无驾驶员地运行全自动引导机动车的车辆系统的方法以及机动车与流程

本发明还涉及一种用于无驾驶员地运行机动车的、设计用于全自动引导机动车的车辆系统的方法以及一种机动车。

背景技术：

在现有技术中已经已知了大量自动引导机动车的可能性，尤其是也在不通过驾驶员进行监管的情况下，即自主地。为此使用了车辆系统，其设计用于全自动地引导机动车且能够进行相应的车辆引导干预，例如转向干预、纵向引导干预以及其他车辆系统的使用/参数化。

此前描述的这种全自动车辆系统的使用是把例如停在停车场所的停车位上的机动车召唤到驾驶员的当前位置。其他的建议也致力于无驾驶员的、自主的运行车辆系统，以便使机动车基于驾驶员的指示，必要时在特殊的时间点，运动至确定的位置。

因此，车辆系统的基本上已知的设计方案包括这样可能性：在预定了目的地时，尤其在使用机动车的导航系统的情况下确定至目的地的待驶过的路线以及将机动车自主地引导至目的地，尤其是至尽可能接近目的地的目标位置。这表示，在通过驾驶员预定了目的地的情况下以及激活了把机动车自主带到目的地的情况下，在车辆系统方面产生并使用运行信息，当然在随后的进程中修改/补充该运行信息，以便考虑当前的行驶情况状态。

在此问题在于，驾驶员必须主动确定，何时机动车应该从一个地点更换至下一个地点。恰恰在例如当对驾驶员来说情况改变时，即驾驶员例如必须争取到达另一个目的地时，这是不利的。

技术实现要素：

因此，本发明的任务在于，实现使得驾驶员对当前情况的反应得到改进的、无驾驶员的机动车运行。

为了完成该任务，在前述类型的方法中根据本发明规定了，根据至少一个对驾驶员的状态信息作出评估的跟随标准自动地确定并使用运行信息，所述状态信息包括描述驾驶员的当前位置的地点信息和/或描述在驾驶员处存在或需要的资源的量的资源信息，在机动车中储备有所述资源，所述运行信息描述将机动车带到跟随位置，所述跟随位置与驾驶员的当前位置和/或预期的驾驶员的目的地相距的距离较短、尤其是相距最小可能距离。

因此根据本发明建议了，连续地追踪驾驶员状态以及在使用跟随标准的情况下也自主地决定，是否需要改变机动车的位置。例如，如果根据地点信息追踪了驾驶员的当前位置，则可以设想，如此运行机动车，使得其始终具有距驾驶员的当前位置的最小可能的距离，从而驾驶员始终具有至机动车的短路程。可选地，在满足跟随标准时，机动车也可以被带到尽可能地接近预测目的地，其中一方面可以规定，把驾驶员的运动行为的绝对最终位置作为目的地，然而另一方面，也可以把中间目的地用作目的地，该中间目的地可以对应于在机动车到达跟随位置的时间点的驾驶员的预测位置。由于在维持至驾驶员的短距离的情况下也会在达到跟随位置时始终存在该短的距离，就上述意义而言使用目的地是优选的。

如果机动车用于，为驾驶员运输需要的资源，例如水或工作材料，则当驾驶员的资源被耗尽时，也可以满足跟随标准。则机动车可以自主地巡航至驾驶员附近。

通过这种方式得到了多个优点。一方面驾驶员不必每次在其需要机动车或在机动车中运输的资源时主动地向机动车发出指示，因为该机动车持续地追踪驾驶员的行为/运动。提供了明显的路程和时间节省，因为驾驶员不必回退一至机动车的明显较小的路程；正好相反机动车可以明显更快地基于主动的指示朝着驾驶员的直接的当前位置行驶。因此，在需要时驾驶员和机动车更快地相见并且驾驶员节省了时间。

最后，通过根据本发明的方法提供了一种预测性的、自主的行驶。机动车独立地追踪在机动车外部驾驶员的运动/活动。例如，如果驾驶员决定当前对其运动行程改变路线，例如以便对环境因素(雷雨、自行车道被封锁)做出反应，则驾驶员不必主动地通知机动车路线改变，而是机动车独立做出反应。

对驾驶员进行辅助的一个全新的方面在于通过机动车提供资源的预测性供给。这样便能大大减轻驾驶员的工作，因为驾驶员既不必承担去到资源的供给处的责任，也因此不必及时对资源短缺做出反应。通过机动车可以运输资源的至少一部分，驾驶员可以整体动用大量的资源和/或自己只需携带极少的资源。由此驾驶员在很多情况下承担较小的重量。

本发明的有利的改进方案规定了，被用作所述跟随标准的是：机动车的当前位置和驾驶员的当前位置之间的距离超过距离阈值。通过这种方式，机动车最终遵守至驾驶员的最大距离。如果激活了相应的自主的辅助模式，则车辆系统在驾驶员在机动车外部运动时基于至驾驶员本身的距离决定，机动车是否应该沿驾驶员的方向行驶。机动车确保，其始终位于至驾驶员的最大距离之内，该最大距离通过距离阈值描述。在满足该跟随标准时，机动车独立地开始运动，并随后停在驾驶员附近。通过这种方式，驾驶员仅需要走过较小的路程便能到达机动车。另一方面，当驾驶员主动朝着自己召唤机动车——因为机动车本来就处于附近——时，机动车明显更快地到达驾驶员处。

跟随标准的另一个优选的有利的设计方案规定了，被用作所述跟随标准的是：超过了确定预测的目的地的可靠性的可靠性阈值，其中被用作所述跟随位置的是：尽可能接近目的地的目标位置。即如果车辆系统以可接受的安全性(通过可靠性阈值描述了该安全性)识别了具体的点作为驾驶员的目的地，则可以如此确定运行信息，使得机动车及时地和消耗最佳地到达该目的地的附近。当驾驶员运动经过一地区，该地区在多处机动车都不能到达，例如，当徒步至荒野中或者在进行一种体育运动项目——在该体育运动项目中可以使用在未开发的地带中使用的运动器械，例如滑翔伞时，这是特别有利的。此外，当驾驶员使用仅具有确定的、明确限定的停车位置的公共交通工具时，针对驾驶员的最终目的地的、车辆系统的运行会是有利的。

具体地可以规定，为了确定跟随位置和/或目的地，预测驾驶员的将来的路程。在这种情况下特别有利的是，除了驾驶员的当前位置之外，预测还考虑把驾驶员的运动历史和/或包括尤其是驾驶员的周围环境中感兴趣的地点(poi)的数字地图数据，和/或尤其是包括驾驶员的运动速度和运动方向的当前的运动信息作为至少部分被状态信息包括的输入数据。即车辆系统有利地追踪驾驶员的运动，这便于预测其将来的路线。运动历史在此尤其可以在车辆系统本身方面通过在过去对于当前位置的记录操作，即地点信息完成。然而尤其优选地，机动车可以考虑数字地图数据，在那里尤其是感兴趣的地点(pointsofinterest-poi)和当时的运动特征，尤其是驾驶员的速度和方向。通过这种方式实现了针对不同的时间标度的突出、可靠的预测。

尤其有利的还有，在预测的范围内使用描述了驾驶员所用的前进工具的前进工具信息。通常前进工具决定了：驾驶员在接下来的路程上有哪些选择。例如，如果驾驶员在路上徒步，则提供可步行的路程，而对自行车的前进工具来说，该选择可能已经略微被限制。相对自由的运动可能性提供了飞行的前进工具供使用，例如滑翔伞。前进工具信息当然可以通过驾驶员的输入确定，而根据本发明优选的是，前进工具信息通过输入数据的至少一部分自动确定。在此能够使用确定的前进工具标准用于决定，该前进工具标准例如可以涉及使用的或还有未使用的路程、地区、位置顺序等。因此例如可以区分前进工具，例如自行车、滑板、小船、滑翔伞等。

在本发明的尤其优选的设计方案中规定了，把低于或超过用于资源信息的资源阈值来作为跟随标准。如果对通过机动车本身进行资源运输来说涉及由驾驶员在其在机动车外部的活动期间消耗的资源，则有利地规定一跟随标准，该跟随标准监控低于用于资源信息的资源阈值，即由驾驶员自己携带的资源的量。即总是在驾驶员的资源耗尽时，机动车才前往到其附近，从而驾驶员能简单且迅速地从机动车的储备中得到新的资源。然而，如果驾驶员收集了资源，例如在采蘑菇时，可设想使用此处描述的方法。则有利地规定监控超过用于资源信息的资源阈值来作为鉴于该资源的跟随标准，从而驾驶员发现其附近的机动车，以便能够在机动车内部堆放好其收集的资源量的至少一部分。

在这种情况下特别有利的是，在满足了描述机动车中低于补充阈值的资源储备的补充标准时，确定并使用描述通过机动车，尤其是通过自主在供给站购入来补充资源的运行信息，和/或，为了显示而把机动车的资源储备发送给驾驶员的移动设备。因此，如果机动车携带的资源本身耗尽，则机动车能够——如果可以的话——独立地运动至供给站，以及例如通过自主购入来增加资源储备。通常，然而尤其是在该前后联系中还有利的是，驾驶员可以始终一起追踪机动车中的资源情况，尤其是基于由驾驶员随身携带的移动设备，例如智能电话或智能手表。

随后同样特别优选的是，在满足了补充标准时，说明自主的补充过程的执行，尤其是伴随着补充过程的预测的持续时间的驾驶员信息被传递至移动设备。因此，当机动车中资源短缺时，驾驶员基于其移动设备获得相应的消息，以及因此也被告知可能与此相关的时间延迟，直至机动车再次到达。

此处仍要注意，在通过驾驶员收集资源时机动车可以承担相应的任务，尤其是在输出标准的范围内检查，机动车中资源的储备是否超过输出阈值。如果是这种情况，则可以确定运行信息，在这种情况下该运行信息描述了，资源自主地传输至收集处且在那里被输出。

一般来说，状态信息可以至少部分地从由驾驶员随身携带的移动设备接收和/或至少部分地在机动车中确定。

在此可以具体地设定，根据通过移动设备接收的、与该移动设备连接的和/或在该移动设备中包含的传感器的传感器数据和/或根据在移动设备处的输入确定状态信息。例如可以设想，根据安置在移动设备，例如智能电话中的gps传感器来追踪驾驶员的当前位置。例如可以由安置在移动设备中的指南针和/或惯性传感器布置的数据得到驾驶员的其他运动特征，例如其速度和/或方向。然而，例如当使用基于图像数据和/或音频数据的模型识别算法且进而能够提供关于驾驶员的资源状态的指示时，在资源信息方面在移动设备中安置传感器是有利的。

然而另一方面，移动设备也可以与外部传感器连接，其中还可以有利地额外地或可选地设置，资源信息由通过移动设备接收的、驾驶员的与该移动设备连接的、影响资源消耗的应用设备的运行数据确定。例如，外部传感器可以是重量传感器和/或液位传感器，它们能够布置在资源位于其中的、随身携带的容器中。其他外部传感器也可以包括rfid芯片等。如果驾驶员使用必须由资源供给，用于消耗资源等的技术应用设备，则同样可以利用其运行参数，以便确定资源需求。为了连接移动设备和其他设备/传感器，优选能够使用无线通信连接，例如蓝牙连接、wlan连接和/或nfc连接。作为无线通信方法，优选使用移动无线电连接和/或至少部分地通过因特网运行的连接用于机动车与移动设备的通信。

鉴于资源还可以规定，在车辆系统方面，根据从上一次已知的驾驶员方面的量开始驾驶员的活跃时间段和/或根据由状态信息推导出的和/或在状态信息中包含的、描述驾驶员的活跃度的活跃度信息确定资源信息。总是在资源相对均匀地随时间消耗时，对于确定资源信息(对其预测来说更准确)来说可能已经足够的是，观察驾驶员的活跃时间段，以便得到相对可靠的消息。然而尤其优选的是，如果资源信息在机动车方面确定，那么该资源信息在使用状态信息的情况下确定。因此，能够使用关于驾驶员的信息，因此活跃度信息，例如驶过的路程和平均的资源消耗，以便能够确定其当前的资源情况。

所述方法的有利的改进方案规定了，描述驾驶员方面的资源需求的需求信息作为资源信息的一部分由通过移动设备传递的、驾驶员的生物统计上的测量数据确定。为了确定生物统计上的测量数据，可以使用生物统计传感器。这种设计方案尤其是当驾驶员进行体育运动且因此通常需要摄取液体和/或食物时是有利的。相应的食物和饮料能够存储在机动车内部，该机动车根据跟随标准位于驾驶员可见的跟随位置中。在此，例如可以把脉搏率、呼吸频率、皮肤传导能力等用作生物统计上的测量数据。这种传感器已经部分地安置在移动设备中，其中然而也可以设想，这种传感器相应地连接到移动设备上或与该移动设备连接。

有利地，可以使用移动电话，尤其是智能电话作为移动设备。当然也可以设想其他移动设备，例如平板电脑等，其中使用智能手表当作移动设备被证明是特别有利的，因为其会容易由驾驶员随身携带。

本发明的另一个有利的设计方案规定了，在机动车外部的与车辆系统的控制器通信的服务器设备上执行用于自动确定运行信息的运算的至少一部分。因此也可以设想，当应该决定，机动车何时且如何向驾驶员行驶时，使外部逻辑设备参与。然而优选地，根据本发明的方法尽可能完全地在机动车内部应用，其中必要时可以规定，查阅外部的信息资源，例如可用的/空闲的停车位的数据库等。

在此仍要注意，可以借助于不同的、基本上已知的算法执行预测，该预测为了实施根据本发明的方法而被执行。例如，在预测的范围内，可以使用已知的统计或机器学习方法。也可以使用特殊的硬件用于执行预测，例如fpga、神经形态芯片等。如上所述，原则上可以设想，然而比较不优选的是，也在机动车外部的服务器上进行计算以执行预测。

在多种应用情况中可以使用根据本发明的方法。首先纯粹示例性地以送报人的情况为例。该送报人自身仅携带一定数量的报纸且把报纸分发给待供给的家庭。在此，报纸能够在口袋中被运输，通过一重量传感器确定，仍有多少报纸存在于送报人的口袋中。如果此处被视作资源的报纸耗尽，则在机动车——该机动车在使用移动设备的情况下基于由重量传感器传递的资源信息了解资源短缺——方面确定，满足跟随标准。其中存储了大量报纸的机动车此时行驶到送报人附近，以便为其进一步供给报纸。

另一个使用根据本发明的方法的例子是在滑翔伞中。滑翔伞运动员和其机动车来到山上，且开始其起飞。机动车通过其运动特征曲线确定，该滑翔伞运动员飞行地且迅速地前进。机动车直接开始运动，以便在预测的目的地与滑翔伞运动员碰见。当滑翔伞运动员在飞行中改变了其路线，则机动车可以独立地对该改变做出反应。在这种前后联系中，说明根据本发明的方法可以有利地应用于为其它运动类型供给水和食物，例如为自行车骑行者、跑者等。

除了上述方法外，本发明还涉及一种机动车，该机动车具有设计用于全自动引导机动车的车辆系统，该车辆系统具有设计用于执行根据本发明的方法的控制器。所有关于根据本发明的方法的实施方案都可以类似地用于根据本发明的机动车，借助于该机动车同样能够得到已经指出的优点。

附图说明

本发明的其他优点和细节由如下对实施例的说明以及根据附图得出。在此示出：

图1示出根据本发明的方法的实施例的流程图；

图2示出用于确定状态信息的驾驶员方面的装置，以及

图3示出根据本发明的机动车。

具体实施方式

图1示出根据本发明的方法的实施例的大概的流程图。如果驾驶员在具有设计用于自主引导机动车的车辆系统的机动车中激活了车辆系统的自主辅助模式，则该方法开始。这种激活可以参数化进行，其中尤其可以决定，是希望纯粹自主的跟随运行、还是驾驶员鉴于在机动车外部执行的、需要或产生资源的活动而需要运输支持。

在步骤s1中，确定描述驾驶员的当前情况的状态信息，在纯粹自主跟随的情况下足够的是：描述驾驶员的当前位置作为地点信息以及必要时还有运动特征，其中在此处观察的、机动车应该在资源运输时进行辅助的情况中，除了通过地点信息描述的驾驶员的当前位置之外，还确定描述了在驾驶员处存在的或需要的资源的量的资源信息，在机动车中存在所述资源的储备。存在用于确定状态信息的多种可能性，应该至少部分地鉴于图2进一步具体对其进行阐述。

在那里示出驾驶员1，其在此位于仅仅示意性在远处示出的机动车2外部。驾驶员1随身携带了移动设备3，在此是智能电话4。智能电话4能够确定状态信息本身的若干部分，例如地点信息，因为其具有gps传感器5。智能电话4还可以具有其他传感器，即摄像机6、麦克风7、惯性传感设备8和生物统计传感器9，所述其他传感器能够检测作为状态信息的组成部分的基础的传感器数据。例如，惯性传感设备8实现了，确定驾驶员1的运动信息，尤其是当前的运动速度和当前的运动方向。

摄像机6和麦克风7的数据能够通过使用合适的模型识别方法和/或图像处理算法提供关于资源信息的指示。生物统计传感器9提供了驾驶员1的生物统计上的测量数据，这尤其在运动活动中是重要的，以便能够确定驾驶员1方面对饮料和/食物的需求，饮料和食物也能被设定为资源。

智能电话4也能够通过通信连接10与其他能够提供状态信息的组成部分和/或对其确定有用的数据的设备通信，其中在此开始与外部传感器11通信，该外部传感器在此设计为容器中的重量传感器，该容器包含报纸作为可能的资源12。

移动设备3可以通过在此设计为移动无线电连接的通信连接13向机动车2传递状态信息的所有收集的组成部分和/或传感器数据、测量数据或运行数据，在机动车方面需要所述数据用于确定状态信息。

驾驶员1在机动车2外部的运动历史也可以理解为相应的当前的状态信息的组成部分，该运动历史可以根据当前位置，即地点信息，以及必要时还有运动信息毫无问题地被一起记录。

在已知了状态信息之后，在步骤s2中检查是否满足至少一个跟随标准。在此，跟随标准在一定程度上取决于自主的辅助模式的具体的任务设置，如上所述，可以在辅助模式激活时选择该任务设置。在此，可以主要区分三种应用情况。

第一应用情况可以称为跟随模式。这与每种资源无关且仅应该用于负责：使机动车2始终——至少当这是有意义的时——在最大距离之内处于驾驶员1周围，因此可以由此假设，驾驶员1需要机动车2。为此，跟随标准的两个具体的设计方案会是可行的，必要时可以累积地使用该设计方案。一方面可以设想，作为跟随标准检查，机动车2和驾驶员1之间的距离是否超过了距离阈值。在此，理想地还可以为这种跟随标准补充排除标准，该排除标准检查：驾驶员1究竟在当前的时间点或在确定的时间窗内在将来是否会需要机动车2。例如，如果驾驶员1恰好使用了公共交通工具，仅仅能在确定的位置，即停车站离开该公共交通工具；当驾驶员1例如操纵飞行器、小船等时，出现类似情况，因为距大陆一定高度或距离时驾驶员1也不能触及机动车2。

在跟随模式中可设想的第二跟随标准是驾驶员1的目的地的尽可能可靠的可确定性，其可以是最终目的地或中间目的地。例如，为此例如可以使用是否超过用于预测的目的地的确定的可靠性的可靠性阈值。为了预测驾驶员1的目的地，有利地也考虑状态信息，其中具体地为了确定目的地，预测驾驶员1的将来的路程。有利地，在预测的范围内，除了驾驶员的当前位置，即地点信息之外，还考虑驾驶员1的已经提到的运动历史和驾驶员1的当前的运动信息。其他在预测的范围内动用的、有效的材料是数字地图数据，该数字地图数据尤其也包含在驾驶员1的周围环境中感兴趣的地点。

然而，目的地的预测在此也使用了额外的信息，即描述了驾驶员1的所用的前进工具的前进工具信息。在此，也分析地自动地确定该前进工具信息，其中尤其在关于数字地图数据的环境中评估该运动历史，以便确定，例如驾驶员1是否在途中使用了飞行器(以高速横越标记为荒野的区域)，使用了小船(越过水)，使用了自行车(使用自行车道)或徒步，例如在步行道上。也可以进行更深入的评估，其探讨了运动模式、运动速度等。

通过考虑前进工具信息——其可选地也可以通过驾驶员1的输入确定——能够至少对若干前进工具来说明显更大可能性地说明目的地，例如作为在使用小船时的港口，或者作为在使用滑翔伞时的滑翔机-降落场。

基本上根据本发明，基于目的地——可能是最终目的地或中间目的地——的运行是优选的，因为尤其也可以一起考虑机动车2的运动时间等，从而当驾驶员出现在相应的目的地时，机动车2实际上尽可能接近驾驶员1。在此仍要注意，当然也可以组合式地观察与目的地相关的跟随标准和与距离阈值相关的目标标准。一旦超过距离阈值且能够以足够的可靠性指明目的地(此处尤其是中间目的地)时，机动车2就自主运动。

当驾驶员1消耗或需要机动车2运输的资源时，也可以使用低于用于资源信息的资源阈值作为跟随标准。然而，如果驾驶员1收集资源，例如在采集蘑菇时，可以使用超过用于资源信息的资源阈值作为跟随标准。即例如如果驾驶员1分送报纸，可以监控——例如通过传感器11，驾驶员是否仍带有足够的报纸。如果报纸耗尽，则可以满足跟随标准，且机动车2朝着驾驶员1运动，像下文仍将描述的那样。如果驾驶员1恰好在进行运动，则可能存在需要饮料或食物资源，这例如可以从已经提到的生物统计上的测量数据推导出，然而也可以由驾驶员1目前为止的活跃性历史得出。因此，当该驾驶员应该进食和/或饮水时，机动车2可以向驾驶员1行驶。当然还可以设想大量其他例子，其中驾驶员1在机动车2外部活跃时，需要、消耗和/或获得确定的资源，机动车2可以极其有效地自主地对所述资源的运输进行辅助。

如果满足了跟随标准(或预定义的跟随标准的组合)，则在步骤s3中确定运行信息，该运行信息适合于，使机动车2自主地朝着跟随位置行驶。该跟随位置在较不优选的设计方案中如此确定，即得到至驾驶员1的当前位置的尽可能小的距离。然而优选其与目的地相关，如上所述，该目的地也可以是中间目的地。随后如此选择跟随位置，即跟随位置和目的地之间的距离尽可能小。在此，动用用于自主行驶计划的可能的方法，像其在现有技术中已知的那样，其中也可以使用外部的资源，例如包含空闲的停车位的数据库等。在步骤s4中，相应地执行运行信息。从而当驾驶员想再次使该机动车用于行驶时，想要接收或卸下资源等时，驾驶员1具有至机动车2的尽可能短的距离。

根据本发明的方法的另一种功能性——出于清晰性原因在图1中未具体示出该功能性——涉及当机动车2被驾驶员1需要时和/或应该提供驾驶员需要的资源12时，持续地监控是否满足补充标准。补充标准监控，是否机动车2中的资源储备低于补充阈值。如果是这种情况，即机动车2中需要额外的资源12，则确定运行信息，该运行信息描述了机动车2朝着资源12供给站的行驶以及在那里的自主补充过程，例如自主购入。如果执行了这种补充行驶，则也把相应的、也包含了补充过程的预测的持续时间的信息传递给驾驶员1的移动设备3。此外，在一实施例中——在该实施例中机动车2应该运输和陆续交付需要的和/或消耗的资源12——有利的是，始终把机动车2的当前的资源储备传递给移动设备3以供显示。

当驾驶员1收集资源12时，也可以设想类似的做法，因为一旦满足了输出标准(该输出标准例如描述了机动车2中供使用的存储空间)的输出阈值，则可以设定，机动车2自主地运行以输出资源12，以便为在驾驶员1方面新收到的资源提供空间。

最后，图3示出了根据本发明的机动车2的原理简图。如上所述，该机动车具有设计用于全自动地，在此是自主地引导机动车2的车辆系统14，该车辆系统又包括控制器15，该控制器设计用于执行根据本发明的方法。通过通信设备16可以建立与移动设备3的通信连接13。