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Title:
OPERATING SYSTEM FOR CONTROLLING A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/069016
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an operating system for controlling a vehicle, said operating system having an operating element (10) for a manual operation by a vehicle operator; a display module (12) in order to present the vehicle surroundings (14) with a vehicle projection (16) integrated therein, wherein the operation of the operating element (10) produces a change in the vehicle projection (16) within the vehicle surroundings (14); and a computer system in order to cause the vehicle to move in the vehicle surroundings analogously to the change in the vehicle projection (16) within the vehicle surroundings (14). The invention also relates to a method for controlling the vehicle (10) using the operating system. The vehicle is an autonomously drivable vehicle (10), preferably an all-wheel-steered omnidirectionally drivable vehicle, thereby allowing a reliable, secure, and simultaneously intuitive control of the vehicle (10).

Inventors:
JOERGER ROMAN (DE)
HAIDUK PAUL (DE)
BIENEFELD NICLAS (DE)
GEUDER KARSTEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100803
Publication Date:
April 15, 2021
Filing Date:
September 16, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60K35/00; B60K37/06
Foreign References:
DE102012002304A12013-08-08
EP3121085A12017-01-25
US20170197637A12017-07-13
DE102015214608A12017-02-02
US20180336007A12018-11-22
DE19803873A11999-08-12
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Claims:
Patentansprüche

1. Bediensystem zum Steuern eines Fahrzeugs, wobei das Bediensystem aufweist ein Bedienelement (10) zum manuellen Bedienen durch einen Fahrzeugfahrer; ein Anzeigemodul (12), um eine Fahrzeugumgebung (14) mit einer darin eingebetteten Fahrzeugprojektion (16) darzustellen, wobei das Bedienen des Bedienelements (10) eine Änderung der Fahrzeugprojektion (16) innerhalb der Fahrzeugumgebung (14) bewirkt; ein Computersystem, um das Fahrzeug zu veranlassen, sich in seiner Umgebung analog zu der Änderung der Fahrzeugprojektion (16) innerhalb der Fahrzeugumgebung (14) zu bewegen.

2. Bediensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (10) zum Bedienen durch den Fahrzeugfahrer auf dem Anzeigemodul (12) anordenbar ist.

3. Bediensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemodul (12) ausgebildet ist, um linksseitig, mittig, rechtsseitig, vorderhälftig oder hinterhälftig in einem Innenraum (18) des Fahrzeugs, insbesondere in einer Mittelkonsole (20) des Fahrzeugs angeordnet zu sein.

4. Bediensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemodul (12) ausgebildet ist, so dass eine fahrzeugprojektionsfeste Darstellung oder so dass eine fahrzeugumgebungsfeste Darstellung erfolgt, wobei dies vorzugsweise wahlweise einstellbar ist.

5. Bediensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (10) zum manuellen Bedienen nicht lösbar mit dem Anzeigemodul (12) verbunden ist.

6. Bediensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (10) zum manuellen Bedienen lösbar mit dem Anzeigemodul (12) verbunden ist. 7. Bediensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem ausgebildet ist, um das Fahrzeug in Echtzeit oder nach mindestens einer erfüllten Bedingung zu veranlassen, sich in seiner Umgebung analog zu der Änderung der Fahrzeugprojektion (16) innerhalb der Fahrzeugumgebung (14) zu bewegen, wobei vorzugsweise mindestens eine Bedingung eine Bestätigung durch den Fahrzeugfahrer und/oder mindestens eine Bedingung der Ablauf eines definierten Zeitintervalls, beispielsweise zwei Sekunden, ist.

8. Bediensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemodul eine Fischaugen-Projektion darstellt.

9. Bediensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugfahrer eine vom Fahrzeug zu einem Fahrzeugziel (22) zu fahrende Trajektorie über das Bedienelement (10) in das Anzeigemodul (12) eingeben kann und/oder dass der Fahrzeugfahrer das Bedienelement (10) derart steuert, dass er die Fahrzeugprojektion (16) innerhalb der Fahrzeugumgebung (14) auf ein durch das Fahrzeug in seiner Umgebung zu erreichendes Fahrzeugziel (22) steuert, wobei das Fahrzeug insbesondere, sofern möglich, eine mit dem Bedienelement (10) eingegebene Vorgabe zum Erreichen des Fahrzeugziels (22) imitiert.

10. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs (10) mit einem Bediensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die funktionalen Schritte der Mittel des Bediensystems nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9.

Description:
Bediensvstem zum Steuern eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Bediensystem zum Steuern eines Fahrzeugs, insbesondere zum Steuern eines autonom, vorzugsweise allradgelenkt und omnidirektional, fahrbaren Fahrzeugs.

Insbesondere kann bei einem autonom, allradgelenkt und omnidirektional fahrenden Fahrzeug neben einem vollautonomen Fahrmodus auch ein teilautonomer Fahrmodus oder eine manuelle Steuerungsmöglichkeit für dieses Fahrzeug vorgesehen sein. Da gemäß diesem Beispiel alle vier Räder bevorzugt individuell gelenkt werden können, ist eine Querführung mittels konventionellem Lenkrad mit nur einem Freiheitsgrad nicht zweckmäßig.

Grundsätzlich bekannt ist beispielsweise ein Bediensystem zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß der Offenlegungsschrift DE 19803873 A1. Diese Offenlegungsschrift bezieht sich auf ein Bediensystem zur Steuerung wenigstens der Querbewegung eines Fahrzeuges, insbesondere für ein allradgelenktes Fahrzeug, mit einem handbetätigbaren Bedienelement. Dabei ist das Bedienelement zur Einstellung rotatorischer Fahrzeugquerbewegungskomponenten um eine zur Fahrzeughochachse im Wesentlichen parallele Drehachse rotatorisch und zur Einstellung translatorischer Fahrzeugquerbewegungskomponenten in Fahrzeugquerrichtung translatorisch betätigbar. Dieses Bediensystem ist insbesondere zum Steuern, also Lenken, von allradgelenkten Automobile vorgesehen. Dabei muss der Fahrer seine Umgebung mit ständigen Kontrollblicken nach außen kontrollieren, um Unfälle zu vermeiden.

Insbesondere zum präzisen Steuern des Fahrzeugs, vor allem bei langsamen Manövern auf engem Raum, beispielsweise beim Parken oder Rangieren, benötigt der Fahrer viele Umgebungsinformationen. Bekannt sind auch 360-Grad-Kameras, wobei der Fahrer bei einem Zusammenspiel des vorgenannten Bediensystems mit einem 360-Grad-Kamera-Anzeigesystem eine mentale Verbindung zwischen seinen Bedieneingaben und dem angezeigten Bild des 360-Grad-Kamera-Systems knüpfen muss.

Alternative Anzeigesysteme, die nicht in das Fahrzeugsystem integriert sind, beispielsweise Smartphones, empfehlen sich nicht, da der Fahrer hierzu die Flände vom Bedienelement nehmen müsste. Außerdem würde kein fließender Übergang zwischen einer manuellen Fahrt in eine assistierte Fahrt erfolgen, und umgekehrt, weil hierzu erst das Smartphone eingestellt werden müsste. Dies erhöht somit insgesamt das Risiko während des Fahrens und ist daher nicht zu bevorzugen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Bediensystem zum Steuern eines Fahrzeugs, insbesondere zum Steuern eines autonom, vorzugsweise allradgelenkt und omnidirektional, fahrbaren Fahrzeugs und ein diesbezügliches Verfahren zu schaffen, um ein zuverlässiges, sicheres und gleichzeitig intuitives Steuern zu ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Bediensystem zum Steuern eines Fahrzeugs, insbesondere zum Steuern eines autonom, vorzugsweise allradgelenkt und omnidirektional, fahrbaren Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, insbesondere zum Steuern eines autonom, vorzugsweise allradgelenkt und omnidirektional, fahrbaren Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Bediensystem zum Steuern eines Fahrzeugs, wobei das Bediensystem aufweist ein Bedienelement zum manuellen Bedienen durch einen Fahrzeugfahrer; ein Anzeigemodul, um eine Fahrzeugumgebung mit einer darin eingebetteten Fahrzeugprojektion darzustellen, wobei das Bedienen des Bedienelements eine Änderung der Fahrzeugprojektion innerhalb der Fahrzeugumgebung bewirkt; ein Computersystem, um das Fahrzeug zu veranlassen, sich in seiner Umgebung analog zu der Änderung der Fahrzeugprojektion innerhalb der Fahrzeugumgebung zu bewegen. Das Fahrzeug ist insbesondere ein autonom, vorzugsweise allradgelenkt und omnidirektional, fahrbares Fahrzeug. Der autonome Betrieb kann teilautonom oder vollautonom erfolgen.

Das Bedienelement ist ein für den Fahrzeugfahrer haptisch greifbares Element. Es kann zusätzlich oder ersatzweise zu einem Lenkrad im Fahrzeug vorgesehen sein. Sofern der Fahrzeugfahrer das Bedienelement zum Steuern, insbesondere zum Lenken und/oder Be- und Entschleunigen, verwendet, erfolgt ein manuelles Bedienen durch den Fahrer.

Das Anzeigemodul zeigt eine Draufsicht der Umgebung des Fahrzeugs als miniaturisiert dargestellte Fahrzeugumgebung. Dabei weist das Anzeigemodul insbesondere ein Display auf. Dieses Display bildet die Fahrzeugumgebung nach. Dabei kann es sich um aus einem Sensorsystem, bevorzugt als Kamerasystem ausgebildet, eingespeiste Daten handeln und/oder um Daten aus einem Datenbanksystem. Es ist somit möglich, dass nur Sensordaten, nur Datenbankdaten oder eine Kombination hieraus verwendet werden.

Die Fahrzeugumgebung ist eine grafische Nachbildung der realen Umgebung des Fahrzeugs und wird auf dem Anzeigemodul dargestellt.

Die Fahrzeugprojektion kann, muss jedoch nicht auf dem Anzeigemodul visualisiert sein. Möglich ist beispielsweise auch, dass die Fahrzeugprojektion keine eigene visuelle Darstellung bildet, sondern durch Konturen des Bedienelements bestimmt wird.

Das Computersystem kann notwendige Rechenoperationen und Kommunikationsschritte durchführen, um die miniaturisierte Bewegung der Fahrzeugprojektion in der Fahrzeugumgebung auf das physisch reale Fahrzeug in der physisch realen Umgebung zu übertragen beziehungsweise zu steuern.

Somit ist es vorteilhaft, das Bedienelement zur Steuerung des Fahrzeugs gemeinsam mit einer Darstellung von Umgebungsinformationen auf einem Anzeigemodul zu verwenden. Der Benutzer kann somit insbesondere bei Parkmanövern die Fahrzeugbewegung zur Parklücke vorgeben oder durch Verwendung des Bedienelements als Auswahlgerät, die Zielpose beziehungsweise die Zielparklücke als Fahrzeugziel auswählen. Das Bedienelement kann somit sowohl zur allgemeinen Fahrsteuerung des Fahrzeugs als auch zur präzisen Vorgabe einer Zieltrajektorie beziehungsweise Zielpose als Fahrzeugziel genutzt werden.

Das Bedienelement fungiert dabei insbesondere kontaktanalog als Abbildung des Fahrzeugs in der Umgebung. Eine Betätigung des Bedienelements, beispielsweise ein Auslenken oder Aufbringen einer Kraft in mindestens einem Freiheitsgrad, führt zur Eingabe einer gewünschten Bewegung des Fahrzeugs. Zur kompletten Steuerung des insbesondere allradgelenkten Fahrzeugs sind drei Freiheitsgrade vorteilhaft.

Insbesondere ist vorgesehen, die Fläche unterhalb des Bedienelements per Anzeigemodul als Bildschirm auszugestalten und darauf Umgebungsinformationen anzuzeigen. Die Umgebungsinformationen werden als Fahrzeugumgebung wiedergegeben, die eine virtuelle Darstellung der echten Umgebung ist. Die Kombination aus Bedienelement mit darunter projizierter Umgebungsdarstellung lässt eine besonders intuitive Steuerung insbesondere von Parkmanövern zu, da hierbei das Bedienelement, welches vorzugsweise die Außenkontur eines Fahrzeugs hat, in die Parklücke verschoben wird, um ein Parkmanöver zu führen. Abgesehen von Parkmanövern übernimmt das Bedienelement bevorzugt die Funktion der manuellen Fahrzeugsteuerung oder im Falle einer vorliegenden Teil- oder Vollautomatisierung die Vorgabe des Fahrerwunsches, beispielsweise Spurwechsel und/oder Abbiegevorgänge.

Bevorzugt wird die Fläche in der Nähe des Bedienelements, beispielsweise direkt darunter, zur Darstellung von Umgebungsinformationen genutzt. Das Bedienelement kann beispielsweise über der Mitte des Anzeigemoduls angeordnet sein und translatorisch zu einer Zielposition geführt werden. Dabei kann es auch kontaktanalog die Ausrichtung an der Zielposition einnehmen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Bedienelement zum Bedienen durch den Fahrzeugfahrer auf dem Anzeigemodul anordenbar ist. Dies ermöglicht eine unmittelbare mentale Zuordnung des Bedienelements mit der Fahrzeugprojektion in den Kontext der Fahrzeugumgebung, sodass das reale Fahrzeug möglichst sicher und mit reduziertem Unfallrisiko in der Umgebung gesteuert werden kann. Flierzu kann das Bedienelement insbesondere die Kontur des Fahrzeugs aufweisen, um die mentale Zuordnung weiter zu erleichtern.

Grundsätzlich ist vorgesehen, dass das Bedienelement insbesondere die Kontur des Fahrzeugs aufweisen kann, um eine mentale Zuordnung zwischen der Fahrzeugprojektion in ihrer Fahrzeugumgebung auf das Fahrzeug in seiner Umgebung mit möglichst geringem Unfallrisiko zu vereinfachen.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Anzeigemodul ausgebildet ist, um linksseitig, mittig, rechtsseitig, vorderhälftig oder hinterhälftig in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet zu sein. Somit kann das Anzeigemodul flexibel eingesetzt werden. Der Fahrzeugfahrer benötigt nicht unbedingt ein umfangreiches Blickfeld nach außen, sondern kann insbesondere anhand des Anzeigemoduls seine Umgebung erkennen. Somit kann der Innenbereich komfortabel und für die Bedürfnisse des Fahrzeugfahrers zweckmäßig ausgestaltet werden. Besonders bevorzugt ist das Anzeigemodul in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet, um eine komfortable Bedienung zu ermöglichen. Eine solche Anordnung in einer Mittelkonsole ermöglicht es dem Fahrer, seine Arme nicht belastend und somit ermüdend heben zu müssen, wie beispielsweise beim klassischen Lenkrad. Insbesondere bei langen Strecken ist dies somit sehr hilfreich, sowie für Menschen mit körperlichen Beschwerden beziehungsweise Behinderungen.

Bevorzugt kann das Anzeigemodul so ausgebildet sein, dass eine fahrzeugprojektionsfeste Darstellung oder dass eine fahrzeugumgebungsfeste Darstellung erfolgt, wobei dies vorzugsweise wahlweise einstellbar ist. Da jeder Fahrzeugfahrer individuelle Vorlieben und zudem individuelle mentale Stärken hat, kann der Fahrzeugfahrer jenen Modus wählen, der ihm am komfortabelsten erscheint und der somit ein möglichst sicheres Steuern des Fahrzeugs ermöglicht.

Es kann vorteilhaft sein, dass das Bedienelement zum manuellen Bedienen nicht lösbar mit dem Anzeigemodul verbunden ist. Dies bedeutet, dass das Bedienelement beispielsweise geneigt oder gedreht werden kann, jedoch nicht vom Anzeigemodul abgelöst werden kann. Dies ist vorteilhaft, um zu verhindern, dass das Bedienelement herunterfällt, sodass das Fahrzeug mangels weiterer Bedienung stehen bleibt und somit umgebenden Verkehr blockiert und unfallgefährdend behindert. Als analoge Orientierung kann als nicht lösbares Bedienelement beispielsweise ein Joystick verstanden werden.

Alternativ ist vorgesehen, dass das Bedienelement zum manuellen Bedienen lösbar mit dem Anzeigemodul verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass das Bedienelement beispielsweise einfach auf einem Fahrzeugziel, also auf einer Zielposition, innerhalb der auf dem Anzeigemodul angezeigten Fahrzeugumgebung platziert werden kann. Das Computersystem kann anschließend selbst berechnen, und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der detektierten Verkehrssituation der Umgebung, wie das Fahrzeug das Fahrzeugziel erreichen soll beziehungsweise wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Bedienelement bequem bedient und gehalten werden kann, da Fahrzeugfahrer unterschiedliche Arm längen aufweisen. Dies ist vorteilhaft für lange Fahrten, um Ermüdungen vorzubeugen. Als analoge Orientierung kann als lösbares Bedienelement beispielsweise eine Funkmaus für einen Computer verstanden werden.

Das Computersystem ist vorzugsweise ausgebildet, um das Fahrzeug in Echtzeit oder nach mindestens einer erfüllten Bedingung zu veranlassen, sich in seiner Umgebung analog zu der Änderung der Fahrzeugprojektion innerhalb der Fahrzeugumgebung zu bewegen.

Ein Betrieb in Echtzeit bedeutet, dass das Fahrzeug durch das Bedienelement wie mit einem klassischen Lenkrad gesteuert beziehungsweise gelenkt wird. Dabei kann durch eine Bewegung nach vorne beispielsweise auch eine Beschleunigung und durch eine Bewegung nach hinten beispielsweise auch eine Entschleunigung erfolgen. Das Bedienelement ergänzt oder ersetzt somit das Lenkrad und/oder Gas- und/oder Bremspedale.

Eine zu erfüllende Bedingung kann sein, dass eine finale Freigabe vom Fahrzeugfahrer erforderlich ist, bevor ein Fahrmanöver ausgeführt wird. Hierdurch erhöht sich die Sicherheit, da der Fahrzeugfahrer intuitiv einschätzen kann, ob beispielsweise eine vom Computersystem vorgeschlagene Trajektorie ausreicht.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mindestens eine Bedingung eine Bestätigung durch den Fahrzeugfahrer und/oder mindestens eine Bedingung der Ablauf eines definierten Zeitintervalls, beispielsweise zwei Sekunden, ist. Eine zu erfüllende Bedingung bedeutet somit insbesondere, dass das Anzeigemodul beispielsweise nach einer entsprechenden Vorgabe durch den Fahrzeugfahrer, eine oder mehrere Trajektorien zum Einparken vorschlägt, wobei der Fahrzeugfahrer anschließend eine bestimmte Trajektorie auswählt beziehungsweise bestätigt. Alternativ beispielhaft kann sein, dass erst eine bestimmte Zeit vergehen sollte, bis das Fahrmanöver vom Fahrzeug ausgeführt wird. Dies sind nur Beispiele. Es sind auch andere zu erfüllende Bedingungen möglich.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Anzeigemodul eine Fischaugen-Projektion darstellt. Klassisch bekannt ist eine solche Projektion mechanisch erzeugt durch ein Fischaugenobjektiv. Das Fischauge (englisch fisheye beziehungsweise fisheye lens) bezeichnet ein spezielles Objektiv, das mit der dazu nötigen Verzeichnung ein komplettes Gesichtsfeld abbilden kann. Im Gegensatz zu konventionellen Nicht Fischaugen-Objektiven, die eine senkrecht zur optischen Achse stehende Objektebene proportional abbilden (gnomonische Projektionsweise), bilden Fischaugenobjektive eine Flemisphäre oder mehr, mit deutlichen aber nicht übermäßigen Verzerrungen, auf der Bildebene ab. Gerade Linien, die nicht durch die Bildmitte laufen, werden gegebenenfalls gekrümmt abgebildet; die Abbildung ist stark tonnenförmig. Es bildet Flächenverhältnisse oder radiale Abstände meist getreuer ab als ein gewöhnliches, gnomonisch projizierendes Weitwinkelobjektiv und besitzt einen sehr großen Bildwinkel (meist 180 Grad in der Bilddiagonalen, bevorzugt bis zu 220 Grad, besonders bevorzugt 270 Grad bis zu 310 Grad). Bildwinkel von 180 Grad oder mehr sind mit der konventionellen Projektionsweise nicht erreichbar. Trotz der außergewöhnlich großen Bildwinkel ist der Helligkeitsabfall zum Bildrand hin leichter korrigierbar, als bei Weitwinkelobjektiven, weil der Abbildungsmaßstab zum Bildrand nicht so stark zunimmt, und das Licht nicht so große Flächen ausleuchten muss. Dieses Prinzip wird auf das Anzeigemodul bevorzugt angewandt. Vorteil ist hierbei, dass der Fahrzeugfahrer bereits vorzeitig sich nähernde Objekte angezeigt bekommt, sodass er rechtzeitig und sicherheitsbewusst reagieren kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Fahrzeugfahrer eine vom Fahrzeug zu einem Fahrzeugziel zu fahrende Trajektorie über das Bedienelement in das Anzeigemodul eingeben kann. Beispielsweise kann er das Bedienelement nutzen, um die Trajektorie einzuzeichnen. Allerdings fallen auch andere Möglichkeiten unter die vorstehende Formulierung.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Eingabemöglichkeit derart vorgesehen sein, dass der Fahrzeugfahrer das Bedienelement derart steuert, dass er die Fahrzeugprojektion innerhalb der Fahrzeugumgebung auf ein durch das Fahrzeug in seiner Umgebung zu erreichendes Fahrzeugziel steuert. Dies bedeutet, dass der Fahrzeugfahrer beispielsweise die Fahrzeugprojektion auf einem Parkplatz als Zielposition ablegt. Dabei kann optional auch der Weg durch einzelne Zwischenposen der Fahrzeugprojektion vorgegeben werden. Dies ist eine einfache, schnell durchzuführende und intuitive Möglichkeit zur Steuerung.

Insbesondere imitiert das Fahrzeug, sofern möglich, eine mit dem Bedienelement eingegebene Vorgabe zum Erreichen des Fahrzeugziels. Dies bedeutet, dass beispielsweise das Bedienelement als Miniaturauto ausgebildet sein kann. Das Fahrzeugfahrer kann dieses Miniaturauto im Sinne einer Fahrzeugprojektion auf dem Anzeigemodul bewegen, wobei das Fahrzeug die Fahrbewegungen in der realen Umgebung ausführt, also imitiert. Um ein versehentliches Verreißen des Bedienelements auszugleichen, kann das Bediensystem entsprechende Sicherheitsmaßnahmen durchführen, insbesondere unter Einbeziehung von Daten eines Detektionssystems.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs mit einem vorgenannten Bediensystem. Die einzelnen Eignungsangaben, beziehungsweise funktionelle Merkmale gelten dabei analog als Verfahrensschritte für das Verfahren. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Draufsicht auf ein Anzeigemodul eines Bediensystems nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2: eine Darstellung eines Innenraums eines Fahrzeugs mit einem darauf liegenden Bedienelement;

Fig. 3: ein Verlauf eines Parkmanövers unter Verwendung des Bediensystems nach Figur 1 , wobei eine fahrzeugprojektionsfeste Darstellung erfolgt;

Fig. 4: ein Verlauf eines Parkmanövers unter Verwendung des Bediensystems nach Figur 1 , wobei eine fahrzeugumgebungsfeste Darstellung erfolgt;

Fig. 5: ein Verlauf eines Parkmanövers unter Verwendung des Bediensystems nach Figur 1 , wobei eine unverzerrte Darstellung erfolgt;

Fig. 6: ein Verlauf eines Parkmanövers unter Verwendung des Bediensystems nach Figur 1 , wobei das Anzeigemodul eine Fischaugen-Projektion darstellt;

Fig. 7: ein Verlauf eines Parkmanövers unter Verwendung des Bediensystems nach Figur 1 , wobei ein Bedienelement während des Parkmanövers auf einem Fahrzeugziel verbleibt; und

Fig. 8: ein Verlauf eines Parkmanövers unter Verwendung des Bediensystems nach Figur 1 , wobei ein Bedienelement während des Parkmanövers auf einer ursprünglichen Position verbleibt. Die Erfindung betrifft ein Bediensystem zum Steuern eines Fahrzeugs, wobei das Bediensystem aufweist ein Bedienelement 10 zum manuellen Bedienen durch einen Fahrzeugfahrer; ein Anzeigemodul 12, um eine Fahrzeugumgebung 14 mit einer darin eingebetteten Fahrzeugprojektion 16 darzustellen, wobei das Bedienen des Bedienelements 10 eine Änderung der Fahrzeugprojektion 16 innerhalb der Fahrzeugumgebung 14 bewirkt; ein Computersystem, um das Fahrzeug zu veranlassen, sich in seiner Umgebung analog zu der Änderung der Fahrzeugprojektion 16 innerhalb der Fahrzeugumgebung 14 zu bewegen.

Erfindungsgemäß wird das Anzeigemodul 12 in der Nähe des Bedienelements 10, beispielsweise direkt darunter, zur Darstellung von Fahrzeugumgebung 14, als virtuelle Abbildung der realen Umgebung, genutzt. Das Bedienelement 10 kann beispielsweise, wie Figur 1 dargestellt, über einem Zentrum des ein Display aufweisenden Anzeigemoduls 12 angeordnet sein und translatorisch zu einem Fahrzeugziel 22 geführt werden. Dabei kann das Bedienelement 10 auch kontaktanalog die Ausrichtung an dem Fahrzeugziel 22 einnehmen.

Wie in Figur 1 dargestellt, ist die Fahrzeugprojektion 16 auf dem Anzeigemodul 12 unter dem Bedienelement 10 angeordnet.

Vorteilhaft sind das Bedienelement 10 und das Anzeigemodul 12 in einer Mittelkonsole 20 in einem Innenraum 18 des Fahrzeugs angeordnet. Diese Anordnung ist in Figur 2 dargestellt.

Gleichwohl ist diese Anordnung jedoch keine Voraussetzung für die Benutzung des Bediensystems. Denkbar ist beispielsweise auch eine Platzierung in der linken oder rechten Hälfte des Fahrzeugs, im Flinterraum des Fahrzeugs, oder als Teil einer mobilen Fahrzeugbedieneinheit.

Grundsätzlich ist es für den Einsatz der Erfindung vorteilhaft, die Fahrzeugumgebung 14 fahrzeugprojektionsfest darzustellen, siehe Figur 3. Bewegt sich das Fahrzeug in der Umgebung, so werden die dargestellten Informationen der Fahrzeugumgebung 14 mitgeführt. Für das Bedienelement 10 auf dem Display des Anzeigemoduls 12 ist eine feste Ruheposition vorgesehen. Die Ruheposition kann sich zentral auf dem Display befinden, vorzugsweise leicht versetzt in Richtung des Fahrzeughecks.

Genauso ist es, wie in Figur 4 dargestellt, auch denkbar, statt der fahrzeugprojektionsfesten Darstellung nach Figur 3 eine fahrzeugumgebungsfeste Darstellung der Informationen der Fahrzeugumgebung 14 zu verwenden. Bewegt sich das Fahrzeug, so führt dies zu einer entsprechenden Bewegung der kontaktanalogen Repräsentation des Fahrzeugs. Auf dem Display des Anzeigemoduls 12 wird weiterhin der bisherige Umgebungsausschnitt dargestellt. Erst beispielsweise nach Abschluss eines Fahrmanövers, oder nach Auswahl durch den Fahrzeugfahrer, wird die Darstellung der Fahrzeugumgebung 14 auf einen neuen, fahrzeugumgebungsfesten Punkt zentriert.

Darüber hinaus ist es vorzugsweise jederzeit möglich, zwischen den beiden Darstellungsweisen der Figuren 3 und 4 zu wechseln.

Eine Darstellung der Fahrzeugumgebung 14 im Sinne der Erfindung stellt Objekte vorzugsweise über den gesamten Darstellungsraum äquidistant dar, siehe Figur 5.

Möglich ist aber auch eine Darstellung nach Figur 6 mit über dem Darstellungsraum veränderlichen Maßstab. Diese allgemein als Fischaugen-Projektion bekannte Darstellungsweise lässt zum Beispiel eine Darstellung weit vom Fahrzeug entfernter Objekte zu, indem diese mit zunehmender Entfernung kleiner dargestellt werden. Figur 5 zeigt somit eine äquidistante Projektion der Umgebung, Figur 6 eine nicht äquidistante Fischaugen-Projektion.

Bevorzugt ist die Generierung der Fahrzeugumgebung 14 sowohl basierend auf Kamerabildern als auch auf Datenbankinformationen möglich. Eine Kombination der beiden Möglichkeiten ist ebenfalls denkbar.

Die auf dem Anzeigemodul 12 dargestellten Informationen sind nicht beschränkt auf die Fahrzeugumgebung 14. Möglich ist beispielsweise auch die Anzeige von Navigationshinweisen oder Gefahrenhinweisen. Ebenfalls ist eine Nutzung des Displays des Anzeigemoduls 12 in Kombination mit dem Bedienelement 10 zur Anzeige beliebiger Informationen bevorzugt, beispielsweise als Infotainment-System.

Zur Steuerung des Fahrzeugs mithilfe des Bedienelements 10 ist eine Vielzahl von Lösungen möglich. Generell kann unterschieden werden zwischen einer Echtzeit- Steuerung, bei der der Fahrzeugfahrer über das Bedienelement 10 eine Sollbewegung vorgibt, welche vom Fahrzeug sofort umgesetzt wird, und einer Vorgabe einer Zielpose oder Trajektorie beziehungsweise Zieltrajektorie durch den Fahrzeugfahrer, welche erst verzögert umgesetzt wird, insbesondere nach einer zu erfüllenden Bedingung.

Für die Echtzeit-Steuerung lenkt der Fahrzeugfahrer das Bedienelement 10 beispielsweise nur um wenige Millimeter aus, bevorzugt kleiner einschließlich einem Zentimeter, besonders bevorzugt kleiner einschließlich einem halben Zentimeter. Das Fahrzeug setzt sich sofort in Bewegung und folgt den Vorgaben des Fahrzeugfahrers in Echtzeit. Die Darstellung der Fahrzeugumgebung 14 wird entsprechend der Fahrzeugbewegung mitbewegt.

Eine andere Art der Steuerung bildet die Vorgabe eines Fahrzeugziels 22 oder einer Zieltrajektorie des Fahrzeugs, welche erst nach vollendeter Vorgabe durch das Fahrzeug umgesetzt wird. Eine Trajektorie beschreibt dabei eine zeitliche Abfolge von Bewegungen, die das Fahrzeug ausführt, um von der aktuellen Position zu einem Fahrzeugziel 22 überführt zu werden. Der Fahrzeugfahrer hat die Möglichkeit, die Trajektorie für das Fahrzeug direkt vorzugeben. Andererseits besteht die Möglichkeit, nur ein Fahrzeugziel 22, oder ein Fahrzeugziel 22 zusammen mit einer oder mehreren Zwischenposen ZP vorzugeben. Die Trajektorie wird in diesem Fall berechnet und dem Fahrzeugfahrer anschließend auf dem Display des Anzeigemoduls 12 zur Darstellung der Fahrzeugumgebung 14 präsentiert.

Die Vorgabe eines Fahrzeugziels 22 oder Zieltrajektorie kann der Fahrzeugfahrer durch translatorische und rotatorische Verschiebung des Bedienelements 10 vornehmen. Dazu wird das Bedienelement 10, welches kontaktanalog das Fahrzeug in der Umgebung darstellt, beispielsweise in eine Parklücke als Fahrzeugziel 22 verschoben. Die Parklücke kann vorzugsweise durch das Fahrzeug erkannt und gesondert dargestellt werden.

Hat der Fahrzeugfahrer das Bedienteil in das Fahrzeugziel 22 bewegt und so eine Trajektorie generiert, fährt das Fahrzeug die Trajektorie ab. Diese wird beispielsweise durch eine virtuelle Spur im Display verdeutlicht. Dabei kann im Sinne einer zu erfüllenden Bedingung zuerst auf eine Bestätigung der Trajektorie durch den Fahrzeugfahrer gewartet werden, beispielsweise durch eine weitere Bedienschnittstelle. Denkbar wäre auch, eine bestimmte Zeit nach Eingabe der Trajektorie abzuwarten, beispielsweise zwei Sekunden, und dann automatisch die Trajektorie abzufahren.

Während der Abfahrt der Trajektorie durch das Fahrzeug kann das Bedienelement 10 verschiedene Positionen einnehmen. Eine Möglichkeit wäre hierbei ein Verbleiben des Bedienelements 10 in dem auf dem Anzeigemodul 12 dargestellten Fahrzeugziel 22. Die ursprüngliche Position des Fahrzeugs in der Umgebung wird durch ein virtuelles Abbild der ursprünglichen Fahrzeugprojektion 16 in der Fahrzeugumgebung 14 markiert. Während des Abfahrens bewegt sich das Bedienelement 10 zusammen mit der Fahrzeugumgebung 14 in Richtung des ortsfesten virtuellen Abbilds zurück. Dies ist in der Figur 7 visualisiert.

Im Gegensatz zu der bevorzugten Ausführungsform nach Figur 7 ist es nach Figur 8 gleichwohl bevorzugt, dass das Bedienelement 10 nach Vorgabe der Trajektorie durch den Fahrzeugfahrer in seine Ausgangslage zurückkehrt und so die ursprüngliche Position des Fahrzeugs anhand der Fahrzeugprojektion 16 markiert. Eine entsprechend platzierte Fahrzeugprojektion 16 symbolisiert in diesem Fall das Fahrzeugziel 22. Während des Abfahrens verbleibt das Bedienelement 10 in der Ausgangslage.

Wie in den Figuren 3, 4, 7 und 8 dargestellt, können auf dem Anzeigemodul 12 mehrere Fahrzeugprojektionen 16 gleichzeitig dargestellt sein, wobei vorzugsweise mindestens eine Fahrzeugprojektion 16, beispielsweise farbig hervorgehoben ist, die eine Echtzeitposition des Fahrzeugs in der Umgebung symbolisiert. Die weiteren dargestellten Fahrzeugprojektionen 16 können beispielsweise aufeinanderfolgende Zwischenposen ZP vom Ausgangszustand zum Fahrzeugziel 22 darstellen.

Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Fahrzeugprojektion 16 grafisch dargestellt ist. So kann beispielsweise auch das Bedienelement 10, beispielsweise mit seinen Außenkonturen eine Fahrzeugprojektion 16 bilden. In dem Fall wäre das Fahrzeug beispielhaft nicht auf dem Anzeigemodul 12 als separates digitales Element zu sehen, jedoch systemisch bestimmt.

Bezuqszeichenliste

10 Bedienelement 12 Anzeigemodul 14 Fahrzeugumgebung 16 Fahrzeugprojektion 18 Innenraum 20 Mittelkonsole 22 Fahrzeugziel

ZP Zwischenpose einer Fahrzeugprojektion