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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erkennen der Form
einer Fahrbahn, die beispielsweise von einem in einem Fahrzeug vorgesehenen
System verwendet werden kann, gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und
2.
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Eine
bekannte Hinderniserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug emittiert einen
vorwärtsgerichteten
Wellenstrahl wie etwa einen Lichtstrahl oder einen Wellenstrahl
im Millimeterbereich vom Fahrzeugkörper und steuert den vorwärtsgerichteten
Wellenstrahl zur periodischen Abtastung eines gegebenen Winkelbereichs
vor dem Fahrzeugkörper.
Falls ein Hindernis in dem gegebenen Winkelbereich vorhanden ist,
trifft der vorwärtsgerichtete
Wellenstrahl auf das Hindernis, bevor er zumindest teilweise dadurch reflektiert
wird. Ein Teil des reflektierten Wellenstrahls kehrt als ein Echowellenstrahl
zu der Vorrichtung zurück.
Die Vorrichtung erfasst als Reaktion auf den Echowellenstrahl das
Hindernis.
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Die
bekannte Hinderniserfassungsvorrichtung wird in einem Warnsysteme
für ein
Fahrzeug verwendet, das warnt, wenn ein Hindernis wie etwa ein vorausfahrendes
Fahrzeug in einen gegebenen Winkelbereich vor dem gegenwärtigen Fahrzeug
vorhanden ist. Die bekannte Hinderniserfassungsvorrichtung wird
auch in einem System für
ein Fahrzeug verwendet, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs regelt,
um eine angemessene Distanz zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden
Fahrzeug aufrechtzuerhalten.
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Die
bekannte Hinderniserfassungsvorrichtung hat zusätzlich die Funktion, festzustellen,
ob das erfasste Hindernis ein vorausfahrendes Fahrzeug ist. Im allgemeinen
hängt diese
Entscheidung von den Ausgangssignalen eines Steuerwinkelsensors und eines
Gierratensensors ab. Falls das gegenwärtige Fahrzeug einen geraden
Abschnitt einer Fahrbahn entlangfährt, während ein vorausfahrendes Fahrzeug einen
sich vor dem geraden Fahrbahnbereich erstreckenden gebogenen Fahrbahnbereich
entlangfährt, besteht
die Möglichkeit,
dass die bekannte Hinderniserfassungsvorrichtung das vorausfahrende
Fahrzeug irrtümlich
erfasst.
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Im
Hinblick auf solch ein Problem bei der bekannten Hinderniserfassungsvorrichtung
wird vorgeschlagen, die Form einer Fahrbahn bzw. Straße anhand
von Objekten und Begrenzungszeichen an den Seiten der Straße zu erkennen.
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Die
japanische Patentanmeldung Nr.
JP 10-154300 A beschreibt ein System zur Unterstützung des
Fahrens eines Fahrzeugs durch Erfassen einer Fahrbahnkante, bei
dem zur Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit für die Krümmung einer Kurve und zur Ermöglichung
einer hoch genauen Warnmeldung durch Erfassen der Anordnung fester
Reflektoren ein Reflektor-Erfassungsteil den Krümmungsradius eines kreisförmigen Bogens
berechnet, der durch erfasste Eckenreflektoren verläuft. Ein
Reflektor-Haupterfassungselement
erfasst den Abstand zu einem Objekt aus der Ausbreitungszeit eines
Laserlichts bis zu einem Erfassen eines von den festen Reflektoren,
wie beispielsweise den Eckenreflektoren oder vorausfahrenden Fahrzeugen,
reflektierten Lichtstrahls, und unterscheidet zwischen festen Reflektoren
und vorausfahrenden Fahrzeugen. Daraus wird sodann ebenfalls ein
Fahrbahnrand ermittelt.
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Ferner
beschreibt die
japanische Patentanmeldung
10-239436 eine Vorrichtung zum Erfassen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Distanz.
Die Vorrichtung in
JP-A-10-239436 emittiert
einen vorwärts
gerichteten Laserstrahl und steuert den vorwärts gerichteten Laserstrahl
zur periodischen Abtastung eines gegeben Winkelbereichs vor dem
Körper
des gegenwärtigen
Fahrzeugs. Die Vorrichtung in
JP-A-10-239436 erfasst Objekte in dem gegebenen
Winkelbereich anhand von davon kommenden zurückkehrende Laserstrahlen. Insbesondere
erfasst die Vorrichtung die Abstände
zu den Objekten und die Richtungen (die Winkelpositionen) der Objekte
relativ zum gegenwärtigen
Fahrzeug. Die erfassten Objekte umfassen Reflektoren auf der rechten
und linken Fahrbahnseite. In der Vorrichtung der
JP-A-10-239436 wird die
Form der Straße
anhand der Orte (Trajektorien) der erfassten Reflektoren an den
Straßenseiten
erkannt.
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Aus
der japanischen Patentanmeldung Nr.
JP 11-144198 A ist weiter eine Objektidentifikationseinrichtung
für ein
Fahrzeug bekannt zur genauen Identifizierung eines Objekts auf oder
entlang einer Straße
in einem beliebigen Zustand auf der Grundlage von Reflexionen eines
Radars an Reflektoren entlang der Straße und eines Histogramms.
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Schließlich lehrt
die japanische Patentanmeldung Nr.
JP 11-352229
A ein Rückwärtsüberwachungssystem
zur Verwendung in einem Fahrzeug, mittels welchem entscheidbar ist,
ob ein Objekt, welches sich gerade eben außerhalb eines Erfassungsbereichs
eines Rückwärtsrichtungssensors
befindet, ein sich näherndes
Objekt ist oder nicht.
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Vor
diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vorrichtung zum genauen Erkennen der Form bzw. des Verlaufs
einer Fahrbahn zur Verfügung
zu stellen, selbst wenn die Variation in der relativen Position
eines Objekts an einer Fahrbahnseite (fahrbahnseitiges Objekt) im
Zeitbereich unbekannt ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch
die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
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Somit
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass
das fahrbahnseitige-Objektgruppendatenerzeugende Mittel umfasst:
Mittel
zur Gruppierung ausgewählter
effektiver Objekteinheitsdatenangaben, die, im Uhrzeigersinn betrachtet,
monoton wachsende Distanzen repräsentieren,
um Daten zu erzeugen, die eine erste fahrbahnseitige Objektgruppe
repräsentieren;
Mittel
zur Gruppierung ausgewählter
effektiver Objekteinheitsdatenangaben, die entgegen dem Uhrzeigersinn
gesehen monoton wachsende Distanzen repräsentieren, um Daten zu erzeugen,
die eine zweite fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentieren;
Mittel
zur Bestimmung, ob das entfernteste Objekt in der ersten fahrbahnseitigen
Objektgruppe und das entfernteste Objekt in der zweiten fahrbahnseitigen Objektgruppe
identisch sind;
Mittel zur Entfernung des entferntesten Objekts
aus der ersten und/oder der zweiten fahrbahnseitigen Objektgruppe
und zum Ändern
der ersten und/oder der zweiten fahrbahnseitigen Objektgruppe in
eine dritte und/oder eine vierte fahrbahnseitige Objektgruppe, wenn
die entferntesten Objekte identisch sind; und
Mittel zum Erzeugen
von Daten, die die dritte fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentieren
und Daten, die die vierte fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentieren,
und dass das Fahrbahnkantenerkennungsmittel umfasst:
Mittel
zum Erkennen einer ersten Fahrbahnkante auf Basis der die erste
fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentierenden Daten;
Mittel
zum Erkennen einer zweiten Fahrbahnkante auf Basis der die zweite
fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentierenden Daten;
Mittel
zum Erkennen der ersten Fahrbahnkante auf Basis der die dritte fahrbahnseitige
Objektgruppe repräsentierenden
Daten; und
Mittel zum Erkennen der zweiten Fahrbahnkante auf Basis
der die vierte fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentierenden Daten.
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In
einer alternativen Ausführungsform
wird ferner vorgeschlagen, dass das fahrbahnseitige-Objektgruppendatenerzeugende
Mittel umfasst:
Mittel zur Gruppierung ausgewählter effektiver
Objekteinheitsdatenangaben, die, im Uhrzeigersinn betrachtet, monoton
wachsende Distanzen repräsentieren,
um Daten zu erzeugen, die eine erste fahrbahnseitige Objektgruppe
repräsentieren;
Mittel
zur Gruppierung ausgewählter
effektiver Objekteinheitsdatenangaben, die entgegen dem Uhrzeigersinn
gesehen monoton wachsende Distanzen repräsentieren, um Daten zu erzeugen,
die eine zweite fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentieren;
Mittel
zur Bestimmung, ob das entfernteste Objekt in der ersten fahrbahnseitigen
Objektgruppe und das entfernteste Objekt in der zweiten fahrbahnseitigen Objektgruppe
dasselbe ist;
Mittel zur Bestimmung auf Basis positioneller
Beziehungen zwischen dem entferntesten Objekt und anderen Objekten
in der ersten und/oder der zweiten fahrbahnseitigen Objektgruppe,
welche von der ersten und/oder der zweiten fahrbahnseitigen Objektgruppe
das entfernteste Objekt tatsächlich
mit einer höheren
Wahrscheinlichkeit enthält,
falls die entferntesten Objekte dieselben sind;
Mittel zum
Belassen des entferntesten Objektes in der ersten und/oder der zweiten
fahrbahnseitigen Objektgruppe, die der höheren Wahrscheinlichkeit entspricht
und Entfernen des entferntesten Objektes aus der anderen der ersten
und/oder der zweiten fahrbahnseitigen Objektgruppe, um aus der ersten und/oder
der zweiten fahrbahnseitigen Objektgruppe eine dritte und/oder eine
vierte fahrbahnseitige Objektgruppe zu erzeugen; und
Mittel
zur Erzeugung von Daten, die die dritte fahrbahnseitige Objektgruppe
repräsentieren
und Daten, die die vierte fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentieren,
und dass das Fahrbahnkantenerkennungsmittel umfasst:
Mittel
zum Erkennen einer ersten Fahrbahnkante auf Basis der die erste
fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentierenden Daten;
Mittel
zum Erkennen einer zweiten Fahrbahnkante auf Basis der die zweite
fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentierenden Daten;
Mittel
zur Erkennung der ersten Fahrbahnkante auf Basis der die dritte
fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentierenden Daten;
und
Mittel zur Erkennung der zweiten Fahrbahnkante auf Basis der die
vierte fahrbahnseitige Objektgruppe repräsentierenden Daten.
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Bevorzugt
umfasst hierbei das fahrbahnseitige-Objektgruppendatenerzeugende Mittel:
Mittel
zur Gruppierung derjenigen der ausgewählten effektiven Objekteinheitsdatenangaben,
die beim Durchlaufen in oder entgegen dem Uhrzeigersinn monoton
wachsende Abstände
repräsentieren
und die den Bedingungen genügen,
dass eine Distanz zwischen benachbarten Objekten ≤ einem einem
aufeinanderfolgenden Zustand entsprechenden Wert ist, um Daten zu
erzeugen, die eine fahrbahnseitige Objektgruppe bzw. eine Gruppe
von Objekten an einer Fahrbahnseite erzeugen.
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Weiter
bevorzugt umfasst das fahrbahnkantenerkennende Mittel Mittel zum
Erkennen einer Fahrbahnkante auf Basis der die fahrbahnseitige Objektgruppe
repräsentierenden
Daten, die mindestens drei Objekteinheitsdatenangaben enthalten.
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Ebenfalls
bevorzugt umfasst das Fahrbahnkantenerkennungsmittel:
Mittel
zur Bildung von Linien, die mittels Interpolation Objekte in der
fahrbahnseitigen Objektgruppe verbinden, die durch die Objekteinheitsdatenangaben
gekennzeichnet sind, und
Mittel zur Erkennung der Fahrbahnkante
auf Basis der gebildeten Linien.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Fahrbahnkantenerkennungsmittel:
Mittel zur Berechnung
des Schnittpunkts zwischen einer Verlängerung einer Menge der gebildeten
Linien und einer Achse in Richtung der Breite des Fahrzeugs bzw.
der Fahrzeugquerachse,
Mittel zur Verbindung des Schnittpunktes
und eines nächsten
Objektes durch eine zusätzliche
Linie mittels Interpolation, und
Mittel zum Erkennen einer
Fahrbahnkante, die sich von einem Platz nahe dem Fahrzeug erstreckt,
auf Basis der zusätzlichen
Linie und der Menge der gebildeten Linien.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Objekteinheitsdatenerzeugende Mittel:
Mittel zur
Zusammenfassung gewisser Punkteinheitsdatenangaben zu Segmentdatenangaben,
wobei die Punkteinheitsdatenangaben Distanzen und Winkel repräsentieren,
die mit Punkteinheiten für
Objekte korrespondieren und
wobei die zusammengefassten Daten
mit Punkteinheiten korrespondieren, die bezüglich Position und Distanz
nahe beieinander liegen, und Mittel zur Bestimmung der Segmentdatenangaben
als den Objekteinheitsdatenangaben.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Effektive-Daten-Ausfall-Mittel Mittel zur Auswahl der
effektiven Objekteinheitsdatenangaben, wobei diejenigen der Objekteinheitsdaten
gestrichen werden, die folgende Bedingungen erfüllen:
- a)
eine Form des zugehörigen
Objekts liegt außerhalb
eines vorbestimmten Bereichs; und
- b) ein zugehöriges
Objekt ist nahe bei einem bewegten Objekt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das fahrbahnseitige-Ojektgruppendatenerzeugende Mittel:
Mittel
zur Bestimmung auf Basis einer positionellen Beziehung zwischen
dem entferntesten Objekt und den anderen Objekten, ob ein entferntestes
Objekt in der fahrbahnseitigen Objektgruppe auf der selben Fahrbahnseite
liegt, wie die Fahrbahnseite für
die anderen Objekte in der fahrbahnseitigen Objektgruppe, und
Mittel
zum Belassen des entferntesten Objekts in der fahrbahnseitigen Objektgruppe
nur dann, wenn das entfernteste Objekt auf derselben Fahrbahnseite liegt.
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Auch
bevorzugt umfasst das fahrbahnseitige-Objektgruppendatenerzeugende Mittel
Mittel zum Entfernen eines entferntesten Objekts aus der fahrbahnseitigen
Objektgruppe ohne Bedingung, und zur Verwendung einer resultierenden
fahrbahnseitigen Objektgruppe als endgültige fahrbahnseitige Objektgruppe.
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Vorteilhaft
umfasst die vorgeschlagene Vorrichtung schließlich ein Speichermedium, das
ein Programm zur Steuerung eines Computers speichert, der als das
Erkennungsmittel in der Vorrichtung arbeitet.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
den nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen.
Es zeigt:
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Fahrzeugkontrollvorrichtung entsprechend
einer Ausführung
der Erfindung.
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2 ist
ein operatives Flussdiagramm eines Computers in 1.
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3 ist
ein Flussdiagramm eines Teils eines Programms für den Computer in 1.
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4 ist
ein Diagramm eines Beispiels erfasster punktartiger Objektteile,
und von Segmenten, die aus dem Zusammenfassen von eng benachbarten
unter den erfassten punktartigen Objektteilen resultieren.
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5 ist
ein Diagramm eine Beispiels von Segmenten und fahrbahnseitigen Objektgruppen,
die aus dem Streichen der ungeeigneten Segmente und dem Gruppieren
der effektiven Segmente resultieren.
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6 ist
ein Diagramm eines Beispiels fahrbahnseitiger Objektgruppen, die
eine Gruppe enthalten, in der das entfernteste Segment falsch ist.
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7 ist
ein Diagramm eines Beispiels fahrbahnseitiger Objektgruppen, die
eine Gruppe enthalten, in der das entfernteste Segment falsch ist.
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8 ist
ein Diagramm eines Beispiels erster fahrbahnseitiger Objektgruppen
(L) bzw. (R), in denen die entferntesten Segmente identisch sind, und
zweiter fahrbahnseitiger Objektgruppen (L) bzw. (R), die durch Entfernen
des gemeinsamen entferntesten Segmentes aus den ersten fahrbahnseitigen Objektgruppen
(L) bzw. (R) erzeugt worden sind.
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9 ist
ein Diagramm eines Beispiels von fahrbahnseitigen Objektgruppen
(L) bzw. (R), die jeweils einer linken bzw. rechten Fahrbahnkante
entsprechen.
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1 zeigt
eine Fahrzeugkontrollvorrichtung nach einer Ausführung der Erfindung. Die Fahrzeugkontrollvorrichtung
ist auf einem Fahrzeug angeordnet. Die Fahrzeugkontrollvorrichtung
warnt, wenn ein Hindernis in einem bestimmten Zustand in einem gegebenen
Winkelbereich (einem gegebenen Erfassungsbereich) vor dem gegenwärtigen Fahrzeug
vorhanden ist. Die Fahrzeugkontrollvorrichtung passt die Geschwindigkeit
des gegenwärtigen
Fahrzeuges entsprechend der Geschwindigkeit eines vorausfahrenden
Fahrzeuges an.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst die Fahrzeugkontrollvorrichtung
einen Computer 3 (beispielsweise einen Mikrocomputer).
Der Computer 3 umfasst eine Kombination einer Eingabe/Ausgabe(I/O)
Schnittstelle, eine zentrale Rechnereinheit (CPU), einen schreibgeschützten Speicher
(ROM) und einen Speicher für
wahlfreien Zugriff (RAM). Der Computer 3 arbeitet entsprechend
einem im ROM gespeicherten Programm. Das Programm kann im RAM gespeichert sein.
In diesem Fall ist das RAM mit einer Backupvorrichtung versehen.
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Alternativ
kann das Programm in einem Speichermedium wie etwa einer Floppy
Disc, einer magnetoptischen Disc, einer CD-ROM oder einer Festplatte
gespeichert sein. In diesem Fall ist der Computer 3 mit
einem Laufwerk für
das Speichermedium verbunden, und wird das Programm durch das Laufwerk
in den Computer 3 geladen.
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Die
Fahrzeugkontrollvorrichtung umfasst eine Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5,
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7, einen Bremsschalter 9,
und einen Drosselklappenöffnungsgradsensor
(einen Drosselklappenpositionssensor) 11, die mit dem Computer 3 verbunden
sind. Die Ausgangssignale der Vorrichtung 5, 7, 9 und 11 werden in
den Computer 3 eingegeben. Die Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5 arbeitet
als eine Hinderniserfassungsvorrichtung für das gegenwärtige Fahrzeug.
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Die
Fahrzeugkontrollvorrichtung umfasst weiter einen Warngeräuschgenerator 13,
einen Distanzindikator 15, einen Sensorausfallindikator 17, eine
Bremsbetätigungsvorrichtung 19,
eine Drosselklappenbetätigungsvorrichtung 21 und
eine Automatikgetriebesteuervorrichtung 23, die mit dem
Computer 3 verbunden sind. Der Computer 3 gibt
Betätigungssignale
an die Vorrichtungen 13, 15, 17, 19, 21 und 23 aus.
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Die
Fahrzeugkontrollvorrichtung umfasst weiter eine Vorrichtung 24 zur
Einstellung der Warngeräuschlautstärke, eine
Vorrichtung 25 zur Einstellung der Warnsensitivität, einen
Tempomatschalter 26, einen Steuersensor 27 und
einen Gierratensensor 28, die mit dem Computer 3 verbunden
sind. Die Ausgabesignale der Vorrichtungen 24, 25, 26, 27 und 28 werden
in den Computer 3 eingegeben. Die Warngeräuschlautstärkeneinstelleinrichtung 24 dient zum
Einstellen der Lautstärke
des Warngeräusches. Die
Alarmsensitivitätseinstellvorrichtung 25 dient zum
Einstellen der Sensitivität
in einem später
beschriebenen Warnfeststellungsprozess. Der Steuersensor 27 erfasst
den Grad einer Operation eines Fahrzeuglenkrades (nicht dargestellt),
d. h., den Steuerwinkel im gegenwärtigen Fahrzeug.
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Die
Fahrzeugkontrollvorrichtung umfasst einen mit dem Computer 3 verbundenen
Stromversorgungsschalter 29. Wenn der Stromversorgungsschalter 29 auf
seine EIN-Position geschaltet wird, läuft der Computer 3 und
startet vorbestimmte Prozesse.
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Die
Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5 hat einen Sende- und
Empfangsbereich 5a und einen Distanz- und Winkelberechnungsbereich 5b.
Der Sende- und Empfangsbereich 5a emittiert einen vorwärtsgerichteten
Laserstrahl vor dem gegenwärtigen Fahrzeug
und steuert den vorwärtsgerichteten
Laserstrahl zur periodischen Abtastung eines gegebenen Winkelbereichs
vor dem gegenwärtigen
Fahrzeug. Der gegebene Winkelbereich entspricht einem vom Sende-
und Empfangsbereich 5a überwachten
Erfassungssektorbereich. Falls ein Objekt im Erfassungsbereich (dem
gegebenen Winkelbereich) vorhanden ist, trifft der Laserstrahl auf
das Objekt, bevor er daran zumindest teilweise reflektiert wird.
Ein Teil des reflektierten Laserstrahls kehrt als ein Echolaserstrahl zu
dem Sende- und Empfangsbereich 5a zurück. Der Sende- und Empfangsbereich 5a empfängt den Echolaserstrahl
und konvertiert den Echolaserstrahl in ein entsprechendes elektrisches
Signal. Der Sende- und Empfangsbereich 5a gibt das elektrische
Signal an den Distanz- und
Winkelberechnungsbereich 5b aus. Der Distanz- und Winkelberechnungsbereich 5b erfasst
den Winkel (die Winkelposition) ”Θ” des Objekts entsprechend
dem Ausgangssignal vom Sende- und Empfangsbereich 5a. Der
Distanz- und Winkelberechnungsbereich 5b misst den Zeitraum zwischen
dem Moment des Aussendens eines vorwärtsgerichteten Laserstrahls
und dem Moment des Empfangs des entsprechenden Echolaserstrahls
entsprechend dem Ausgangssignal des Sende- und Empfangsbereichs 5a.
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Der
Distanz- und Winkelberechnungsbereich 5b erfasst die Distanz ”r” vom gegenwärtigen Fahrzeug
zu dem Objekt auf der Grundlage des gemessenen Zeitintervalls. Der
Distanz- und Winkelberechnungsbereich 5b informiert den
Computer 3 über
den Winkel (die Winkelposition) ”Θ” des Objekts und die Distanz ”r” dorthin.
Da das Objekt kleiner als der Querschnittsbereich des vorwärts gerichteten
Laserstrahls ist und durch diesen abgetastet wird, bezieht sich
allgemein die von dem Distanz- und Winkelberechnungsbereich 5b an
den Computer 3 übermittelte
Distanz- und Winkelinformation auf ein Teilobjekt oder einen punktartigen
Teil eines Objektes. Von der Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5 erfasste
Objekte umfassen Hindernisse bezüglich
des gegenwärtigen
Fahrzeugs.
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Der
Laserstrahl kann durch einen Radiowellenstrahl, einen Millimeterwellenstrahl
oder einen Ultraschallstrahl ersetzt sein. Das Abtasten kann durch das
Kontrollieren des Echostrahlempfanges durch den Sende- und Empfangsbereich 5a implementiert sein.
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Der
Computer 3 führt
einen Warnentscheidungsprozeß durch,
der dazu dient, einen Alarm zu erzeugen, falls ein Hindernis länger als
eine vorbestimmte Zeitdauer in einem spezifizierten Bereich bleibt.
Das Hindernis entspricht beispielsweise einem vorausfahrenden Fahrzeug,
einem stationären
Fahrzeug, einer Leitplanke an einer Straßenseite oder einer Strebe
an einer Straßenseite.
Gleichzeitig mit der Durchführung
des Warnentscheidungsprozesses arbeitet der Computer 3,
um die Distanz zwischen dem gegenwärtigen Fahrzeug und einem vorausfahrenden
Fahrzeug zu kontrollieren. Insbesondere kontrolliert der Computer 3 während der
Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontrolle (der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Distanzkontrolle)
die Bremsbetätigungsvorrichtung 19,
die Drosselklappenbetätigungsvorrichtung 21 und
die Automatikgetriebesteuervorrichtung 23 und passt dadurch
die Geschwindigkeit des gegenwärtigen Fahrzeugs
entsprechend des Zustandes des vorausfahrenden Fahrzeuges an.
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2 zeigt
eher den Operationsablauf des Computers 3 als dessen Hardware-Struktur.
In 2 erhält
ein Datengruppierungsblock 41 von dem Distanz- und Winkelberechnungsbereich 5b in
der Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5 Messdaten, die eine
Distanz ”r” und einen
Winkel ”Θ” betreffend
jedes erfassten Objektes (jedes erfasste Teilobjekt oder jedes erfasste
punktartige Objektteil) repräsentieren.
Der Datengruppierungsblock 41 konvertiert die Distanz-
und Winkeldaten von Polarkoordinaten in Messdaten in orthogonalen
X-Z Koordinaten,
die so gewählt
sind, dass der Ursprung (0, 0) mit dem Zentrum eines durch die Distanz-
und Winkelmessvorrichtung 5 gebildeten Laserradars zusammenfällt und
die X-Achse bzw. die Z-Achse
mit einer Richtung in Richtung der Breite bzw. einer longitudinal
nach vorne gerichteten Richtung des gegenwärtigen Fahrzeuges zusammenfallen.
Der Datengruppierungsblock 41 gruppiert durch die Messdaten
in Orthogonalkoordinaten repräsentierte
erfasste Teilobjekte (erfasste punktartige Objektteile) in Gruppen
oder Segmente, die jeweils erfassten kompletten Objekten entsprechen.
Das Gruppieren und die Segmente werden später beschrieben. Teile der
aus der Gruppierung resultierenden Segmentdaten, die jeweils Segmente
kennzeichnen, sind Objekteinheitsdatenangaben. Der Datenblock 41 gibt
die aus der Gruppierung resultierenden Segmentdaten, d. h. die Objekteinheitsdaten,
an einen Objekterkennungsblock 43 und einen Fahrbahnformerkennungsblock 45.
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Ein
Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47 berechnet die
Geschwindigkeit V des gegenwärtigen
Fahrzeugs auf der Grundlage des Ausgangssignals vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7.
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Der
Objekterkennungsblock 43 berechnet die zentrale Position
(X, Z) und Größe (W, D)
jedes erfassten kompletten Objektes auf der Grundlage der aus der
Gruppierung resultierenden Segmentdaten. Hier bezeichnet W eine
transversale Breite und D bezeichnet eine Tiefe. Der Objekterkennungsblock 43 berechnet
die Geschwindigkeit (Vx, Vz) des kompletten Objekts relativ zum
gegenwärtigen
Fahrzeug anhand einer Variation im Zeitbereich in der zentralen Position
(X, Z) davon. Der Objekterkennungsblock 43 ist durch den
Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47 über die
Geschwindigkeit V des gegenwärtigen
Fahrzeugs informiert. Der Objekterkennungsblock 43 entscheidet
auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der relativen
Geschwindigkeit (Vx, Vz), ob jedes einzelne erfasste komplette Objekt
stationär
oder bewegt ist. Unter den erfassten kompletten Objekten werden
auf der Grundlage der stationär-bewegt-Entscheidungen und
den zentralen Positionen der erfassten kompletten Objekte eines
oder mehrere ausgewählt,
die die Fahrt des gegenwärtigen
Fahrzeugs beeinflussen können.
Informationen über
die Distanz zu jedem ausgewählten
kompletten Objekt werden an den Distanzindikator 15 übermittelt,
so dass die Distanz zu dem ausgewählten kompletten Objekt durch
den Distanzindikator 15 bezeichnet wird.
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Ein
Sensorfehlererfassungsblock 44 empfängt die Ausgabedaten (die Objekterkennungsergebnisdaten)
vom Objekterkennungsblock 43, die die davon berechneten
Objektparameter repräsentieren. Der
Sensorfehlererfassungsblock 44 entscheidet, ob die Ausgabedaten
vom Objekterkennungsblock 43 in einem normalen oder einem
abnormalen Bereich liegen. Wenn die Ausgabedaten vom Objekterkennungsblock 43 in
einem abnormalen Bereich liegen, aktiviert der Sensorausfallerfassungsblock 44 den Sensorausfallindikator 17,
um einen Fehler anzuzeigen.
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Der
Fahrbahnformerkennungsblock 45 erhält die Objekterkennungsergebnisdaten
vom Objekterkennungsblock 43. Der Fahrbahnformerkennungsblock 45 erkennt
eine Fahrbahnform auf der Grundlage der aus der Gruppierung resultierenden Segmentdaten
und der Objekterkennungsergebnisdaten. Die Erkennung einer Fahrbahnform
wird später
detaillierter beschrieben. Der Fahrbahnformerkennungsblock 45 gibt
Daten (Fahrbahnformdaten) an einen Vorausfahrendes-Fahrzeug-Bestimmungsblock 53 aus,
die das Ergebnis der Fahrbahnerkennung repräsentieren.
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Ein
Steuerwinkelberechnungsblock 49 berechnet den Steuerwinkel
für das
gegenwärtige
Fahrzeug auf der Grundlage des Ausgangssignals des Steuersensors 27.
Ein Gierratenberechnungsblock 51 berechnet die Gierrate
des gegenwärtigen
Fahrzeugs auf der Grundlage des Ausgangssignals vom Gierratensensor 28.
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Ein
Krümmungsradiusberechnungsblock 63 wird
durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47 über die
Fahrzeuggeschwindigkeit V informiert. Der Krümmungsradiusberechnungsblock 63 wird
durch den Steuerwinkelberechnungsblock 49 über den
berechneten Steuerwinkel informiert. Der Krümmungsradiusberechnungsblock 63 wird
durch den Gierratenberechnungsblock 51 über die berechnete Gierrate
informiert. Der Krümmungsradiusberechnungsblock 63 berechnet
den Radius R der Krümmung
der Fahrbahn auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des
Steuerwinkels und der Gierrate.
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Der
Vorausfahrendes-Fahrzeug-Bestimmungsblock 53 wird durch
den Krümmungsradiusberechnungsblock 63 über den
berechneten Krümmungsradius
R informiert. Der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Entscheidungsblock 53 wird
durch den Objekterkennungsblock 43 über die Stationär-bewegt-Entscheidungsergebnisse,
die zentralen Positionen (X, Z) der Objekte, die Objektgrößen (W, D)
und die Relativgeschwindigkeiten (Vx, Vz) informiert. Der Vorausfahrens-Fahrzeug-Entscheidungsblock 53 erhält die Fahrbahnformdaten
vom Fahrbahnformerkennungsblock 45. Der Vorausfahrens-Fahrzeug-Entscheidungsblock 53 bestimmt oder
wählt auf
der Grundlage des Krümmungsradius R,
der Stationär-bewegt-Bestimmungsergebnisse, der
zentralen Positionen (X, Z) der Objekte, der Objektgrößen (W,
D), der Relativgeschwindigkeiten (Vx, Vz) und der Fahrbahnformdaten
unter den erfassten kompletten Objekten ein vorausfahrendes Fahrzeug aus.
Der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Bestimmungsblock 53 berechnet
die Distanz Z vom gegenwärtigen Fahrzeug
zum vorausfahrenden Fahrzeug und die Geschwindigkeit Vz des vorausfahrenden
Fahrzeugs relativ zum gegenwärtigen
Fahrzeug.
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Ein
Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock (ein
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Distanzkontroll- und Warnbestimmungsblock) 55 wird
durch den Vorausfahrendes-Fahrzeug-Bestimmungsblock 53 über die
Distanz Z zum vorausfahrenden Fahrzeug und die Relativgeschwindigkeit Vz
informiert. Der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 wird
durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47 über die
Fahrzeuggeschwindigkeit V informiert. Der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 berechnet
die Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeuges aus der relativen Geschwindigkeit
Vz und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll-
und Warnbestimmungsblock 55 wird durch den Objekterkennungsblock 43 über die
zentralen Positionen (X, Z) der Objekte, die Objektbreiten D und
die stationär-bewegt-Entscheidungsergebnisse
informiert. Der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 erfasst
die Einstellungen des Tempomatschalters 26 anhand der Ausgangssignale von
dort. Der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 erfasst
den Zustand des Bremsschalters 9 anhand des Ausgangssignals von
dort. Der Zustand des Bremsschalters 9 gibt an, ob ein
Fahrzeugbremspedal betätigt
ist oder nicht. Der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 wird
durch den Drosselklappenöffnungsgradsensor 11 über den
Grad der Öffnung
eines Drosselventils in einem Fahrzeugtriebwerk informiert. Der
Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 wird durch
die Alarmsensitivitätseinstellvorrichtung 25 über den
Einstellwert der Alarmsensitivität
informiert. Der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll-
und Warnbestimmungsblock 55 implementiert eine Warnungsbestimmung
und eine Tempobestimmung in Abhängigkeit
von der Distanz Z zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, der Relativgeschwindigkeit
Vz, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Beschleunigung des vorausfahrenden
Fahrzeugs, der zentralen Positionen (X, Z) der Objekte, der Objektbreiten
D, der stationär-bewegt-Bestimmungsergebnisse,
der Einstellungen des Tempomatschalters 26, dem Zustand
des Bremsschalters 9, dem Drosselklappenöffnungsgrad und
dem Einstellwert der Alarmsensitivität. Während der Warnungsbestimmungen
bestimmt der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55,
ob ein Alarm erzeugt werden soll oder nicht. Während der Tempobestimmung bestimmt
der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 den
Inhalt der Fahrzeuggeschwindigkeitskontrolle. Wenn entschieden ist, dass
ein Alarm erzeugt werden soll, gibt der Zwischen-fahrzeug-distanz-kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 ein
Alarm erzeugendes Signal an den Alarmgeräuschgenerator 13.
In diesem Fall produziert der Alarmgeräuschgenerator 13 ein
Alarmgeräusch.
Der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll- und Warnbestimmungsblock 55 passt
das Niveau des Alarmgeräusches
entsprechend der durch die Alarmgeräuschlautstärkeneinstellvorrichtung 24 eingestellte
Geräuschlautstärke an.
Falls die Tempobestimmung mit der Ausführung einer Temporegelung einhergeht,
gibt der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll-
und Warnbestimmungsblock 55 geeignete Steuersignale an
die Automatikgetriebesteuervorrichtung 23, die Bremsbetätigungsvorrichtung 19 und
die Drosselklappenbetätigungsvorrichtung 21. Während der
Ausführung
der Warnkontrolle und der Tempokontrolle gibt der Zwischen-Fahrzeug-Distanz-Kontroll-
und Warnbestimmungsblock 55 ein Anzeigesignal an den Distanzindikator 15,
um den Fahrer des Fahrzeuges über
die Distanz betreffende Bedingungen zu informieren.
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Wie
oben erwähnt,
arbeitet der Computer 3 entsprechend einem in seinem internen
ROM oder RAM gespeicherten Programm. 3 ist Flussdiagramm
eines Programmbereichs für
den Computer 3, dass sich auf das Erkennen einer Fahrbahnform bezieht.
Der Programmbereich in 3 wird in einer Periode entsprechend
der durch die Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5 implementierten
Abtastperiode wiederholt durchgeführt.
-
Wie
in 3 gezeigt, erhält
ein erster Schritt S1000 des Programmbereichs Distanz- und Winkelmessungsdaten
von der Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5 für eine Periode
der Abtastung. In anderen Worten erhält der Schritt 1000 zu
einem Abschnitt gehörige
Distanz- und Winkelmessdaten. Die Abtastperiode ist beispielsweise
gleich 100 ms.
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Ein
auf Schritt S1000 folgender Schritt S2000 korrespondiert mit dem
Datengruppierungsblock 41. Schritt S2000 konvertiert die
Distanz- und Winkeldaten von Polarkoordinaten in Messdaten in orthogonalen
X-Z Koordinaten. Die Messdaten in orthogonalen Koordinaten repräsentieren
erfasste Teilobjekte oder erfasste punktartige Objektteile. Schritt S2000
gruppiert die erfassten punktartigen Objektteile (die erfassten
Teilobjekte) in Segmente, die mit den jeweiligen erfassten kompletten
Objekten korrespondieren.
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Mit
Bezug auf 4 durchsucht Schritt S2000 die
erfassten punktartigen Objektteile auf nahe zusammen liegende, die
in X-Achsen-Richtung um
Abstände ΔX von 0,2
m oder weniger und in Z-Achsen-Richtung
um Abstände ΔZ von 2 m
oder weniger voneinander entfernt sind. Schritt S2000 kombiniert
oder vereinigt die nahe zusammen liegenden punktartigen Objektteile
in einem Segment (einer Menge), das einem erfassten kompletten Objekt
entspricht. Es kann eine Vielzahl von Segmenten vorhanden sein.
Schritt S2000 generiert Segmente repräsentierende Daten, die als
Segmentdaten bezeichnet werden. Im besonderen korrespondiert eine durch
Schritt S2000 generierte Segmentdatenangabe (eine ein Segment repräsentierende
Datenangabe) mit einer rechteckigen Region mit 2 zur X-Achse parallelen
und 2 zur Z-Achse parallelen Seiten. Eine Segmentdatenangabe enthält eine
Datenangabe, die die zentrale Position des zugehörigen Segments bezeichnet,
eine Datenangabe, die die Größe (W, D) des
Segments bezeichnet und eine Datenangabe, die die Koordinaten der
rechten Kante des Segments und die Koordinaten des linken Kante
des Segments bezeichnet.
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Wieder
mit Bezug auf 3, korrespondiert ein auf Schritt
S2000 folgender Schritt S3000 mit dem Objekterkennungsblock 43 (vgl. 2)
und implementiert die oben erwähnte
Objekterkennung auf Basis der durch Schritt S2000 erzeugten Segmentdaten.
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Auf
Schritt S3000 folgt eine Folge von Schritten S4000 bis S8000, die
dem Fahrbahnformerkennungsblock 45 in 2 entsprechen.
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Der
auf Schritt S3000 folgende Schritt S4000 behandelt die X-Z-Koordinatenpositionen
der Zentren der durch Schritt S2000 erzeugten Segmente. Schritt
S4000 transformiert die Zentralpositionen der Segmente von X-Z-Koordinaten
in Polarkoordinaten. Die Position jedes Segments in Polarkoordinaten
ist ein Datensatz mit der Distanz zum Segment und dem Winkel (der
Winkelposition) des Segments. Schritt S4000 sortiert die Segmente
nach Winkel (Winkelposition). Mit anderen Worten ordnet Schritt
S4000 die Segmente in einer Reihe entsprechend der Winkel (Winkelposition).
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Der
auf Schritt S4000 folgende Schritt S5000 prüft die durch Schritt S4000
sortierten Segmente. Insbesondere prüft Schritt S5000 die Segmente
im Uhrzeigersinn, beginnend mit der linken Kante des Erfassungsgebiets,
und findet unter den Segmenten diejenigen, die vorbestimmte Bedingungen
erfüllen. Schritt
S5000 sammelt die gefundenen Segmente in eine fahrbahnseitige Objektgruppe
oder Gruppen (L), wobei (L) ”links” bezeichnet.
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Insbesondere,
wie in 5 gezeigt, streicht Schritt S5000 diejenigen der
Segmente, die sich von Begrenzungszeichen an den Fahrbahnseiten
unterscheiden. Beispielsweise streicht Schritt S5000 diejenigen
der Segmente, die Anzeigetafeln oder Fahrzeugen entsprechen. Vorzugsweise
streicht Schritt S5000 diejenigen der Segmente, die Objekten entsprechen,
die durch Schritt S3000 als sich bewegend bestimmt worden sind.
Somit wählt
Schritt S5000 unter den Segmenten diejenigen aus, die Begrenzungszeichen
entsprechen. Genauer gesagt streicht Schritt S5000 jedes Segment,
das einem durch Schritt S3000 als sich bewegend bestimmten Objekt
entspricht. Darüber
hinaus streicht Schritt S5000 jedes Segment, das wenigstens der
folgenden Bedingung (1) oder (2) genügt:
- (1)
Die transversale Breite W eines Segments ist ≥ 1,2 m und das Seitenverhältnis D/W
(das Tiefe-zu-Breite-Verhältnis)
des Segments ist < 5.
- (2) Ein Segment existiert nahe einem Objekt, das durch Schritt
S3000 als sich bewegend bestimmt worden ist. Insbesondere ist die
Distanz ΔX
in X-Achsen-Richtung zwischen dem Zentrum des Segments und dem des
sich bewegenden Objektes ≤ 2
m und die Distanz ΔZ
in Z-Achsen-Richtung dazwischen ist ≤ 2 m.
Dann prüft Schritt
S5000 der Reihe nach die verbliebenen Segmente, d. h., die Segmente
ohne die gestrichenen, im Uhrzeigersinn, beginnend mit der linken
Kante des Erfassungsbereichs, und findet unter den verbliebenen
Segmenten benachbarte oder aufeinanderfolgende, die die beiden folgenden
Bedingungen (3) und (4) erfüllen:
- (3) Der Abstand Z zu einem Segment wächst, wenn das Segment im Uhrzeigersinn
von einem zum nächsten
wechselt.
- (4) Der Abstand ΔX
in X-Achsen-Richtung zwischen dem Zentrum eines Segments und dem nächsten ist ≤ 3,5 m und
der Abstand ΔZ
in Z-Achsen-Richtung dazwischen ist ≤ 55 m.
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Wie
in 5 gezeigt, sammelt Schritt S5000 die gefundenen
Segment in eine fahrbahnseitige Objektgruppe oder Gruppen (L) und
vergibt Seriennummern an sie. Beispielsweise verbindet Schritt S5000 zwei
oder mehr benachbarte gefundene Segmente (2 oder mehr aufeinanderfolgend
gefundene Segmente) durch Linien, um eine fahrbahnseitige Objektgruppe
(L) zu bilden, die die verbundenen Segmenten umfasst. Schritt S5000
kann eine Vielzahl von fahrbahnseitigen Objektgruppen (L) bilden.
Die oben angegebene Bedingung (3) bewirkt, dass jede fahrbahnseitige
Objektgruppe (L) das Merkmal aufweist, dass der Abstand Z monoton
wächst,
wenn das Segment im Uhrzeigersinn von einem zum nächsten wechselt.
Wenigstens eine der oben angegebenen Bedingungen (3) und (4) ist
zwischen einem Segment in einer Gruppe und einem Segment in einer anderen
Gruppe nicht erfüllt.
Jede fahrbahnseitige Objektgruppe (L) kann auch nur ein Segment
aufweisen. Schritt S5000 wählt
unter den fahrbahnseitigen Objektgruppen (L) eine oder mehrere mit
mindestens drei Segmenten. Vorzugsweise wählt Schritt S5000 unter den
fahrbahnseitigen Objektgruppen (L) nur eine mit mindestens drei
Segmenten. Die durch Schritt S5000 ausgewählte fahrbahnseitige Objektgruppe
(L) wird in der Fahrbahnkantenerkennung verwendet.
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In 5 gibt
es vier der Reihe nach mit Nu. 1, Nu. 2, Nu. 3 und Nu. 4 bezeichnete
fahrbahnseitige Objektgruppen (L). Die fahrbahnseitige Objektgruppe (L)
Nu. 1 hat drei Segmente. Jede der fahrbahnseitigen Objektgruppen
(L) Nu. 2, Nu. 3 und Nu. 4 hat nur ein Segment. Entsprechend wird
durch Schritt S5000 die fahrbahnseitige Objektgruppe (L) Nu. 1 ausgewählt.
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Der
auf Schritt S5000 folgende Schritt S5100 prüft unter den Segmenten in der
durch Schritt S5000 ausgewählten
fahrbahnseitigen Objektgruppe (L) das Segment mit dem größten Abstand
Z, d. h. das entfernteste Segment. Insbesondere bestimmt Schritt S5100,
ob das entfernteste Segment auf der rechten Fahrbahnseite oder der
linken Fahrbahnseite ist. Wenn das entfernteste Segment auf der
rechten Fahrbahnseite ist, entfernt Schritt S5100 das entfernteste
Segment aus der ausgewählten
fahrbahnseitigen Objektgruppe (L). Auf der anderen Seite belässt Schritt
S5100 das entfernteste Segment in der ausgewählten fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L), wenn das entfernteste Segment auf der linken Fahrbahnseite
ist.
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In 6 gibt
es eine ausgewählte
fahrbahnseitige Objektgruppe (L) mit vier Segmenten. Das entfernteste
Segment in der ausgewählten
fahrbahnseitigen Objektgruppe (L) ist auf der rechten Fahrbahnseite,
während
die anderen Segmente darin auf der linken Fahrbahnseite sind. Tatsächlich besteht zwar
eine Möglichkeit,
dass das entfernteste Segment in einer ausgewählten fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L) auf der rechten Fahrbahnseite ist. Auf der anderen Seite besteht
jedoch kaum eine Möglichkeit, dass
das entfernteste und das zweit entfernteste Segment in einer ausgewählten fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L) beide auf der rechten Fahrbahnseite sind. Daher ist es in diesem
Zusammenhang ausreichend, nur das entfernteste Segment in einer
ausgewählten
fahrbahnseitigen Objektgruppe (L) zu überprüfen.
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Genauer
betrachtet, wie in 7 gezeigt, verbindet Schritt
S5100 die Segmente mit Ausnahme des entferntesten Segments in der
ausgewählten fahrbahnseitigen
Objektgruppe (L) durch eine glatte Kurve. Schritt S5100 entscheidet,
ob das entfernteste Segment nahe bei der glatten Kurve liegt oder nicht.
Wenn das entfernteste Segment nahe bei der glatten Kurve liegt,
stellt Schritt S5100 fest, dass das entfernteste Segment auf der
linken Fahrbahnseite ist. Andernfalls stellt Schritt S5100 fest,
dass das entfernteste Segment auf der rechten Fahrbahnseite ist.
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Insbesondere
berechnet Schritt S5100 einen Kreis, der durch das nächste und
das zweitentfernteste Segment in der ausgewählten fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L) geht und der die X-Achse in einem rechten Winkel schneidet.
Schritt S5100 benutzt den Kreis als die oben angegebene glatte Kurve.
Schritt S5100 berechnet den Abstand ΔX in X-Achsen-Richtung zwischen
dem Kreis und dem entferntesten Segment. Dann entscheidet Schritt
S5100, ob die berechnete Distanz ΔX
in X-Achsen-Richtung kleiner als 1,5 m ist. Wenn die berechnete
Distanz ΔX
in X-Achsen-Richtung kleiner als 1,5 m ist, stellt Schritt S5100
fest, dass das entfernteste Segment auf der linken Fahrbahnseite
ist. In diesem Fall belässt S5100
das entfernteste Segment in der ausgewählten fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L). Wenn auf der anderen Seite die berechnete Distanz ΔX in X-Achsen-Richtung ≥ 1,5 m ist,
stellt Schritt S5100 fest, dass das entfernteste Segment auf der rechten
Fahrbahnseite ist. In diesem Fall entfernt Schritt S5100 das entfernteste
Segment von der ausgewählten fahrbahnseitigen
Objektgruppe (L). Schritt S5100 kann das entfernteste Segment auch
auf Basis der kleinsten Entfernung zwischen dem entferntesten Segment
und dem Kreis überprüfen, d.
h., der Länge der
geraden Linie, die den Kreis und das entfernteste Segment verbindet
und den Kreis in einem rechten Winkel trifft.
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Der
auf Schritt S5100 folgende Schritt S6000 ist inhaltlich Schritt
S5000 ähnlich,
ausgenommen, dass Schritt S6000 eine fahrbahnseitige Objektgruppe
(R) statt einer fahrbahnseitigen Objektgruppe (L) erzeugt, wobei
(R) ”rechts” bezeichnet.
Insbesondere prüft
Schritt S6000 der Reihe nach die Segmente entgegen dem Uhrzeigersinn,
beginnend mit der rechten Kante des Erfassungsbereichs, und findet
unter den Segmenten diejenigen, die die oben erwähnten Bedingungen erfüllen. Zu
diesem Zeitpunkt streicht Schritt S6000 diejenigen der Segmente,
die sich von Begrenzungszeichen an den Fahrbahnseiten unterscheiden.
Dann prüft
Schritt S6000 der Reihe nach die verbliebenen Segmente, d. h. die
Segmente ohne die gestrichenen, im Gegenuhrzeigersinn und findet unter
den verbliebenen Segmenten benachbarte oder aufeinanderfolgende
diejenigen, die die oben erwähnten
Bedingungen erfüllen.
Schritt S6000 sammelt die gefundenen Segmente in einer fahrbahnseitigen
Objektgruppe oder Gruppen (R). Schritt S6000 wählt unter den fahrbahnseitigen
Objektgruppen (R) eine mit mindestens drei Segmenten aus.
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Der
auf Schritt S6000 folgende Schritt S6100 ist inhaltlich ähnlich zu
Schritt 5100, ausgenommen, dass Schritt S6100 das entfernteste
Segment in der durch Schritt S6000 ausgewählten fahrbahnseitigen Objektgruppe
(R) prüft.
Insbesondere bestimmt Schritt S6100, ob das entferntestes Segment
auf der rechten Fahrbahnseite oder der linken Fahrbahnseite ist.
Wenn das entfernteste Segment auf der linken Fahrbahnseite ist,
entfernt Schritt S6100 das entfernteste Segment aus der ausgewählten fahrbahnseitigen
Objektgruppe (R). Auf der anderen Seite belässt Schritt S6100 das entfernteste
Segment in der ausgewählten
fahrbahnseitigen Objektgruppe (R), wenn das entferntestes Segment
auf der rechten Fahrbahnseite ist.
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Der
auf Schritt S6100 folgende Schritt S7000 prüft die fahrbahnseitigen Objektgruppen
(L) und (R), die durch die Schritte S5100 und S6100 bearbeitet worden
sind. Insbesondere bestimmt Schritt S7000, ob das entfernteste Segment
in der fahrbahnseitigen Objektgruppe (L) und das entfernteste Segment
in der fahrbahnseitigen Objektgruppe (R) dasselbe ist. Wie in 8 gezeigt,
entfernt Schritt S5700 das entfernteste Segment von den fahrbahnseitigen
Objektgruppen (L) und (R), wenn die entferntesten Segment dieselben
sind. Auf der anderen Seite belässt
Schritt S5700 die entferntesten Segment in den fahrbahnseitigen
Objektgruppen (L) und (R), wenn die entferntesten Segmente nicht
dieselben sind.
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Der
auf Schritt S7000 folgende Schritt S8000 erkennt die linke Fahrbahnkante
auf der Grundlage der fahrbahnseitigen Objektgruppe (L), die durch Schritt
S7000 bearbeitet worden ist. Zusätzlich
erkennt Schritt S8000 die rechte Fahrbahnkante auf Basis der fahrbahnseitigen
Objektgruppe (R), die durch Schritt S7000 bearbeitet worden ist.
Genauer gesagt verbindet Schritt S8000, wie in 9 gezeigt, mittels
Interpolation die Segmente in der fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L) durch Linien. Schritt S8000 erkennt die Menge der Verbindungslinien
als eine erste linke Fahrbahnkante. in ähnlicher Weise verbindet Schritt
S8000 mittels Interpolation die Segmente in der fahrbahnseitigen
Objektgruppe (R) durch Linien. Schritt S8000 erkennt die Menge der
Verbindungslinien als eine erste rechte Fahrbahnkante. Darüber hinaus
berechnet Schritt S8000 den Schnittpunkt zwischen der X-Achse und
einer Verlängerung der
ersten erkannten linken Fahrbahnkante und verbindet den Schnittpunkt
und das nächste
Segment in der fahrbahnseitigen Objektgruppe (L) mittels Interpolation
durch eine Linie. Diese Linie wird hinzugefügt, um so, beginnend von der
X-Achse, d. h., beginnend von einer Position nahe bei dem gegenwärtigen Fahrzeug,
die erste erkannte linke Fahrbahnkante in eine zweite erkannte linke
Fahrbahnkante zu verlängern.
Schritt S8000 berechnet auch den Schnittpunkt zwischen der X-Achse
und einer Verlängerung
der ersten erkannten rechten Fahrbahnkante und verbindet den Schnittpunkt
und das nächste
Segment in der fahrbahnseitigen Objektgruppe (R) mittels Interpolation
durch eine Linie. Diese Linie wird hinzugefügt, um, beginnend von der X-Achse,
d. h., beginnend von einer Position nahe bei dem gegenwärtigen Fahrzeug,
die erste erkannte rechte Fahrbahnkante in eine zweite erkannte
rechte Fahrbahnkante zu verlängern.
Schritt S8000 erkennt die Form der Fahrbahn auf Basis der zweiten
erkannten linken und rechten Fahrbahnkante. Nach Schritt S8000 endet der
aktuelle Arbeitszyklus des Programmbereichs.
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In
der Ausführung
dieser Erfindung korrespondiert die Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5 mit
einer Radarvorrichtung, während
der durch Computer 3 zur Verfügung gestellte Datengruppierungsblock 41,
Objekterkennungsblock 43 und Fahrbahnformerkennungsblock 45 Erkennungsmitteln
entsprechen. Darüber
hinaus entsprechen der Datengruppierungsblock 41 und der
Objekterkennungsblock 43 Mittel zur Objekterkennung. Der
Fahrbahnformerkennungsblock 45 korrespondiert mit Mitteln
zur Auswahl effektiver Daten, zur Erzeugung fahrbahnseitiger Objektgruppen
und zur Erkennung von Fahrbahnkanten.
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Die
Ausführung
diese Erfindung hat folgende Vorteile: Unter allen Objekteinheitsdatenangaben werden
Objekteinheitsdatenangaben (Segmente) ausgewählt, die für eine Fahrbahnformerkennung
effektiv sind. Die effektiven Objekteinheitsdatenangaben werden
der Reihe nach im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn überprüft und entsprechend der
Bedingung, dass die Distanz zu den Objekten monoton anwächst und
der Bedingung, dass die Distanz zwischen benachbarten Objekten ≤ einem einem
aufeinanderfolgenden Zustand entsprechenden Wert ist, gruppiert.
Die Gruppierung erzeugt die fahrbahnseitigen Objektgruppen (L) bzw.
(R). Die linke bzw. rechte Fahrbahnkante werden auf Basis der fahrbahnseitigen
Objektgruppen (L) bzw. (R) erkannt. Aktuelle Objekte (Begrenzungszeichen)
auf der rechten und linken Fahrbahnseite werden der Reihe nach angeordnet.
Entsprechend gibt die durch Gruppieren der erfassten Objekte der
Reihe nach im Uhrzeigersinn erzeugte fahrbahnseitige Objektgruppe
(L) die linke Fahrbahnkante präzise
wieder, egal, ob die Fahrbahn gerade oder gebogen ist. In ähnlicher
Weise gibt die fahrbahnseitige Objektgruppe (R) präzise die
tatsächliche
Fahrbahnkante wieder. Daher ist es möglich, die Fahrbahnform geeignet
zu erkennen und die rechte und linke Fahrbahnkante voneinander zu
unterscheiden, selbst wenn eine Variation in der Position eines
effektiven Objekts auf der Fahrbahnseite (ein Begrenzungszeichen)
im Zeitbereich unbekannt ist.
-
Nur
eine fahrbahnseitige Objektgruppe (L) mit mindestens drei Mitgliedern
(Segmenten) wird bei der Erkennung der linken Fahrbahnkante verwendet. In ähnlicher
Weise wird nur eine fahrbahnseitige Objektgruppe (R) mit mindestens
drei Mitgliedern (Segmenten) bei der Erkennung der rechten Fahrbahnkante
verwendet. Daher ist es möglich,
die linke und rechte Fahrbahnkante präzise zu erkennen. Da jede der
erkannten linken bzw. rechten Fahrbahnkante durch die auf Interpolation
basierenden Linien repräsentiert
wird, die die zusammenhängenden
Elemente verbinden, ist es einfach, auf Basis der erkannten linken
und rechten Fahrbahnkanten eine Bestimmung durchzuführen, ob
ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist oder nicht.
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Schritt
S5100 entfernt ein falsches Segment aus der fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L), so dass die Genauigkeit der Erkennung der linken Fahrbahnkante
erhöht
wird. In ähnlicher
Weise entfernt Schritt S6100 ein falsches Element aus der fahrbahnseitigen
Objektgruppe (R), so dass die Genauigkeit der Erkennung der rechten
Fahrbahnkante erhöht
wird.
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Schritt
S7000 bestimmt, ob das entfernteste Objekt in der fahrbahnseitigen
Objektgruppe (L) und das entfernteste Segment in der fahrbahnseitigen Objektgruppe
(R) dasselbe ist. Wenn die entferntesten Segmente dieselben sind,
entfernt Schritt S5700 das entfernteste Segment aus der fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L) und (R). Entsprechend ist es möglich, die Genauigkeit der
Erkennung der linken und rechten Fahrbahnkante weiter zu erhöhen.
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Die
Ausführung
dieser Erfindung kann wie folgt modifiziert sein:
- (1)
Falls Schritt S7000 feststellt, dass das entfernteste Segment in
der fahrbahnseitigen Objektgruppe (L) und das entfernteste Segment
in der fahrbahnseitigen Objektgruppe (R) das selbe ist, kann Schritt
S5700 das entfernteste Segment aus nur einer der fahrbahnseitigen
Objektgruppen (L) bzw. (R) entfernen. Somit belässt in diesem Fall Schritt
S5700 das entfernteste Segment in nur einer der fahrbahnseitigen
Objektgruppen (L) und (R) und das entfernteste Segment wird in der Fahrbahnkantenerkennung
verwendet. Insbesondere entscheidet Schritt S7000, welche der fahrbahnseitigen
Objektgruppen (L) bzw. (R) eine höhere Wahrscheinlichkeit aufweist,
das entfernteste Segment tatsächlich
zu enthalten. Schritt S7000 belässt
das entfernteste Segment in nur derjenigen der fahrbahnseitigen
Objektgruppen (L) bzw. (R), die eine höhere Wahrscheinlichkeit, das
entfernteste Segment tatsächlich
zu enthalten, aufweist. Ausführlicher
gesagt, berechnet Schritt S7000 einen Kreis, der durch das nächst und
das zweit entfernteste Segment in der fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L) geht und der die X-Achse in einem rechten Winkel schneidet.
Dann berechnet Schritt S7000 die Distanz ΔX(L) in X-Achsen-Richtung zwischen
dem Kreis und dem entferntesten Segment in der fahrbahnseitigen Objektgruppe
(L). Schritt S7000 berechnet auch einen Kreis, der durch das nächste und
das zweit entfernteste Segment in der fahrbahnseitigen Objektgruppe
(R) geht und der die X-Achse in einem rechten Winkel schneidet.
Dann berechnet Schritt S7000 die Distanz ΔX(R) in X-Achsen-Richtung zwischen
dem Kreis und dem entferntesten Segment in der fahrbahnseitigen
Objektgruppe (R). Schritt S7000 vergleicht die berechneten Distanzen
in X-Achsen-Richtung ΔX(L)
und ΔX(R)
miteinander. Schritt 7000 belässt das entfernteste Segment
in nur der fahrbahnseitigen Objektgruppe (L) bzw. (R), die der kleineren
Entfernung in X-Achsen-Richtung entspricht. Hier sei angemerkt,
dass zwischen den zu den fahrbahnseitigen Objektgruppen (L) bzw.
(R) gehörenden
Kreisen eine neutrale Zone vorgesehen sein kann.
- (2) Schritt S5100 kann das entfernteste Segment aus der fahrbahnseitigen
Objektgruppe (L) ohne Bedingung entfernen. Auch Schritt 6100 kann
das entfernteste Segment aus der fahrbahnseitigen Objektgruppe (R)
ohne Bedingung entfernen. In diesem Falle wird verhindert, dass
die entferntesten Segmente die Fahrbahnkantenerkennung negativ beeinflussen.
- (3) Die Segmente in jeder der fahrbahnseitigen Objektgruppen
(L) bzw. (R) können
durch auf Interpolation basierenden Kurven verbunden sein. In diesem
Fall werden die Kurvenmengen als die linke bzw. rechte Fahrbahnkante
erkannt.
- (4) In der Ausführung
dieser Erfindung wird die Distanz- und Winkelmessvorrichtung 5,
die den Laserstrahl einsetzt, als Radarmittel verwendet. Die Distanz-
und Winkelmessvorrichtung 5 kann modifiziert sein, um einen
Millimeterwellenstrahl zu verwenden. Falls die Radarvorrichtung
ein Dopplerradar oder ein FMCW-Radar verwendet, das einen Millimeterwellenstrahl
einsetzt, werden Informationen über
die Distanz zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und Informationen über eine Relativgeschwindigkeit
des vorausfahrenden Fahrzeuges gleichzeitig aus einem Echowellenstrahl
(einem zurückkehrenden
Wellenstrahl) abgeleitet. Somit ist es in diesem Falle nicht notwendig,
einen Schritt zur Berechnung einer Relativgeschwindigkeit aus Distanzinformationen
durchzuführen.