本发明涉及一种用于控制车辆的设备和方法。
背景技术
由de102014007341a1已知一种用于运行车辆的方法，其中，根据检测到的信号求取车辆驾驶员的疲劳和/或不专注并且根据求取的疲劳和/或不专注的严重程度至少将警告信号输出给驾驶员。除了输出警告信号以外，根据本发明，支持至少一个行驶运行的一定数量的车辆驾驶员辅助系统一直被自动地激活直至开始停歇。
技术实现要素：
根据本发明提出一种用于控制车辆的方法和设备，其中，可以使车辆在第一运行状态和第二运行状态中运行，在该第一运行状态中，该车辆在其行驶运动方面由驾驶员控制，在该第二运行状态中，车辆在其行驶运动方面在没有驾驶员干预的情况下自主地或至少高度自动化地被引导，其中，设置驾驶员观察装置，该驾驶员观察装置探测驾驶员的驾驶能力并且在识别到驾驶员无驾驶能力的情况下自发地将车辆控制装置从第一运行状态切换到第二运行状态中。
本发明的核心是，借助驾驶员观察装置检测驾驶员，并且，在高度自动化地行驶的车辆或自主行驶的车辆中，如果驾驶员由于无驾驶能力或注意力转移而不能够自己完全发觉驾驶任务，那么自动地激活现有的辅助装置。
这通过本发明的技术方案来解决。有利的扩展方案和构型由优选实施方式得到。
在本发明的范畴内，“高度自动化地行驶的车辆”的概念被用于这样的车辆状态，在这些状态中车辆至少逐段地在没有驾驶员的自身干预的情况下自动地通过驾驶事情被引导，然而驾驶员在车辆不再能够满足其高度自动化的行驶功能的非常规行驶状况中必须接管驾驶任务。在此，在本发明的内容中针对这样一些车辆来设置“自主行驶的车辆”的概念，其中，车辆也可以自己克服复杂的行驶状况并且驾驶员的互动或监视不再是必要的。
在驾驶员在高度自动化地行驶的情况下必须接管驾驶任务以手动地继续引导车辆的情况中，这例如可以借助驾驶员信息与切换之间的一定告知时间来进行。
以有利的方式这样扩展所述设备，使得车辆在第二运行状态中操控用于车辆沿车辆纵向方向的运动控制的促动装置和/或用于车辆沿车辆横向方向的运动控制的促动装置和/或车辆的信号装置。通过用于沿车辆纵向方向控制运动的促动装置，可以使车辆在自主运行状态或高度自动化运行状态中独立地加速或减速并且从而可以在没有驾驶员互动的情况下沿着预先计算出的行驶轨迹引导车辆。通过设置用于车辆沿横向方向的运动控制的促动装置，可以通过没有驾驶员干预的转向干预这样改变车辆的行驶方向，使得高度自动化或自主地沿着预先计算出的行驶轨迹控制车辆。此外，通过在车辆上设置信号装置，可以自动地针对行驶方向改变或针对应借助警告闪光装置警告后随交通的行驶状况发出信号并且因此自主地被引导的车辆或高度自动化地被引导的车辆会通知其车辆环境即将发生的行驶操作。
此外有利的是，驾驶员观察装置是内部空间摄像机，该内部空间摄像机识别驾驶员的疲劳。可以借助车辆内部空间中的摄像机或高分辨率传感器识别驾驶员和其表情和面部表达并且如下分析评价确定的运动样式，驾驶员是专注于目前的驾驶任务或者是有驾驶能力的，还是驾驶员注意力或驾驶能力不存在，从而使进一步的措施变得必要。为此可以设置，摄像机或高分别率的雷达传感器或激光雷达传感器至少检测车辆驾驶员的头部区域并且在此检测眨眼的强度和/或频度、检测驾驶员打哈欠或检测驾驶员在预给定的时间段内打哈欠的频度或检测驾驶员闭眼的时长并且由这些值中的一个或多个确定驾驶员的疲劳状态，借助疲劳状态的值来触发车辆控制从第一运行状态到第二运行状态中的切换。
此外有利的是，驾驶员观察装置是通话装置或者是与车辆耦合的移动无线电设备，通过所述通话装置或移动无线电设备识别驾驶员在移动无线电设备或通话装置或娱乐设备上拨入或拨出的通话或操作活动。由此可以检测驾驶员的通话活动或驾驶员的上网活动，从而可以确定驾驶员从当前驾驶事情的注意力转移度，与该驾驶事情有关地能够将车辆的车辆控制从第一运行状态切换到第二运行状态中。
此外有利的是，驾驶员观察装置是测量值感测器，该测量值感测器检测方向盘的操纵和/或行驶踏板的操纵和/或制动踏板的操纵并且通过分析评价偏转幅度、偏转速度和/或驾驶员观察装置的操纵频度来确定驾驶员是专注于驾驶事情上还是不专注的。通过对驾驶员操纵装置如行驶踏板、制动踏板和/或转向装置的操纵幅度、操纵速度和/或操纵频度进行分析评价，可以推导出当前的驾驶员注意力，并且相应地保持车辆控制的第一运行状态或者将其切换到第二运行状态上，以便在驾驶员不专注的情况下在高度自动或自主的运行模式中继续引导车辆，以便提高行驶安全性。
此外有利的是，驾驶员观察装置是测量值感测器，该测量值感测器探测车辆纵向速度和/或车辆横向速度和/或车辆纵向加速度和/或车辆横向加速度和/或围绕车辆横摆轴线、即车辆竖轴的转动速率和/或围绕车辆侧倾轴线、即车辆纵轴线的转动速率和/或围绕车辆俯仰轴线、即车辆横轴线的转动速率和/或车辆环境中的对象并且检测所述对象相对于本身车辆的可提供的相对坐标。通过探测车辆纵向动态特性、车辆横向动态特性以及转动速率，可以求取本身车辆的目前行驶方式并且例如可以识别摇摆的行驶方式，该行驶方式可以推断出驾驶员昏迷。这种摇摆的行驶方式例如可以在驾驶员突发心脏病或当驾驶员是不专注的并且仅偶尔将车辆修正到车道上时被识别到。此外，也可以借助外部环境传感装置来实现驾驶员观察，其方式是，对象传感器，如同例如雷达传感器、激光传感器、视频传感器和/或超声波传感器，测量对象的相对位置以及求取相对运动和/或本身车辆向该识别到的对象的靠近并且在驾驶员注意力方面进行评价。通过分析评价本身车辆相对于识别到的对象的相对位置和相对运动，同样可以分析评价本身的车辆纵向动态特性和/或车辆横向动态特性，为此不必需用于求取本身车辆运动的速度传感器、加速度传感器或转动速率传感器。
此外可能的是，将例如借助人工智能在后台计算的车辆预算额定轨迹与事实上驶过的车辆实际轨迹进行比较。在额定轨迹与例如可以借助环境传感装置通过分析评价与对象的间距和相对位置实现的实际轨迹之间存在偏差并且在偏差值与阈值的比较存在偏差的情况下，可以使行驶状态从第一运行状态切换到第二运行状态中，从而可以自动地激活高度自动化或自主的行驶运行。在该实施的情况下的优点是，仅需要很少的多余花费，因为用于干预的额定轨迹不必由人工智能在后台预先计算出。在此，人工智能例如可以借助人工的神经元网络来构造。
此外有利的是，驾驶员观察装置布置在车辆以外，其方式是：关于驾驶员的驾驶能力的信息被存储在数据云中，车辆与该数据云连接，并且为了从第一运行状态到第二运行状态中的切换，在数据云中查询，这些代表驾驶员的驾驶能力的信息是否存在。例如，驾驶员的医生可以将信息存储在数据云中。车辆例如在每次重新起动时借助车对x数据连接进入数据云并查询所保存的驾驶员能力信息。如果医生在该数据云中已经保存了记录有驾驶员例如由于严重疾病而没有驾驶能力的信息，那么不可能激活相当于通过驾驶员进行的手动行驶运行的第一运行状态，而是仅可能进行高度自动化或自主的行驶运行。当驾驶员的医生在数据云中已经将健康状态输入为“健康”，即已经保存了存在有驾驶能力的信息、或者病假结束时间已到期并且在数据云中已自动删除了关于驾驶员的驾驶能力的信息时，才可以通过驾驶员在代表手动车辆运行的第一运行状态中重新运行车辆。通过该扩展方案保证驾驶员仅在其为此在健康方面有能力时才能够手动地运行车辆。在该驾驶能力不存在的情况下，驾驶员仅在自主行驶运行或在高度自动化的行驶运行中才能够利用其车辆，由此提高行驶安全性。
此外有利的是，在从第一运行状态切换到第二运行状态中之前，借助警告装置将视觉和/或听觉和/或触觉的驾驶员警告输出给驾驶员。该扩展方案具有这样的优点，即驾驶员在切换之前被告知切换时间点并且该驾驶员必要时可以禁止从第一运行状态到第二运行状态中的自动切换。这可以是有意义的，因为驾驶员想要有意识地继续进行手动运行状态并且为此有意识地重新将必要的注意力转移到驾驶任务上。
特别有意义的是，以控制元件的形式实现本发明方法，该控制元件被设置用于自主行驶功能或高度自动化行驶功能的控制器。在此，在控制元件上存储有程序，该程序能在计算设备尤其在微处理器或信号处理器上运行并且适合于实施本发明的方法。在该情况下，本发明通过存储在控制元件上的程序来实现，使得设置有所述程序的该控制元件以与所述方法相同的方式示出本发明，所述程序适合于实施所述方法。尤其可以应用电存储介质，例如只读存储器作为控制元件。
本发明的另外特征、应用可能性和优点由对本发明实施例的后续描述得出，这些实施例在附图中示出。在此，所有所描述的或所示出的特征本身或以任意组合构成本发明的主题，而与它们在权利要求中或权利要求引用中的概述无关以及与它们在说明书或附图中的表述或图示无关。
附图说明
下面，根据附图阐述本发明的实施例。在此示出：
图1具有本发明方法的本发明设备的实施方式的示意性方框图。
具体实施方式
在附图中示出车辆控制装置1，该车辆控制装置具有用于车辆控制参量的输入电路2。此外，车辆控制装置1具有另一输入电路13，用于驾驶能力参量的输入信号被输送给该另一输入电路。输送给用于车辆控制参量的输入电路2的输入信号是这样的信号，根据所述信号将其输送给用于车辆加速、车辆减速或车辆转向的车辆促动器。环境传感装置3的输出信号可以被考虑作为输送给用于车辆控制参量的输入电路2的输入参量。在此，环境传感装置3可以包括超声波传感器、雷达传感器、视频传感器、激光雷达传感器或由这些传感器类型构成的组合。这些传感器识别对应的传感器的探测范围内的对象并且可以求取对象与本身车辆的相对位置并且必要时求取相对速度。在此，可以以有利的方式将由环境传感装置3探测到的对象的位置列表输出给用于车辆控制参量的输入电路2，以便在车辆控制装置1中进一步处理这些位置列表。此外，可以将用于数字地图数据4的装置的输出信号提供给用于车辆控制参量的输入电路2。通常，导航设备具有数字地图数据，所述数字地图数据例如可以被输送给用于车辆控制参量的输入电路2，以便根据导航数据用于操控促动装置10,11,12以及信号装置21，所述导航数据例如也可以包含驶过的道路的路段走向。制动踏板传感器5的输出信号可以作为另外的输入信号被提供给用于车辆控制参量的输入电路2，其中，在此能够求取通过驾驶员进行的操纵速度、操纵打轮以及也许能够求取制动踏板的操纵频度，并且可以将它们输出给用于车辆控制参量的输入电路2。如果使车辆控制装置1在相当于手动运行模式的第一运行模式中运行，那么根据由制动踏板传感器5检测到的制动踏板操纵来操控减速装置12并且使车辆制动。此外，也可以根据借助环境传感装置3识别到的对象来操控减速装置12的促动装置，以便例如减小剧烈的碰撞危险。此外同样可能的是，在可以借助导航设备的数字地图数据4识别到弯曲的路段走向的情况下也操控减速装置12，以便减小目前的车辆速度。作为用于车辆控制参量的输入电路2的另外的输入参量，设置有行驶踏板传感器6，所述行驶踏板传感器与制动踏板传感器5类似地检测行驶踏板的由驾驶员操纵实现的偏转幅度、偏转速度以及必要时的偏转频率并且将它们输送给用于车辆控制参量的输入电路2。根据检测到的这些行驶踏板传感器操纵可以在车辆控制装置1的相当于手动运行模式的第一运行模式中操控加速装置11，以便相应地使车辆加速。例如电控的节气门、燃料喷射系统的燃料量配量装置或电驱动装置的功率晶体管被考虑作为加速装置11。此外，将转向角传感器7的输出信号输送给用于车辆控制参量的输入电路2，其中，该转向角传感器7检测方向盘的驾驶员操纵并且提供参量如方向盘的偏转幅度、车辆控制装置1的偏转方向、偏转速度以及可能的转向频度。如果使车辆控制装置1在相当于手动运行模式的第一运行模式中运行，那么可以基于由转向角传感器7提供的转向信号来操控用于转向装置的促动装置10。在此，根据偏转和偏转速度而定地可以不同强度地或者也可以不同速度地操控转向装置10，以便相应地调节车辆的转向角。此外，作为用于车辆控制参量的输入电路2的输入参量，设置有c2x接口(车对x接口)，所述接口可以借助接收天线20来实施。车辆可以通过该接收天线20接收数据云19的数据并且例如获得由紧邻的车辆环境中的其它交通参与者提供的高精度动态地图数据或运动数据。根据输送给用于车辆控制参量的输入电路2的输入参量可以通过控制装置8在也可以称为手动运行模式的第一运行模式中提供用于车辆控制参量的输出电路9的输出参量。在此，将输入参量输出给后继的促动装置10,11,12以及输出给信号装置21，其中，将在转向角传感器7上的驾驶员转向操纵输出给转向装置10，将由行驶踏板传感器6检测到的行驶踏板操纵输出给加速装置11的促动装置，并且将由制动踏板传感器5检测到的制动踏板操纵输出给用于减速装置12的促动装置。另外的安全功能(如自动紧急制动功能或车辆纵向速度的自动匹配)可以附加地叠加到这些手动的车辆条件上。此外，车辆控制装置1具有用于驾驶能力参量的另一输入电路13，例如可将制动踏板传感器5、行驶踏板传感器6、转向角传感器7和车对x接口的输出参量提供给所述另一输入电路。此外，可将内部空间摄像机14或高分别率的雷达传感器或激光雷达传感器的输出信号提供给用于驾驶能力参量的所述输入电路13，所述传感器识别并且分析处理驾驶员的注意力并且从而可以确定，驾驶员目前是注意力集中在驾驶事情上还是从驾驶事情转移注意力。此外，驾驶员操纵可以由制动踏板传感器5、行驶踏板传感器6以及转向角传感器7的信号来确定并且由这些参量的出现频度和强度来求取。在驾驶员疲劳或由于其它活动如打电话或操作娱乐装置而转移注意力的情况下，驾驶员对所述转向角传感器7、制动踏板传感器5以及行驶踏板传感器6的操纵行为会改变，使得这些传感器装置较不频繁地被操纵，然而以较大程度并且较仓促地被操纵。由此，同样如由内部空间摄像机14或者高分辨率的内部空间传感器14那样可以推导出驾驶员注意力。此外，将通话装置15或耦合的智能手机15的信号输送给用于驾驶能力参量的输入电路13，由此可以求取，驾驶员是否由于操作移动电话(例如由于打电话或或通过互联网活动)从驾驶事情上转移注意力并且从而是否可能存在无驾驶能力。此外，作为用于驾驶能力参量的输入电路13的输入参量，设置有操作装置16，所述操作装置例如可以是用于操纵车辆功能的操纵按钮或转动按压调节钮(drehdrücksteller)或触摸屏。如果驾驶员目前正忙于操纵车辆功能，例如改变空调装置的设定，那么该情况同样可以表明驾驶员从驾驶事情上转移注意力并且从而产生目前的驾驶员无驾驶能力。此外，可以将涉及驾驶员健康状态的信息输送给用于驾驶能力参量的输入电路13。因此，例如驾驶员的医生可以在驾驶员严重患病的情况下将信息存储在数据云19中。如果车辆由驾驶员启动，那么例如借助车对x接口20从数据云19查询信息并且识别出，在驾驶员严重患病的持续时间内使车辆仅在第二运行状态ii、即自主行驶状态或高度自动化的行驶状态中运行。当驾驶员的医生在数据云19中重新删除疾病信息或者有期限的疾病信息已到期时，驾驶员才可以重新在第一运行状态i中手动地运行车辆。由此保证，带有严重疾病的驾驶员不是自己驾驶车辆并且因此不会由于他的健康状况而危害自己和他的交通参与者。
输送给用于驾驶能力参量的输入电路13的参量被输送给驾驶能力确定装置17，在该驾驶能力确定装置中基于操纵强度和操纵频度来求取注意力转移，从而求取驾驶员的无驾驶能力，并且与用于各个输入参量的阈值进行比较。如果超过预给定的阈值(因为识别到驾驶员特别大地从驾驶事情上转移注意力并且从而通过驾驶能力确定装置17已求取了无驾驶能力)，那么由驾驶能力确定装置17产生输出给控制装置8的输出信号。在该情况下，控制装置8从第一运行状态切换到第二运行状态中，其方式是，自主或高度自动化地继续引导车辆。在所述第二运行状态中，通过加速、减速和转向沿着规定的行驶路段来引导车辆，而不需要驾驶员为此通过操纵制动踏板、行驶踏板或转向装置来预给定控制命令。因此，在该第二运行状态中主要基于环境传感装置3的输出信号、数字地图数据4以及车对x接口20的输入数据沿着预先计算出的行驶轨迹来引导车辆。在控制装置8中从第一运行状态切换到第二运行状态之前，驾驶能力确定装置17可以激活驾驶员警告装置18，该驾驶员警告装置例如可以是听觉、视觉或触觉的信号或者是由它们构成的组合。通过驾驶员警告装置18的所述信号，驾驶员获悉：直接面临第一运行状态到第二运行状态中的切换，并且如果驾驶员想要在第一运行状态中继续引导车辆，那么必要时驾驶员必须开始应对措施。如果不执行驾驶员的应对措施，那么控制装置8例如在经过预确定的时长之后从手动的第一运行状态切换到受自动引导的第二运行状态中。