Wechsel zu diesem Zeitpunkt unkritisch ist, ermittelt das Steuergerät 6 eine niedrige Eskalationsstufe, die beispielsweise durch eine blaue Färbung der aktivierten Zuständigkeitsanzeigen 14, 16 veranschaulicht wird.
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Hat der Fahrer 8 seine Hände auf dem Lenkrad positioniert, so erfolgt der Wechsel des Betriebszustands und der Indikator 12 kann durch eine Animation den Wechsel des Betriebszustands bestätigen 34. Unterlässt der Fahrer 8 diese Aktion, so erfolgt eine Erinnerung bzw. eine Signalisierung des Fahrers 8 hinsichtlich des notwendigen Wechsels 35. Der Indikator 12 kann hierzu ebenfalls animiert werden. Zum Nachholen der Aktion kann dem Fahrer 8 eine vordefinierte Zeitspanne von beispielsweise 10 Sekunden gewährleistet 36 werden.
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Ignoriert der Fahrer 8 weiterhin den Indikator 12, erfolgt ein Wechsel der Eskalationsstufe, die Zuständigkeitsanzeige 14, 16 des Indikators 12 gelb eingefärbt wird. Darüber hinaus können Bremsen, Hupe, Beleuchtungselemente und dergleichen angesteuert werden, um den Fahrer 8 in Richtung des Wechsels hinzuweisen 37.
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In einem weiteren Schritt 36 wird dem Fahrer 8 erneut die Gelegenheit gegeben die Hände auf dem Lenkrad zu positionieren. Ignoriert der Fahrer 8 diese Gelegenheit weiterhin, erfolgt die Einstufung in die höchste Eskalationsstufe und die Zuständigkeitsanzeigen 14, 16 werden rot gefärbt, um dem Fahrer 8 die Dringlichkeit des Wechsels des Betriebszustands zu verdeutlichen. Darüber hinaus können weitere Einheiten innerhalb des Fahrzeugs 4 dazu eingesetzt werden, um den Fahrer 8 die Dringlichkeit seiner Handlung zu verdeutlichen. Beispielsweise können kurze Bremsvorgänge durchgeführt, Scheibenwischer aktiviert, Lichtsignale im Fahrzeuginnenraum eingeschaltet, Animationen durch das Infotainmentsystem 10 abgespielt werden.
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Unterbindet der Fahrer 8 in einer letzten Abfrage die Hände auf das Lenkrad zu legen, wird durch das Steuergerät 6 das Fahrzeug 4 in den sicheren Zustand überführt 38.
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Die 5 veranschaulicht in einem schematischen Ablaufdiagramm das Verfahren 2 gemäß einer dritten Ausführungsform. Dabei wird in der 5 eine beispielhafte Alternative zum Ablauf in 4 gezeigt, bei der ein Wechsel des Betriebszustands vom teilautomatisierten Betriebszustand aus 3 zurück zu einem manuellen Betriebszustand des Fahrzeugs 4 durchgeführt wird. Hierbei fungiert der Indikator 12 als eine Warn-Kaskade, innerhalb der eine schnelle Eskalation bis zu einer Notbremsung erfolgen kann.
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Es wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 4 sich im teilautomatisierten Betriebszustand befindet und der Fahrer 8 das Verkehrsgeschehen überwacht 40. Während des aktivierten Betriebszustands werden Messdaten von fahrzeugseitigen Sensoren 5, wie beispielsweise Kamerasensoren, Radarsensoren, LIDAR-Sensoren, GNSS-Sensoren, Fahrüberwachungssystemen und dergleichen, durch das Steuergerät 6 empfangen und verarbeitet.
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In einem weiteren Schritt wird durch das Steuergerät 6 festgestellt, dass die Anwendungsgrenzen im Streckenverlauf überschritten 41 werden und der teilautomatisierte Betriebszustand in Kürze nicht mehr verfügbar sein wird. Der Fahrer 8 wird durch das Infotainmentsystem 10 über diesen bevorstehenden Wechsel des Betriebszustands informiert 42. In einem weiteren Schritt 43 wird dem Fahrer 8 die Gelegenheit gegeben innerhalbe einer Zeitspanne von beispielsweise 3 Sekunden die Hände am Lenkrad zu positionieren. Dabei erfolgt auch eine Prüfung, beispielsweise durch Sensoren am Lenkrad oder durch optische Sensoren im Fahrzeuginnenraum, ob der Fahrer 8 seine Hände am Lenkrad positioniert hat.
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Alle Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 des Indikators 12 werden zum Verdeutlichen des Wechsels des Betriebszustands des Fahrzeugs 4 aktiviert. Aufgrund des Fahrgeschehens ist der Wechsel des Betriebszustands dringend bzw. muss im dargestellten Ausführungsbeispiel schnell erfolgen, wodurch nach Ablauf der Zeitspanne eine hohe Eskalationsstufe durch das Steuergerät 6 ermittelt 44 wird.
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Der Indikator 12 wird als Wandanzeige eingesetzt. Dabei werden die Zuständigkeitsanzeigen 14, 16, 18 des Indikators 12 rot gefärbt und können blinkend animiert werden.
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In einer anschließenden Abfrage bzw. Prüfung 45 kann das Steuergerät 6 ermitteln, dass der Fahrer 8 seine Hände auf dem Lenkrad des Fahrzeugs 4 positioniert hat. Als Folge hiervon erfolgt der Wechsel des Betriebszustands 46 vom teilautomatisierten Betriebszustand in den manuellen Betriebszustand des Fahrzeugs 4. Würde der Fahrer 8 der Aufforderung 45 nicht folgen, so würde das Fahrzeug 4 durch das Steuergerät 6 in einen sicheren Zustand überführen 47 oder eine Notbremsung einleiten. Das Überführen in den sichern Zustand kann beispielsweise ein automatisiertes Anhalten am Seitenstreifen oder ein automatisiertes Anfahren eines nächsten Parkplatzes oder Rastplatzes umfassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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