DE10152078A1

DE10152078A1 - Unterscheidung von detektierten Objekten auf dem Weg eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10152078A1
Application number: DE10152078A
Authority: DE
Inventors: Stephen W Alland; James F Searcy
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Aptiv Technologies Ltd
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2002-07-25
Anticipated expiration: 2021-10-24
Also published as: DE10152078B4; US6404328B1

Abstract

Ein Objekterfassungssystem (100) ist in der Lage, ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs liegt, von einem im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, zu unterscheiden. Zu Beginn werden mehrere Sensorabtastsignale (201) in einen voraussichtlichen Weg eines Host-Fahrzeugs (202) ausgesandt. Als nächstes werden mehrere Objektrücksignale (203), die Reflexionen der Sensorabtastsignale (201) von mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt entsprechen, empfangen. Dann wird eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt. Eine hinreichend positive Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt. Eine hinreichend negative Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung ist im Allgemeinen auf das Detektieren von Objekten und im Besonderen auf das Unterscheiden, ob ein detektiertes Objekt auf einem Weg eines Fahrzeugs liegt, gerichtet.

In zunehmendem Maße bauen Fahrzeughersteller in Fahrzeuge Sicher heitseinrichtungen ein, um es Fahrern zu ermöglichen, auf eine sicherere, effizientere Weise zu fahren. Beispielsweise haben einige Hersteller Vor aussichtsysteme (forward looking systems = FLS), Rückdetektionssysteme (rear detection systems = RDS) und Seitendetektionssysteme (side detecti on systems = SDS) in bestimmten Fahrzeugmodellen integriert. Ein adap tives Fahrtregelungssystem (adaptive cruise control system = ACC-System) ist ein Beispiel eines FLS.

Ein typisches ACC-System verwendet einen Sensor (z. B. einen Radar- oder Laser-Sensor), der an der Vorderseite eines Host-Fahrzeugs angebracht ist, um Objekte auf dem Weg vor dem Fahrzeug zu detektieren. Wenn ein Objekt detektiert wird, vergleicht das ACC-System typischerweise den projizierten Weg des Fahrzeugs mit dem Standort des Objektes, so dass Objekte am Straßenrand oder auf unterschiedlichen Spuren ausgeschie den werden. Das heißt, wenn die Spur vor dem Fahrzeug frei ist, hält das ACC-System die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht. Wenn jedoch ein langsameres Fahrzeug, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, detektiert wird, hält das ACC-System einen vom Fahrer ausgewählten Abstand (unter Verwendung einer Drosselsteuerung und eines begrenzten Bremsens) zwischen den Fahrzeugen. Ein typisches ACC-System verwen det einen mechanisch abgetasteten Radar-Sensor, der normalerweise die Fähigkeit des Systems verbessert, Ziele (z. B. andere Fahrzeuge) bei star kem Verkehr zu detektieren. Ein typisches, kommerziell erhältliches ACC- System besitzt eine Reichweite von einhundertfünfzig Metern, einen Azi mut, der fünfzehn Grad abdeckt, und aktualisiert sich annähernd zehn mal pro Sekunde. ACC-Systeme bestimmen im Allgemeinen die Entfer nung eines detektierten Objektes sowie die Relativgeschwindigkeit des detektierten Objektes.

Bekanntlich haben jedoch kommerziell erhältliche FLS Fehlalarme (z. B. einen sichtbaren oder hörbaren Alarm) geliefert, oder eine Drossel- und Bremsensteuerung angewandt, wenn das FLS ein Objekt detektiert, das sich nicht auf dem Weg des Fahrzeugs befindet (z. B. über Kopf befindliche Brücken und über Kopf befindliche Verkehrszeichen). Ein Ansatz, Fehl alarme oder eine unangemessene Bremsen- und Drosselsteuerung zu beseitigen, ist es, einen Sensor (z. B. Radar oder Laser) mit einem hinrei chend schmalen Elevationsstrahl zu verwenden, so dass der Hauptstrahl über Kopf befindliche Objekte in der maximalen Warnentfernung (z. B. einhundert Meter) nicht anstrahlt. Für Kraftfahrzeuganwendungen hat sich dieser Ansatz aufgrund von Packungsbeschränkungen, die die nutz baren Abmessungen der Antenne begrenzen, als nicht besonders prak tisch erwiesen. Ferner führt das Reduzieren der Breite des Elevations strahls zur Beseitigung von über Kopf befindlichen Objekten im Allgemei nen zu der Notwendigkeit von Mehrfach-Elevationsstrahlen oder einer Strahlabtastung bzw. -überstreichung, um sicherzustellen, dass gültige Ziele in Anbetracht der erwarteten Abweichungen in der Fahrzeugorientie rung und Straßengeometrie dennoch detektiert werden. Zusätzlich erhöht ein Einsatz von Mehrfachstrahlen oder einer Strahlabtastung bzw. -über streichung die Zusatzkosten für ein gegebenes FLS.

Ein anderer Ansatz, der dazu verwendet worden ist, über Kopf befindliche Objekte von gültigen, auf dem Weg befindlichen Objekten zu unterschei den, ist es gewesen, eine Zielhöhe abzuschätzen, indem eine Elevations messfähigkeit, wie beispielsweise eine Elevationsabtastung bzw. -über streichung oder -monoimpulse, in den Sensor des FLS eingearbeitet wur de. Jedoch erhöht das Implementieren derartiger Anordnungen die Zu satzkosten für ein gegebenes FLS. Eine weitere Technik zum Unterschei den von über Kopf befindlichen Objekten von gültigen, auf dem Weg be findlichen Objekten ist es, die seitliche Ausdehnung des Objekts zu unter suchen. Beispielsweise erstrecken sich Brücken typischerweise quer über eine Fährbahn hinweg, während die seitliche Ausdehnung eines einzelnen Fahrzeugs typischerweise kleiner als eine Spurbreite ist. Jedoch können sich mehrere Fahrzeuge, die in einer im Wesentlichen ähnlichen Entfer nung angehalten haben, über mehrere Spuren hinweg erstrecken und .somit einem FLS als ein ungültiges, auf dem Weg befindliches Objekt, z. B. eine Brücke, erscheinen. Zusätzlich besitzen viele über Kopf befindliche Verkehrszeichen (z. B. ein "Ausfahrt"-Verkehrszeichen für eine gegebene Spur) annähernd die Breite einer einzelnen Spur einer Straße. Diese Beschränkungen haben die Tendenz, die Zweckmäßigkeit der Untersu chung der seitlichen Ausdehnung eines Objektes zur Bestimmung, ob das Objekt ein gültiges, auf dem Weg befindliches Objekt ist, zu verringern.

Es wird eine praktikable Technik benötigt, die verhindert, dass ein FLS einen Alarm ausgibt und/oder eine Drossel- und Bremsensteuerung einsetzt, wenn ein detektiertes Objekt sich nicht auf dem Weg eines Host- Fahrzeugs befindet.

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Technik zum Unterscheiden eines über Kopf befindlichen Straßenobjektes, das sich nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs befindet, von einem im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekt, das sich auf dem Weg des Fahrzeugs befindet, gerichtet. Zu Beginn werden mehrere Sensorabtastsignale in einen voraussichtli chen Weg eines Host-Fahrzeugs ausgesandt. Als nächstes werden mehrere Objektrücksignale, die Reflexionen der Sensorabtastsignale entsprechen, von mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt empfangen. Dann wird eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Rücksignale als eine Funktion der Entfernung des mindestens einen detektierten, festste henden Objektes bestimmt. Eine hinreichend positive Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindli ches Straßenobjekt, das sich nicht auf dem Weg des Fahrzeugs befindet. Eine hinreichend negative Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenob jekt, das sich auf dem Weg des Fahrzeugs befindet. Wenn bei einer weite ren Ausführungsform die durchschnittliche Amplitudensteigung mehrdeu tig ist, wird eine durchschnittliche Amplitudenabweichung im Rücksignal als eine Funktion der Entfernung bis zu dem detektierten, feststehenden Objekt bestimmt. Eine durchschnittliche Amplitudenabweichung, die über einem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt, gibt an, dass das detektierte, feststehende Objekt ein über Kopf befindliches Straßenobjekt ist, das sich nicht auf dem Weg des Fahrzeugs befindet. Eine durch schnittliche Amplitudenabweichung, die unter dem Amplitudenabwei chungsschwellenwert liegt, gibt an, dass das detektierte, feststehende Objekt ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt ist, das sich auf dem Weg des Fahrzeugs befindet.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen ist:

Fig. 1 ein elektrisches Blockschaltbild eines Objekterfassungssys tems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung,

Fig. 2 ein Schaubild, das verschiedene Objekte vor einem Host- Fahrzeug veranschaulicht, die von dem Objekterfassungs system von Fig. 1 detektiert und unterschieden werden,

Fig. 3A eine graphische Darstellung, die die Amplitudenabweichung mehrerer Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu einem über Kopf befindlichen Straßenobjekt zeigt,

Fig. 3B eine graphische Darstellung, die die Amplitudensteigung mehrerer Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu einem über Kopf befindlichen Straßenobjekt veranschau licht,

Fig. 4A eine graphische Darstellung, die die Amplitudenabweichung mehrerer Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu einem Straßenobjekt zeigt, und

Fig. 4B eine graphische Darstellung, die die Amplitudensteigung mehrerer Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu einem Straßenobjekt veranschaulicht.

Radarrücksignale von einer über Kopf befindlichen Brücke und/oder einem über Kopf befindlichen Verkehrszeichen zeigen typischerweise eine signifikante Amplitudenfluktuation mit der Entfernung. Diese Amplitu denfluktuation wird typischerweise durch eine Kombination aus einer Mehrfachweg-Keulenbildung und der Wechselwirkung von Mehrfach-HF- Streuzentren bewirkt. Im Gegensatz dazu zeigt das Profil der Amplitude über die Entfernung von gültigen, auf dem Weg befindlichen, angehalte nen Objekten weniger Fluktuation mit der Entfernung.

Die Keulenstruktur der Amplitude über die Entfernung ist eine Funktion der Ziel- oder Objekthöhe und kann für einfache Fälle dazu verwendet werden, die Höhe abzuschätzen. Wenn sich jedoch ein Radar-Sensor in einem Host-Fahrzeug befindet, das sich mit einer relativ hohen Geschwin digkeit bewegt, kann es sein, dass das Mehrfachweg-Keulenmuster zu selten abgetastet, d. h. "undersampled" wird (abhängig von der Radaraktu alisierungsrate), was es schwierig macht, die Information herauszuziehen, die notwendig ist, um die Zielhöhe genau abzuschätzen. Ferner können Brücken und andere über Kopf befindliche Objekte viele HF-Streukörper umfassen, die in der Reichweite, in der Quer-Reichweite und in der Höhe verteilt sind. Als solches ist ein zusammengesetztes Radarrücksignal typischerweise eine komplexe Szintillation von Reflexionen von jedem Streukörper mit unterschiedlichen Amplituden-, Phasen- und Mehrfach weg-Faktoren. Wenn sich die Entfernung bis zu einem Objekt ändert, ändert sich der Mehrfachweg-Faktor für jeden Streukörper, und die relati ve Phase zwischen den Streukörpern trägt zur Amplitudenszintillation bei. Somit ist der Nettoeffekt eine ausgeprägte Amplitudenfluktuation über die Entfernung, die schwierig vorherzusagen ist. Infolgedessen kann die Ziel höhe auf der Grundlage von klassischen Mehrfachweg-Keulenbildungs techniken typischerweise nicht zuverlässig abgeschätzt werden.

Jedoch liegen gültige, auf dem Weg befindliche, angehaltene Objekte niedriger über dem Boden als über Kopf befindliche Objekte und liefern als solche Rücksignale, die durch eine Untersuchung ihres Amplituden profils über die Entfernung entscheidbar sind. Das heißt, dass Objekte mit niedrigerer Höhe zu einer Keulenstruktur führen, die sich mit der Entfernung weniger stark ändert. Wenn man sich einem gültigen, auf dem Weg befindlichen, angehaltenen Objekt direkt nähert, ist zusätzlich die relative Phase zwischen den HF-Streukörpern stabiler als bei über Kopf befindlichen Objekten, was auch zu weniger Amplitudenszintillation führt.

Zusätzlich zur Amplitudenfluktuation oder -abweichung in einem Rück signal ist eine weitere Diskriminante, die dazu benutzt werden kann, über Kopf befindliche Objekte von gültigen, auf dem Weg befindlichen Objekten zu unterscheiden, die durchschnittliche Steigung der Amplitude des Rück signals über die Entfernung. Wenn sich das mit dem Sensor ausgerüstete Fahrzeug dem Ziel nähert, bewegt sich ein über Kopf befindliches Objekt allmählich aus dem Radarstrahl heraus, was zu einer durchschnittlichen Amplitude führt, die abnimmt, wenn die Entfernung bis zu dem Objekt abnimmt. Im Gegensatz dazu wird das Radarrücksignal für ein gültiges, auf dem Weg befindliches Objekt im Durchschnitt zunehmen, wenn die Entfernung bis zu dem Objekt abnimmt. Zusammengefasst sind die Ra darrücksignale von einem über Kopf befindlichen Objekt in einer Straßen umgebung durch eine durchschnittliche Amplitude gekennzeichnet, die allmählich abnimmt, wenn die Entfernung bis zu dem Objekt abnimmt, sowie durch eine ausgeprägte Amplitudenfluktuation um eine durch schnittliche Amplitude herum. Für ein gültiges, auf dem Weg befindliches, angehaltenes Objekt fluktuiert die Amplitude weniger, und die durch schnittliche Amplitude nimmt im Allgemeinen zu, wenn die Entfernung bis zu dem Objekt abnimmt. Somit kann erfindungsgemäß die durchschnittli che Amplitudensteigung und die durchschnittliche Amplitudenabwei chung oder -fluktuation dazu verwendet werden, über Kopf befindliche Objekte von gültigen, auf dem Weg befindlichen Objekten zu unterschei den.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Diskriminanten der Amplitudensteigung- und Amplitudenabweichung durch eine lineare Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode der Daten der Amplitude über die Entfernung für jedes detektierte Objekt abgeschätzt. Die Amplitudensteigungsdiskriminante entspricht der Stei gung der linearen Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode. Die Amplitudenabweichungsdiskriminante entspricht der durchschnittlichen Fluktuation oder Abweichung der Amplitudendaten um die lineare Anpas sung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode herum. Um die Implementie rung zu erleichtern, wird ein rekursiver Fehlerquadrat-Ansatz verwendet.

Für eine gegebene Objektbahn wird die lineare Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode nach zwei Datenpunkten wie unten angegeben initialisiert:

wobei der allgemeine Zustandsvektor

= Summe der quadrier ten Reste; A = abgeschätzte Zielamplitude; und ΔA = abgeschätzte Ände rung der Zielamplitude.

Im Anschluss an die Initialisierung wird die Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode wie unten angegeben rekursiv aktualisiert:

wobei

A_n = gemessene Zielamplitude (dB);

α_min = minimales α; β_min = minimales β und n = Abtastzahl, seit ein Objekt erstmals detektiert wurde.

Der Zustandsvektorparameter ΔA steht mit der Steigung der Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode in Beziehung. Der Parameter ent spricht der Summe der quadrierten Reste der Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode (d. h. der Summe des Quadrats der Abstände von den Datenpunkten zu der Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmetho de). Als allgemeine Regel werden α_min und β_min auf annehmbare Werte gesetzt, die bestimmt werden, indem die von einer Anzahl von über Kopf befindlichen und angehaltenen Objekten erhaltenen Daten untersucht werden. In der Praxis hat ein Wert von 0,14 für α_min und ein Wert von 0,008 für β_min für den eingesetzten Radar-Sensor im Allgemeinen ziemlich gut funktioniert. Der Fachmann wird feststellen, dass die Werte für α_min und β_min abhängig von dem verwendeten Sensor eine Modifikation erfor dern können.

Die Amplitudendiskriminanten (Abweichung und Steigung) werden aus den Fehlerquadratparametern bei jeder Abtastung wie unten angegeben berechnet:

wobei D = durchschnittliche Amplitudenabweichung; = Steigung der Amplitude über die Entfernung; = Bahnentfernungsrate; und Δt = Aktu alisierungsintervall.

Die Fehlerquadratimplementierung verwendet vorzugsweise einen Fading- Memory-Approach, damit die abgeschätzten Amplitudendiskriminanten besser auf Änderungen der Amplitudeneigenschaften ansprechen können (z. B. auf den Übergang der Amplitudensteigung, wenn die Brücke den Radarstrahl verlässt, ansprechen können). Das Ansprechvermögen der Abschätzeinrichtung wird durch den Wert der Parameter minimales α und minimales β gesteuert.

Ein anderes Merkmal der ausgewählten Implementierung ist, dass ange nommen wird, dass die Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ziemlich konstant ist, was für einen stetigen ACC-Betrieb typisch ist. Dies verein facht die rekursive Fehlerquadratimplementierung dadurch, dass die α- und β-Koeffizienten allein als eine Funktion der Aktualisierungszahl be rechnet werden können. Für nicht stetige Zustände (d. h. wenn die Fahr zeuggeschwindigkeit nicht ausreichend konstant ist), kann die Genauig keit durch einen genaueren rekursiven Fehlerquadratansatz verbessert werden, der es erfordert, dass eine Zwei-mal-Zwei-Matrix für jedes verfolg te Objekt bei jeder Abtastung berechnet und gespeichert wird, um die α- und β-Parameter zu bestimmen.

Angehaltene Objekte werden dann auf der Grundlage ihrer durchschnittli chen Amplitudensteigung und Amplitudenabweichung als über Kopf befindliche oder gültige, angehaltene Objekte klassifiziert. Eine signifikant hinreichend positive Amplitudensteigung klassifiziert ein angehaltenes Objekt als ein über Kopf befindliches Objekt, z. B. eine Brücke. Eine signi fikant hinreichend negative Amplitudensteigung klassifiziert ein angehal tenes Objekt als ein gültiges, angehaltenes Objekt. Die Amplitudenabwei chung wird vorzugsweise dazu verwendet, das angehaltene Objekt zu klassifizieren, wenn keines der Steigungskriterien erfüllt ist. Wenn bei spielsweise _n ≧ Schwellenwert 1, wird dann das verfolgte Objekt als eine Brücke klassifiziert. Wenn _n ≦ Schwellenwert 2, wird dann das verfolgte Objekt als ein gültiges, angehaltenes Objekt klassifiziert. Wenn jedoch das Steigungskriterium mehrdeutig ist, wird das verfolgte Objekt als eine Brücke klassifiziert, falls D_n ≧ Schwellenwert 3. Sonst wird das verfolgte Objekt als ein gültiges, angehaltenes Objekt klassifiziert.

Die Klassifizierung für angehaltene Objekte wird bei jeder Abtastung durchgeführt und kann zwischen einer Brücke und einem gültigen, ange haltenen Objekt auf der Grundlage von Abtastung zu Abtastung hin- und herwechseln. Da mehr Daten für ein gegebenes verfolgtes Objekt verarbei tet werden, verbessert sich typischerweise die Genauigkeit der Fehler quadratparameter und die Klassifizierung wird zuverlässiger.

Fig. 1 veranschaulicht ein Blockschaltbild eines Objekterfassungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Ob jekterfassungssystem 100 umfasst einen Prozessor 102, der an ein Spei cheruntersystem 104 gekoppelt ist, einen Front-Sensor 106, einen Alarm 108, ein Drosseluntersystem 110 und ein Bremsuntersystem 112. Das Speicheruntersystem 104 umfasst im Allgemeinen eine für die Anwendung geeignete Menge an flüchtigem Speicher (z. B. einen dynamischen Direkt zugriffsspeicher (DRAM)) und einen nichtflüchtigen Speicher (z. B.. Flash- Speicher, elektrisch löschbarer, programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROM)). Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein ausführbarer Code des Prozessors zum Bestimmen der durchschnittlichen Amplituden steigung und einer durchschnittlichen Amplitudenabweichung in mehre ren Rücksignalen im nichtflüchtigen Speicher des Speicheruntersystems 104 des Objekterfassungssystems 100 gespeichert. Der Prozessor 102 liefert Steuersignale zu und empfängt Daten von dem Front-Sensor 106. Im Ansprechen auf die Daten von dem Front-Sensor 106 kann der Prozes sor 102 Steuersignale an das Drosseluntersystem 110 und das Bremsun tersystem 112 liefern, wenn es als ein adaptives Fahrtregelungssystem (ACC-System) eingesetzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozes sor 102 Steuersignale an den Alarm 108 liefern, die bewirken, dass dieser einem Fahrer eines Fahrzeugs eine sichtbare und/oder hörbare Rück kopplung liefert.

Bei einer Ausführungsform umfasst der Front-Sensor 106 des Erfas sungssystems 100 einen Radar-Sensor, der an der Vorderseite des Fahr zeugs montiert ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die maximale Reichweite des Radar-Sensors ungefähr einhundertfünfzig Meter. Der Radar-Sensor setzt vorzugsweise eine frequenzmodulierte Dauerstrich-Welle (FMCW) von ungefähr sechsundsiebzig GHz ein. Ein geeigneter Radar-Sensor wird von Delphi Delco Electronics of Kokomo, IN (Teil-Nr. 09369080) hergestellt und ist von dort beziehbar. Wenn eine lineare Frequenzmodulationstechnik eingesetzt wird, wird die Entfernung bis zu einem detektierten Objekt normalerweise ermittelt, indem die Fre quenzdifferenz zwischen dem Senden eines Sensorabtastsignals und dem Empfangen eines Rücksignals bestimmt wird. Wenn das Sensorabtastsig nal gepulst ist, untersucht der Prozessor 102 normalerweise den Ausgang des Sensors 106 in mehreren Fenstern, wobei jedes Fenster einer beson deren Zeitverzögerung (d. h. Entfernung) entspricht. Jedes Fenster umfasst entweder eine digitale "0" oder eine digitale "1", abhängig davon, ob von dem Sensor 106 während einer Zeitdauer, die einem besonderen Fenster entspricht, eine Reflexion empfangen wurde. Auf diese Weise bestimmt der Prozessor 102 die Entfernung bis zu einem erfassten Objekt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform liefert das Objekterfassungssys tem 100 dem Fahrer des Fahrzeugs sowohl qualitative hörbare als auch qualitative sichtbare Warnungen. Der Alarm 108 kann eine sichtbare Anzeigeeinrichtung, eine hörbare Anzeigeeinrichtung oder beides darstel len. Beispielsweise können mehrere Licht emittierende Dioden (LED) in dem Alarm 108 enthalten sein. Eine beispielhafte sichtbare Anzeigeein richtung umfasst LED, die die Entfernung bis zu einem Objekt angeben; wobei, wenn alle LED leuchten, das Objekt sich am nächsten Punkt vor dem Fahrzeug befindet.

In Fig. 2 ist ein Schaubild gezeigt, das verschiedene Objekte vor einem Host-Fahrzeug 202 veranschaulicht, die von dem Objekterfassungssystem 100 von Fig. 1 detektiert und unterschieden werden. Das Fahrzeug 202 umfasst einen Front-Sensor 106, der an der Vorderseite des Fahrzeugs 202 angeordnet ist. Ein Verkehrszeichen 206 ist von einer Konstruktion 208 über einer Straße 210 getragen. Die Straße 210 umfasst, wie gezeigt, drei Spuren 212A, 212B und 212C, eine Ausfahrt 214 (die sich vor einer Brücke 218 befindet) und eine Ausfahrt 216 (die sich hinter der Brücke 218 befindet). Mehrere Fahrzeuge 220A, 220B und 220C sind auf den Spuren 212A, 212B bzw. 212C befindlich gezeigt. Der Front-Sensor 106 sendet mehrere Sensorabtastsignale 201 in einen voraussichtlichen Weg des Fahrzeugs 202 aus und empfängt mehrere Objektrücksignale 203 von einem oder mehreren Objekten. Auf der Grundlage der Rücksignale 203 liefert der Sensor 106 dem Prozessor 102 (siehe Fig. 1) einen Ausgang zur Verarbeitung. Die Objektrücksignale 203 können neben anderem durch die Trägerkonstruktion 208, das über Kopf befindliche Verkehrszeichen 206, die Brücke 218 oder eines oder mehrere Fahrzeuge 220A, 220B und 220C bewirkt werden.

Das Objekterfassungssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt eine durchschnittliche Amplitudenstei gung der Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt. Eine hinreichend positive Amp litudensteigung identifiziert das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (z. B. das über Kopf befindliche Verkehrszeichen 206, die Trägerkonstruktion 208 und/oder die Brücke 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs 202 liegt. Eine hinreichend negative Amplitudensteigung identifiziert das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, z. B. Fahrzeug 220A, 220B und/oder 220C. Wenn die durchschnittliche Amplitudensteigung der Rücksignale mehrdeutig ist, wird auch die durchschnittliche Amplitu denabweichung in den Rücksignalen (als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt) analy siert. Eine durchschnittliche Amplitudenabweichung, die über einem festgelegten Schwellenwert liegt, gibt an, dass das mindestens eine detek tierte, feststehende Objekt ein über Kopf befindliches Straßenobjekt ist, d. h. eine Brücke und/oder ein Verkehrszeichen, das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt. Eine durchschnittliche Amplitudenabweichung, die unter dem festgelegten Schwellenwert liegt, gibt an, dass das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt ist, z. B. ein angehaltenes Fahrzeug, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt. Die Sensorabtastsignale sind vorzugsweise Radarsignale. Es ist jedoch in Betracht zu ziehen, dass andere Arten von Sensoren, die Rücksignale mit Eigenschaften ähnlich wie die eines Radar-Sensors auf weisen, aus der Erfindung, wie sie hierin beansprucht ist, Nutzen ziehen können.

Fig. 3A zeigt die Amplitudenabweichung mehrerer Rücksignale von einem beispielhaften, über Kopf befindlichen Straßenobjekt, beispielsweise einer Brücke, als eine Funktion der Entfernung bis zu dem Objekt aufgetragen. Wie es in Fig. 3A gezeigt ist, bleibt die Amplitudenabweichung über 4 dB (d. h. einem beispielhaften Abweichungsschwellenwert), wenn sich das Fahrzeug dem Objekt nähert. Fig. 3B veranschaulicht die Amplitudenstei gung eines Rücksignals als eine Funktion der Entfernung bis zu einem beispielhaften über Kopf befindlichen Straßenobjekt. Wie es in Fig. 3B gezeigt ist, übersteigt die Amplitudensteigung +0,1 (ein beispielhafter, hinreichend positiver Steigungsschwellenwert) für eine Entfernung von weniger als oder gleich 105 Metern (d. h. die Amplitude des Rücksignals nimmt im Allgemeinen ab, wenn sich das Fahrzeug dem Objekt nähert).

Fig. 4A zeigt die Amplitudenabweichung mehrerer Rücksignale von einem beispielhaften Straßenobjekt, z. B. einem angehaltenen Fahrzeug, als eine Funktion der Entfernung bis zu dem Objekt aufgetragen. Wie es in Fig. 4A gezeigt ist, bleibt die Amplitudenabweichung unter 4 dB (d. h. dem bei spielhaften Abweichungsschwellenwert), wenn sich das Fahrzeug dem Straßenobjekt nähert. Fig. 4B veranschaulicht die Amplitudensteigung mehrerer Rücksignale von einem beispielhaften, im Wesentlichen bewe gungslosen Straßenobjekt, als eine Funktion der Entfernung bis zu dem Objekt aufgetragen. Wie es in Fig. 4B gezeigt ist, bleibt die Amplituden steigung unter -0,1 (ein beispielhafter, hinreichend negativer Steigungs schwellenwert) für eine Entfernung von weniger als oder gleich 105 Metern (d. h. die Amplitude des Rücksignals nimmt im Allgemeinen zu, wenn sich das Fahrzeug dem Objekt nähert). Somit kann das System 100 durch Untersuchen der Amplitudensteigung und der Amplitudenabweichung, wenn sich das Fahrzeug dem feststehenden Straßenobjekt nähert, stim men, ob das Straßenobjekt ein über Kopf befindliches Straßenobjekt oder ein im Wesentlichen bewegungsloses, auf dem Weg des Fahrzeugs liegen des Straßenobjekt ist.

Zusammengefasst ist eine Technik beschrieben worden, bei der mehrere Sensorabtastsignale in einen voraussichtlichen Weg eines Fahrzeugs ausgesandt werden. Dann werden mehrere Objektrücksignale empfangen, die Reflexionen der Sensorabtastsignale entsprechen. Als nächstes wird eine durchschnittliche Amplitudensteigung und Amplitudenabweichung der Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt. Dies ermöglicht es, dass das Objekterfassungssystem bestimmen kann, ob das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt ein über Kopf befindliches, festste hendes Straßenobjekt oder ein im Wesentlichen bewegungsloses, auf dem Weg des Fahrzeugs liegendes Straßenobjekt ist.

Abschließend ist festzustellen, dass ein Objekterfassungssystem 100 in der Lage ist, ein über Kopf befindliches Straßenobjekt 206, 218, das nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs liegt, von einem im Wesentlichen .bewegungslosen Straßenobjekt 220A, 220B, 220C, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, zu unterscheiden. Zu Beginn werden mehrere Sensorab tastsignale 201 in einen voraussichtlichen Weg eines Host-Fahrzeugs 202 ausgesandt. Als nächstes werden mehrere Objektrücksignale 203, die Reflexionen der Sensorabtastsignale 201 von mindestens einem detektier ten, feststehenden Objekt entsprechen, empfangen. Dann wird eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale 203 als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, fest stehenden Objekt bestimmt. Eine hinreichend positive Amplitudenstei gung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt 206, 218, das nicht auf dem Weg des Fahr zeugs liegt. Eine hinreichend negative Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt 220A, 220B, 220C, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt.

Claims

1. Verfahren zum Unterscheiden eines über Kopf befindlichen Straßen objektes (206, 218), das nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs liegt, von einem im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, mit den Schritten, dass:
mehrere Sensorabtastsignale (201) in einen voraussichtlichen Weg eines Host-Fahrzeug (202) ausgesandt werden;
mehrere Objektrücksignale (203) empfangen werden, die Reflexio nen der Sensorabtastsignale (201) von mindestens einem detektier ten, feststehenden Objekt entsprechen; und
eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei eine hinrei chend positive Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, identifiziert, und eine hinreichend negative Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewe gungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, identifiziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt, dass eine durchschnittliche Amplitudenabweichung in den Objektrücksig nalen (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung über einem Amplitudenabweichungs schwellenwert liegt, und ein im Wesentlichen bewegungsloses Stra ßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung unter dem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt eine Brücke (218) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt ein Verkehrszeichen (206) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegungslose Straßenobjekt (220A, 220B, 220C) ein angehalte nes Fahrzeug ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorabtastsignale (201) Radar-Signale sind.

7. Objekterfassungssystem (100), das über Kopf befindliche Straßenob jekte (206, 218), die nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs liegen, von im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekten (220A, 220B, 220C), die auf dem Weg des Fahrzeugs liegen, unterscheidet, umfas send:
einen Prozessor (102);
ein Speicheruntersystem (104), das an den Prozessor (102) ge koppelt ist, wobei das Speicheruntersystem (104) Information spei chert;
einen Sensor (106), der an den Prozessor (102) gekoppelt ist; und
von dem Prozessor ausführbaren Code, um zu bewirken, dass der Prozessor (102) die Schritte durchführt, dass:
der Sensor (106) angesteuert wird, mehrere Sensorabtastsignale (201) in einen voraussichtlichen Weg eines Host-Fahrzeugs (202) aus zusenden;
mehrere Objektrücksignale (203) von dem Sensor (106) empfan gen werden, wobei die Objektrücksignale (203) Reflexionen der Sen sorabtastsignale (201) von mindestens einem detektierten, festste henden Objekt entsprechen;
eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei eine hinrei chend positive Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, identifiziert, und eine hinreichend negative Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewe gungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, identifiziert.

8. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Prozessor ausführbare Code bewirkt, dass der Prozessor (102) zusätzlich den Schritt ausführt, dass: eine durchschnittliche Amplitudenabweichung in den Objektrücksig nalen (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung über einem Amplitudenabweichungsschwel lenwert liegt, und ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung unter dem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt.

9. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt eine Brücke (218) ist.

10. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt ein Verkehrszeichen (206) ist.

11. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegungslose Straßenobjekt (220A, 220B, 220C) ein angehalte nes Fahrzeug ist.

12. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorabtastsignale (201) Radar-Signale sind.

13. Objekterfassungssystem (100) für ein Kraftfahrzeug, das über Kopf befindliche Straßenobjekte (206, 218), die nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeug liegen, von im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekten (220A, 220B, 220C) die auf dem Weg des Fahrzeugs liegen, unterscheidet, umfassend:
einen Prozessor (102);
ein Speicheruntersystem (104), das an den Prozessor (102) ge koppelt ist, wobei das Speicheruntersystem (104) Information spei chert;
einen Front-Sensor (106), der an den Prozessor (102) gekoppelt ist und an der Vorderseite des Fahrzeugs (202) angeordnet ist; und
von dem Prozessor ausführbaren Code, um zu bewirken, dass der Prozessor (102) die Schritte durchführt, dass:
der Front-Sensor (106) angewiesen wird, mehrere Sensorabtast signale (201) in einen voraussichtlichen Weg des Host-Fahrzeugs auszusenden;
mehrere Objektrücksignale (203) von dem Front-Sensor (106) empfangen werden, wobei die Objektrücksignale (203) Reflexionen der Sensorabtastsignale (201) von mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt (220A, 220B, 220C) entsprechen;
eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei eine hinrei chend positive Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, identifiziert, und eine hinreichend negative Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewe gungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, identifiziert.

14. System (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Prozessor ausführbare Code bewirkt, dass der Prozessor (102) zusätzlich den Schritt ausführt, dass: eine durchschnittliche Amplitudenabweichung in den Objektrücksig nalen (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt, wobei ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amp litudenabweichung über einem Amplitudenabweichungsschwellen wert liegt, und ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung unter dem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt.

15. System (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt eine Brücke (218) ist.

16. System (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt ein Verkehrszeichen (206) ist.

17. System (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegungslose Straßenobjekt (220A, 220B, 220C) ein angehalte nes Fahrzeug ist.

18. System (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorabtastsignale (201) Radar-Signale sind.

19. Verfahren zum Unterscheiden eines über Kopf befindlichen Straßen objektes (206, 218), das nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs liegt, von einem im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, mit den Schritten, dass:
mehrere Sensorabtastsignale (201) in einen voraussichtlichen Weg eines Host-Fahrzeug (202) ausgesandt werden;
mehrere Objektrücksignale (203) empfangen werden, die Reflexio nen der Sensorabtastsignale (201) von mindestens einem detektier ten, feststehenden Objekt entsprechen; und
dass eine durchschnittliche Amplitudenabweichung der Objekt rücksignale (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem min destens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wo bei ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnitt liche Amplitudenabweichung über einem Amplitudenabweichungs schwellenwert liegt, und ein im Wesentlichen bewegungsloses Stra ßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung unter dem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch den Schritt, dass eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei eine hinrei chend positive Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, identifiziert, und eine hinreichend negative Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewe gungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, identifiziert.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt eine Brücke (218) ist.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt ein Verkehrszeichen (206) ist.

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegungslose Straßenobjekt (220A, 220B, 220C) ein angehalte nes Fahrzeug ist.

24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorabtastsignale (201) Radar-Signale sind.