用于操作自动驾驶机动车辆的方法与流程

本发明涉及一种用于操作自动驾驶机动车辆的方法。本发明还涉及一种用于执行这种方法的计算机程序产品、一种用于自动驾驶机动车辆的控制单元以及一种具有这种类型控制单元的机动车辆。

背景技术：

能够在不受人类驾驶员的影响的情况下驾驶、控制和停放(高度自动或自主驾驶)的乘用车辆或其他机动车辆被称为自动驾驶机动车辆(有时也称为自主陆地车辆)。在对于驾驶员而言不需要手动控制的情况下，也使用术语机器人汽车。在这种情况下，驾驶员座椅可以保持空置；可以想象方向盘、制动踏板和油门踏板可能不存在。术语“自动驾驶机动车辆”还包括不受驾驶员的影响或完全没有驾驶员的卡车、农用拖拉机和军用车辆。

然而，上述自动驾驶机动车辆可以遭遇诸如例如恶劣天气条件或在山坡上的情况，使得它们不能自主地应对。然后，驾驶员可能需要接管对机动车辆的控制以确保道路安全。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是示出即使在上述情况下也能保证道路安全的方法。

本发明的目的通过一种用于操作自动驾驶机动车辆的方法来实现，该方法具有以下步骤：

-从自动驾驶模式改变到手动驾驶模式

-用动作识别装置监测机动车辆的脚部空间，以及

-检查是否存在至少一个指定动作。

能够在不受人类驾驶员的影响的情况下驾驶、控制和停放(高度自动或自主驾驶)的乘用车或其他机动车辆被称为自动驾驶机动车辆(有时也是自主陆地车辆)。在对于驾驶员而言不需要手动控制的情况下，也使用术语机器人汽车。驾驶员座椅可以保持空置；可以想象方向盘、制动踏板和油门踏板可能不存在。

脚部空间意味着驾驶员座椅前方的自由空间，就座者的脚位于其中。在需要时控制机动车辆的乘客被认为是驾驶员，诸如例如可以是根据等级3或4的自动驾驶机动车辆的情况。因此，驾驶员所在的车辆侧被认为是驾驶员侧。在传统机动车辆(即非自动驾驶机动车辆)中，在驾驶员侧的脚部空间中，，存在制动踏板、油门踏板和可能的离合器踏板。

动作是指包含信息的驾驶员身体的运动。动作可以是驾驶员的右脚或左脚的快速或突然向前运动，以便操作制动踏板或油门踏板。动作也可以是驾驶员身体的一部分的指定位置，诸如例如他的右脚的位置。

动作识别装置可以体现为基于装置或基于摄像机的动作识别。此外，动作识别装置还可以是基于红外的系统，或者可以体现为基于电场强度的变化来检测动作。基于装置的动作识别是基于佩戴在驾驶员身体上并且驾驶员必须应用的加速度传感器或位置传感器。

在基于摄像机的动作识别的情况下，摄像机用于非接触地获取驾驶员图像数据。为此目的，存在具有一个摄像机和多个摄像机的系统，其中较新的系统通常利用3d数据操作并且通过飞行时间摄像机或所谓的结构光照摄像机工作。这些方法依赖于2d和3d图像分析技术来检测驾驶员的动作和运动。

在自动驾驶模式中，控制单元在没有驾驶员参与的情况下控制机动车辆。手动驾驶模式是在驾驶员请求接管机动车辆的控制之后控制单元切换的模式。此外或另外，还可以提供的是驾驶员可以通过指定动作手动触发从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变，例如，如果他的印象是控制单元被目前交通情况的管理弄得不知所措。

因此，驾驶员可以在需要时接管机动车辆的控制以确保道路安全。

根据一个实施例，从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变可以由机动车辆的控制单元和/或机动车辆的驾驶员触发。换句话说，在一种情况下在车辆侧触发从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变和/或由驾驶员触发从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变，例如其中驾驶员执行类似于用于执行紧急制动的运动的动作或不同的指定动作，以便使机动车辆的控制变化进入自动驾驶模式。结果，即使控制单元没有启动从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变，驾驶员也有可能进行干预。因此，道路安全性进一步提高。

根据另一实施例，指定动作对应于制动踏板操作和/或油门踏板操作的操作运动。制动踏板(也称为脚制动杆)用于几乎所有机动车辆中以致动行车制动系统。它设置在驾驶员座椅区域的脚部空间中，并且通常由驾驶员用右脚操作。因此，制动踏板操作的指定动作被理解为例如向前运动，即在机动车辆的行驶方向上的运动。通常是油门踏板的加速器踏板是指机动车辆的控制元件，利用该控制元件，驾驶员可以控制和/或调节机动车辆的至少一个牵引发动机的发动机功率。它也设置在驾驶员座椅区域的脚部空间中并且通常也由驾驶员用右脚操作。因此，用于油门踏板操作的指定动作被理解为例如向前运动，即在机动车辆的行驶方向上的运动。

根据另一实施例，在手动驾驶模式中，机动车辆的至少一个操作变量根据指定动作而变化。因此，驾驶员可以通过动作控制在手动驾驶模式下控制或影响机动车辆。不需要传统的控制元件，例如制动踏板和/或油门踏板。

根据另一实施例，操作变量是机动车辆的减速度和/或加速度。因此，驾驶员可以使机动车辆停止，例如或者甚至可以加速机动车辆以解决交通状况。

根据另一实施例，在手动驾驶模式中，可以激活至少一个虚拟踏板。虚拟踏板可以作为虚拟制动踏板或虚拟油门踏板操作。虚拟踏板没有到行车制动系统和/或机动车辆的牵引发动机的控制信号传输连接。这些控制信号由动作识别装置提供。然而，虚拟踏板提供触觉反馈并且因此使驾驶员能够正确地调节他的动作或例如将他的脚保持在期望的位置。

根据另一实施例，启用弹簧偏置的虚拟踏板。例如如果控制单元已经请求驾驶员接管机动车辆的控制或者驾驶员已经通过指定动作手动触发从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变，则可以执行该操作。于是，虚拟踏板可以弹出，即可以从平坦的脚部空间地板上升或从凹部中露出。因此，虚拟踏板除此之外在脚部空间中不占用空间，因此在自动驾驶模式中不存在对脚部空间的限制。

此外，本发明包括计算机程序产品和用于执行这种方法的控制单元以及具有这种类型控制单元的机动车辆。

附图说明

现在使用附图描述本发明。在附图中：

图1以示意图示出了自动驾驶机动车辆；

图2以示意图示出了图1中所示的机动车辆的脚部空间；

图3以示意图示出了图2中表示的脚部空间的进一步细节；

图4以示意图示出了图2中表示的脚部空间的进一步细节。

具体实施方式

首先参考图1。

示出了在本示例性实施例中作为乘用车辆的机动车辆2。在与本示例性实施例不同的示例性实施例中，机动车辆例如也可以是卡车或公共汽车。

此外，在本示例性实施例中，机动车辆2被实施为用于高度自动或自主驾驶的自动驾驶机动车辆。换句话说，机动车辆2也可以被称为机器人汽车，其至少满足自动驾驶的分类的等级3(高度自动化)。

在这种情况下，等级3机动车辆被理解为驾驶员不必持续监控的自动驾驶机动车辆2。机动车辆2独立地执行诸如触发指示器、车道变换和车道保持的功能。驾驶员可以处理其他事情，但是当需要时驾驶员必须在控制单元14需要时在警告时间内接管控制。

与本示例性实施例的不同之处在于，自动驾驶机动车辆2也可以是例如等级4机动车辆，其中通过控制单元14持续地执行机动车辆2的控制。如果控制单元14不再管理驾驶任务，则可以要求驾驶员接管机动车辆2的控制。

对于所描述的功能和任务，在本示例性实施例中，控制单元14包含硬件和/或软件部件。

现在参考图2。

为了使驾驶员能够接管机动车辆2的控制，机动车辆2包含用于监控机动车辆2的脚部空间4的动作识别装置6。

脚部空间4是驾驶员座椅18前面的驾驶员的自由空间，驾驶员可以在脚部空间4中定位他的脚。诸如在例如根据等级3或4的自动驾驶机动车辆的情况下，在需要时控制机动车辆2的乘客被认为是驾驶员。

动作识别装置6被实现为用于本示例性实施例中的基于摄像机的动作识别。为此目的，本示例性实施例中的动作识别装置6包含硬件和/或软件部件。此外，本示例性实施例中的动作识别装置6包含提供3d数据的多个摄像机16。摄像机16可以是飞行时间测距原理摄像机(time-of-flight-kameras)或所谓的结构光摄像机。

要检测的动作可以是为了操作制动踏板或油门踏板的驾驶员右脚的快速或突然向前运动。此外，动作也可以是驾驶员身体的一部分的指定位置，诸如例如他的右脚的位置。

动作识别装置6检查是否存在要检测的动作，并且如果存在指定动作，则引起从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变。

现在另外参考图3和4。

在本示例性实施例中示出了具有两个踏板的虚拟踏板8，用于制动踏板的第一踏板10a和用于油门踏板的第二踏板10b。第一踏板10a可以设置在脚部空间4的中央左侧，而第二踏板10b可以设置在脚部空间4的右侧。

本示例性实施例中的第一踏板10a以及第二踏板10b各自通过连杆20(诸如例如铰接接头)连接到脚部空间4中的地板22。

换句话说，在本示例性实施例中，存在直立踏板设置。作为与本示例性实施例的不同之处，还可以存在悬挂踏板设置，其中踏板10a、10b的相应旋转点位于顶部。

弹簧12设置在第一踏板10a或第二踏板10b与地板22之间。

在正常状态下(即在自动驾驶模式期间)，第一踏板10a和第二踏板10b平放在地板22上，从而相应的弹簧12被压缩。换句话说，虚拟踏板8的第一踏板10a和第二踏板10b均为弹簧偏置的。

或者，第一踏板10a和第二踏板10b也可以容纳在地板22中的相应凹槽中。

在操作中，动作识别装置6连续监视机动车辆2的脚部空间4并且检查是否存在指定动作，即是否存在制动踏板操作和/或油门踏板操作。例如，指定动作可以是启动紧急制动的指示。特别地，以高制动踏板速度开始但随后在达到必要制动压力(负制动踏板加速度)之前降低强度的制动操作是紧急制动的特征。

如果存在制动踏板操作和/或油门踏板操作，则在第一子步骤中执行从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变。换句话说，初始制动踏板操作和/或油门踏板操作触发从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变。

随着从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变，虚拟踏板8被激活，即虚拟踏板8的弹簧偏置踏板10a和第二踏板10b被启用。各个弹簧12膨胀，使得第一踏板10a和第二踏板10b从地板22上升，并且实现图3中所示的位置。

在第二子步骤中，在手动驾驶模式中，机动车辆2的至少一个操作变量(在本示例性实施例中是机动车辆2的减速度)现在根据驾驶员的右脚的位置或者第一踏板10a的位置而改变，和/或机动车辆2的加速度现在根据驾驶员的右脚的位置或第二踏板10b的位置而改变。

动作识别装置6为此目的检测驾驶员的右脚位置或第一踏板10a的位置和/或第二踏板10b的位置，并且从中确定用于致动机动车辆2的行车制动系统和/或牵引发动机的控制信号。

因此，在手动驾驶模式中，驾驶员可以通过动作控制来控制或影响机动车辆2。在这种情况下，引起从自动驾驶模式到手动驾驶模式的改变的动作是指示例如紧急制动的动作，而在第二子步骤期间的动作是位置。

作为与本示例性实施例的不同之处，还可以提供的是控制单元14已经请求驾驶员接管机动车辆2的控制。在这种情况下，与上述第二子步骤一样，在手动驾驶中模式，机动车辆2的至少一个操作变量被改变，例如机动车辆2的减速度根据驾驶员的右脚位置或第一踏板10a的位置而改变，和/或机动车辆2的加速度根据驾驶员右脚的位置或第二踏板10b的位置而改变。

因此，当需要时，驾驶员可以接管机动车辆2的控制以确保道路安全。

附图标记列表：

2机动车辆

4脚部空间

6动作识别装置

8虚拟踏板

10a踏板

10b踏板

12弹簧

14控制单元

16摄像机

18驾驶员座椅

20连杆

22地板