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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine mit einem Radar
ausgerüstete
Objekterkennungsvorrichtung für
Fahrzeuge, die dazu dient, ein Objekt, wie beispielsweise vorausfahrende
Fahrzeuge, zu verfolgen und zu erkennen, und insbesondere eine derartige
Objekterkennungsvorrichtung, die dafür vorgesehen ist, das Vorhandensein
von irgendeinem Schmutz zu erfassen, der als ein Hindernis bezüglich einer
Emission einer Radarwelle oder einem Empfang einer Radarrückstreuung
an dem Radar haftet.
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2. Allgemeiner
Stand der Technik
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Die
JP NR. 2002-22827 lehrt eine mit einem Radar ausgerüstete Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung,
die dazu dient, Radarwellen wie beispielsweise Laserstrahlen über einen
Winkelbereich zu emittieren, der vor einem mit einem Radar ausgerüsteten Fahrzeug
definiert ist, und Rückstreuungen
der Radarwellen von einem Objekt zu empfangen, um das Objekt zu
erkennen. Dieser Vorrichtungstyp wird beispielsweise in einem Fahrzeugsystem
verwendet, das dafür
vorgesehen ist, einen Alarm ertönen
zu lassen, wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug in
einen Warnbereich fällt,
oder derart die Geschwindigkeit des mit einem Radar ausgerüsteten Fahrzeugs
zu regeln, dass der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug bei
einem gewählten
Wert gehalten wird.
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Radare,
die in dem obigen Objekterkennungsvorrichtungstyp verwendet werden,
weisen zum Schutz vor Umweltbedingungen üblicherweise eine auf einer
vorderen Oberfläche
des Radars installierte Schutzabdeckung aus Glas oder Harz auf, durch
welche Radarwellen emittiert werden. Es kann folglich ein Anhaften
von Schmutz, wie beispielsweise Staub, an der Schutzabdeckung zu
einem Fehler bei einer Übertragung
von Laserlicht durch die Schutzabdeckung führen, wodurch die Fähigkeit,
ein Objekt zu verfolgen oder zu erkennen, reduziert wird.
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Um
das Anhaften von Schmutz an der Schutzabdeckung zu erfassen, wird
eine Installation eines lichtempfindlichen Elements auf einem optischen
Pfad vorgeschlagen, auf dem eine Rückstreuung einer durch den
Schmutz reflektierten Radarwelle wandert. Dieser Vorschlag weist
jedoch einen derartigen Nachteil auf, dass das Anhaften von Schmutz,
wie beispielsweise Eis oder Schnee, verursachen kann, dass das Laserlicht
teilweise durch den Schmutz übertragen
wird oder ohne Reflexion von diesem zu dem lichtempfindlichen Element
nach außen
des Schmutzes gestreut wird, was folglich zu einem Fehler bei einer
Erfassung des reflektierten bzw. rückgestreuten Laserlichts führt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb eine hauptsächliche
Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu
vermeiden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine mit einem Radar ausgerüstete Objekterkennungsvorrichtung
für Fahrzeuge
vorzusehen, die dafür
vorgesehen ist, Schmutz, wie beispielsweise Eis, Schnee, Wassertropfen,
auf einer Straßenoberfläche verteilte
Calciumchloridkörner
oder irgendeine Art von Ton bzw. Lehm, zu erfassen, der an dem Radar haftet
und bei einer Sendung eines Radarausgangssignals oder bei einem
Empfang einer Radarrückstreuung
zu einer Störung
führen
kann.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist eine Objekterkennungsvorrichtung für Fahrzeuge
vorgesehen, die dafür
vorgesehen ist, das Vorhandensein von irgendeinem Schmutz zu erfassen,
der eine Emission von Radarwellen stören wird. Die Objekterkennungsvorrichtung
weist auf: (a) ein Radar, das dazu dient, eine Mehrzahl von Radarwellen über einen
Winkelbereich zu emittieren, der vor einem mit der Objekterkennungsvorrichtung
ausgerüsteten Fahrzeug
definiert ist, wobei das Radar Rückstreuungen
der von einem Objekt reflektierten Radarwellen empfängt, um
Empfangssignale in Abhängigkeit
von Intensitäten
der Rückstreuungen
der Radarwellen zu erzeugen; (b) eine Zeitmessungsschaltung, die
dazu dient, eine Zeit zu messen, die jede der Radarwellen benötigt, um
zu dem Objekt zu wandern und von dem Objekt zurückzukehren; (c) eine Intensitätsbestimmungsschaltung,
die dazu dient, die Intensitäten
der Rückstreuungen
der Radarwellen unter Verwendung der Empfangssignale zu bestimmen;
(d) eine Objekterkennungsschaltung, die dazu dient, das Objekt auf
der Grundlage der emittierten Radarwellen und deren von dem Radar
empfangenen Rückstreuungen
zu erkennen; und (e) eine Schmutzerfassungsschaltung, die dazu dient,
ein Anhaften von Schmutz an dem Radar zu erfassen. Die Schmutzerfassungsschaltung
bestimmt, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn eine erste
Bedingung erfüllt
wird, wobei die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass die
von der Zeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer als
eine vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltung
bestimmten Intensitäten
der Rückstreuungen
größer als
ein vorbestimmter Wert sind, größer oder
gleich einem ersten Wert ist.
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Das
Anhaften von Schmutz, wie beispielsweise Eis, Schnee, Wassertropfen,
auf einer Straßenoberfläche verteilte
Calciumchloridkörner
oder irgendeine Art von Ton bzw. Lehm, an dem Radar kann verursachen,
dass die Radarwelle teilweise durch den Schmutz durchgelassen bzw. übertragen
wird oder ohne Reflexion von dieser nach Innerhalb des Radars nach
außen
des Schmutzes gestreut wird. Es ist möglich, dass der Teil der Radarwelle,
der sich durch den Schmutz ausgebreitet hat, zum Radar zurückkehrt.
Es ist ferner möglich,
dass der Teil der Radarwelle, der nach außen des Schmutzes gestreut wird,
durch eine Karosserie des Fahrzeugs (z.B., eine Verzierung) reflektiert
wird und ebenso zu dem Radar zurückkehrt.
Eine derartige zu dem Radar zurückkehrende
Radarwelle wird verursachen, dass die von der Zeitmessungsschaltung
gemessene Zeit kürzer
als die ist, welche die Radarwelle benötigt, um zu einem Messobjekt
zu wandern und von einem Messobjekt zu dem Radar zurückzukehren.
Je mehr Schmutz an dem Radar haftet, desto mehr kehrt von Radarwellen
zu dem Radar zurück.
Auf der Grundlage der obigen Tatsache bestimmt die Schmutzerfassungsschaltung,
dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn eine erste Bedingung
erfüllt
wird, wobei die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass die
von der Zeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer als
die vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltung
bestimmten Intensitäten
der Rückstreuungen größer als
der vorbestimmter Wert sind, größer oder gleich
dem ersten Wert ist.
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In
der bevorzugten Ausführungsweise
der Erfindung hebt die Schmutzerfassungsschaltung die Bestimmung
auf, dass der Schmutz an dem Radar haftet, nachdem eine Be stimmung
getroffen worden ist, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn sich
die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass die von der Zeitmessungsschaltung
gemessenen Zeiten kürzer
als die vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass deren Rückstreuungen
Intensitäten aufweisen,
die größer als
der vorbestimmter Wert sind, unter einen zweiten Wert verringert,
der kleiner als der erste Wert ist. Das obige Ereignis tritt üblicherweise
auf, wenn der Schmutz von dem Radar abfällt, bzw. wenn eine Verschmutzung
des Radars nachlässt.
Folglich ist es in diesem Fall zweckmäßig, dass die Schmutzerfassungsschaltung
die Bestimmung aufhebt, dass der Schmutz an dem Radar haftet.
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Das
Radar ist dafür
vorgesehen, die Radarwellen in vorgegebenen Zeitabständen periodisch über den
Winkelbereich zu emittieren. Die Schmutzerfassungsschaltung kann
bestimmen, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn die erste
Bedingung, wobei die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass
die von der Zeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer als
die vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltung
bestimmten Intensitäten
der Rückstreuungen
größer als
der vorbestimmter Wert sind, größer oder
gleich dem ersten Wert ist, für
eine erste Zeitspanne andauert. Dies führt dazu, dass die Genauigkeit
einer Bestimmung, dass der Schmutz an dem Radar haftet, verbessert
wird.
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Die
Schmutzerfassungsschaltung kann die Bestimmung aufheben, der Schmutz
an dem Radar haftet, nachdem die Bestimmung getroffen worden ist,
dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn eine Bedingung, bei der
sich die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass die von der
Zeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer als die vorbestimmte Zeitspanne
sind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltung bestimmten
Intensitäten
der Rückstreuungen
größer als
der vorbestimmter wert sind, unter einen zweiten Wert verringert,
der kleiner als der erste Wert ist, für eine zweite Zeitspanne andauert.
Die zweite Zeitspanne ist vorzugsweise kürzer als die erste Zeitspanne.
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Die
Objekterkennungsvorrichtung kann ferner eine Radarreichweitenbestimmungsschaltung aufweisen,
die dazu dient, eine Radarreichweite zu bestimmen, bei der es der
Objekterkennungsschaltung möglich
ist, das Objekt zu erkennen. Die Schmutzerfassungsschaltung kann
bestimmen, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn sowohl eine zweite
Bedingung, wobei sich die von der Radarreichweitenbestimmungsschaltung
bestimmte Radarreichweite unter eine vorbestimmte erste Reichweite
verringert, als auch die erste Bedingung erfüllt werden. Wenn der Schmutz
an dem Radar haftet, es aber immer noch möglich ist, das Objekt korrekt
zu erkennen, gibt es kein Erfordernis, das Anhaften von Schmutz
zu erfassen und einen Fahrzeugführer über ein
derartiges Ereignis zu informieren. Es ist folglich empfehlenswert
bzw. zweckmäßig, dass
der Fähigkeitsgrad,
das Objekt zu erkennen, unter Verwendung einer Radarreichweitenänderung
analysiert wird, und dass der Schmutz an dem Radar haftend bestimmt
wird, wenn sowohl die erste als auch die zweite Bedingung erfüllt werden.
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Die
Schmutzerfassungsschaltung kann die Bestimmung aufheben, nachdem
eine Bestimmung getroffen worden ist, dass der Schmutz an dem Radar
haftet, wenn die Radarreichweite über eine zweite Reichweite
ansteigt, die länger
als die erste Reichweite ist. Insbesondere die Tatsache, dass die
Radarreichweite über
die zweite Reichweite ansteigt, bedeutet, dass der Schmutz wenigstens
teilweise von dem Radar entfernt worden ist. Folglich hebt die Schmutzerfassungsschaltung
vorzugsweise die Bestimmung auf, dass der Schmutz an dem Radar haftet,
wenn ein derartiges Ereignis auftritt.
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Die
Schmutzerfassungsschaltung kann bestimmen, dass der Schmutz an dem
Radar haftet, wenn sowohl eine dritte Bedingung, wobei das Radar nach
Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission einer Radarwelle
von dem Radar aus folgend, keine Rückstreuung der Radarwelle empfängt, als
auch die erste Bedingung erfüllt
werden.
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Die
Schmutzerfassungsschaltung kann die Bestimmung aufheben, dass der
Schmutz an dem Radar haftet, wenn das Radar nach Ablauf der vorbestimmten
Zeitspanne, einer Emission einer Radarwelle von dem Radar aus folgend,
eine Rückstreuung der
Radarwelle empfängt.
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Die
Schmutzerfassungsschaltung bestimmt, dass der Schmutz an dem Radar
haftet, wenn die dritte Bedingung für eine dritte Zeitspanne andauert. Wenn
die dritte Bedingung erfüllt
wird, kann gefolgert bzw. entschieden werden, dass die gesamte Oberfläche des
Radars, über
die Radarwellen emittiert werden, mit Schmutz bedeckt ist. Die Genauigkeit
einer Erfassung des Anhaftens von Schmutz an dem Radar wird folglich
erzielt, indem die Bestimmung getroffen wird, dass der Schmutz an
dem Radar haftet, wenn die dritte Bedingung für eine dritte Zeitspanne andauert.
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Die
Schmutzerfassungsschaltung kann die Bestimmung aufheben, dass der
Schmutz an dem Radar haftet, wenn eine Bedingung, wobei das Radar nach
Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission der Radarwelle
von dem Radar aus folgend, die Rückstreuung
der Radarwelle empfängt, für eine vierte
Zeitspanne andauert. Die vierte Zeitspanne ist vorzugsweise kürzer als
die dritte Zeitspanne.
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Die
Objekterfassungsschaltung kann eine der Rückstreuungen der Radarwellen,
die innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission der Radarwelle
folgend, empfangen worden ist, von einer Verwendung zur Erkennung
des Objekts ausschließen.
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Die
Intensitätsbestimmungsschaltung
dient dazu, jedes der Empfangssignale mit einem vorgegebenen Schwellenwert
zu vergleichen, um eine Intensität
des Empfangssignals als die Intensität einer entsprechenden der
Rückstreuungen
der Radarwellen zu bestimmen. Die Zeitmessungsschaltung misst als die
Zeit einen Zeitabstand zwischen einem Zeitpunkt, an dem die Intensität jedes
der Empfangssignale, nach Ansteigen über den vorgegebenen Schwellenwert,
abfällt
und den vorgegebenen Schwellenwert, nach Erhöhen des vorgegebenen Schwellenwerts, passiert,
und einer Emission einer entsprechenden der Radarwellen.
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Es
wird verhindert, dass die Objekterkennungsschaltung das Objekt erkennt,
wenn von der Schmutzerfassungsschaltung bestimmt worden ist, dass
der Schmutz an dem Radar haftet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgend gegebenen detaillierten
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung deutlicher ersichtlich, die jedoch nicht genommen
werden sollten, um die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen
zu beschränken,
sondern lediglich zu dem Zwecke der Erklärung und des Verständnisses
dienen.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines
Fahrzeugabstandsregelungssystems, das mit einem Objekterkennungssystem
gemäß der Erfindung
ausgerüstet
ist;
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2 ein Blockdiagramm eines
Laser-Radar-Sensors, der in einem Objekterkennungssystem der Erfindung
installiert ist;
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3 eine Perspektivansicht
eines Abtastmusters von Laserstrahlen, die von dem in 2 gezeigten Laser-Radar-Sensor
emittiert werden;
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4 ein Ablaufdiagramm eines
Hauptprogramms, das von einem Objekterkennungssystem der Erfindung
ausgeführt
wird.
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5 ein Ablaufdiagramm eines
Unterprogramms, das von einem Objekterkennungssystem der Erfindung
ausgeführt
wird, um ein Anhaften von irgendeinem Schmutz an dem in 1 gezeigten Laser-Radar-Sensor
zu erfassen;
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6 ein Ablaufdiagram eines
Unterprogramms, das ausgeführt
wird, um eine Bestimmung aufzuheben, dass Schmutz an dem in 1 gezeigten Laser-Radar-Sensor
haftet;
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7 eine Abbildung der Wellenform
von Rückstreuungen
von Laserimpulsen, die von einem in 2 gezeigten
Laser-Radar-Sensor empfangen worden sind;
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8 eine Abbildung von Spannungspegeländerungen
von Rückstreuungen
von Laserimpulsen, die von einem in 2 gezeigten
Laser-Radar-Sensor empfangen worden sind;
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9 ein Diagramm von Beziehungen
zwischen Korrekturzeiten und Zeitabständen, wie in 8 gezeigt; und
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10 eine erläuternde
Ansicht von Reflexionen von Laserstrahlen bei dem Vorhandensein
eines an dem Radar haftenden Schmutzes.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird auf die Zeichnung verwiesen, in der gleiche Teile in mehreren
Ansichten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Insbesondere
in 1 ist ein Fahrzeugabstandsregelungssystem 1 gezeigt, das
mit einem Objekterkennungssystem gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.
Das Fahrzeugabstandsregelungssystem 1 ist dafür vorgesehen,
den Abstand zwischen einem mit dem Fahrzeugabstandsregelungssystem 1 ausgerüsteten Fahrzeug
(nachstehend als Systemfahrzeug bezeichnet) und einem vorausfahrenden
Fahrzeug in einem gewählten
Abstand zu halten, und einen Fahrzeugführer zu alarmieren, wenn ein
Hindernis in einem vorderen Warnbereich ermittelt wird.
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Das
Fahrzeugabstandsregelungssystem 1 weist eine Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 auf,
die aus einem Mikrocomputer, Eingabe-/Ausgabeschnittstellen, etc.
besteht. Eine detaillierte Erläuterung
der Hardware, die beliebige bekannte Anordnungen aufweisen kann,
wird hierbei ausgelassen.
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Die
Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 empfängt Ausgangssignale
von einem Laser-Radar-Sensor 5, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7,
einem Bremsschalter 9 und einem Drosselklappenpositionssensor 11,
und gibt Steuersignale an einen Alarm 13, eine Abstandsanzeige 15, eine
Sensorstörungsanzeige 17,
einen Bremsaktor 19, einen Drosselklappenaktor 21 und
eine Automatikgetriebesteuereinheit 23. Die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 ist
mit einem Alarmlautstärkewähler 24,
einem Alarmempfindlichkeitswähler 25,
einem Geschwindigkeitsregelungsschalter 26, einem Lenkpositionssensor 27 und
einem Gierratensensor 28 verbunden. Der Alarmlautstärkewähler 24 ist
dafür vorgesehen,
die Lautstärke
bezüglich
des Alarms zu regeln. Der Alarmempfindlichkeitswähler 25 ist dafür vorgesehen,
die Empfindlichkeit einer Alarmentscheidungsoperation zu regeln. Der
Lenkpositionssensor 27 dient dazu, eine Winkelposition
eines Lenkrads (nicht gezeigt) des Systemfahrzeugs zu messen und
ein Signal, das diese anzeigt, an die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 auszugeben.
Der Gierratensensor 28 dient dazu, eine Gierrate einer
Karosserie des Systemfahrzeugs zu messen, und ein Signal, das diese anzeigt,
an die Erkennungs/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 auszugeben.
Die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 weist ebenso
einen Netzschalter 29 auf, der eingeschaltet bzw. durchgeschaltet
wird, um vorgegebene Operationen der ECU 3 einzuleiten.
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Wie
deutlich in 2 zu sehen,
weist der Laser-Radar-Sensor 5 eine CPU 70, einen
Sender 100 und einen Empfänger 120 auf. Der
Sender 100 besteht aus einem Abtaster 72, einem
Motortreiber 74, einer Halbleiterlaserdiode 75,
einem Laserdiodentreiber 76 und einer Linse 77.
Der Laserdiodentreiber 76 reagiert auf ein Laserdioden(LD)steuersignal
von der CPU 70, um die Laserdiode 75 zu aktivieren,
um Laserstrahler in Form von Radarimpulsen durch den Abtaster 72 und
die Linse 77 zu emittieren. Der Abtaster 72 weist
ein Polygonspiegel 73 auf, der derart von einer sich vertikal
erstreckenden Welle unterstützt
drehbar ist und durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) horizontal
bewegt wird, dass die Laserstrahlen einen vorderen Erfassungsbereich über einen vorgegebenen Winkel
abtasten. Der Elektromotor wird durch den Motortreiber 74 als
Reaktion auf ein Motorsteuersignals von der CPU 70 gesteuert.
Die Drehposition einer Antriebswelle des Elektromotors (d.h., die
Winkelposition des Polygonspiegels 73) wird von einem Motorpositionssensor
(nicht gezeigt) überwacht
und in die CPU 70 eingegeben.
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Der
Polygonspiegel 73 besteht aus drei Typen reflektierender
Spiegel, die in drei verschiedenen Winkeln geneigt sind und gedreht
werden, um die Laserstrahlen in einer diskontinuierlichen Weise
zeitlich horizontal (d.h. in Richtung einer Breite des Systemfahrzeugs)
abzulenken und vertikal (d.h. Richtung einer Höhe des Systemfahrzeugs) zu
verschieben, um dadurch den vorderen Erfassungsbereich zweidimensional
abzutasten. 3 veranschaulicht
ein Abtastmuster der von dem Laser-Radar-Sensor 5 emittierten
Laserstrahlen. Entsprechend einer besser Übersichtlichkeit sind Querschnitte
von einzig den Laserstrahlen, die zu der rechten und der linken
Seite des Erfassungsbereichs 91 emittiert worden sind, durch
schraffierte Abschnitte 92 dargestellt. Die Laserstrahlen
können
im Querschnitt oval oder rechteckig sein. Der Laser-Radar-Sensor 5 kann
durch einen anderen Radartyp ersetzt werden, der eine Millimeter-
oder Ultraschallwelle verwendet.
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Wenn
die zentrale optische Achse des Laser-Radar-Sensors 5 in 3 als Z-Achse definiert ist,
wird ein X-Y-Bereich
oder Erfassungsbereich 91, der senkrecht zu der Z-Achse
definiert ist, der Reihe nach durch Laserstrahlen abgetastet. In
dieser Ausführungsform
zeigt die Y-Achse eine Höhe
des Erfassungsbereichs 91 an, während die X-Achse die Richtung anzeigt, in der sich
Abtastlinien horizontal erstrecken. Der X-Y-Bereich ist definiert
durch: 0.08°·201 Laserimpulse
(d.h., annähernd
16°) in x-Achsenrichtung
und 1.4°·3 Abtastlinien
in Y-Achsenrichtung (d.h., annähernd
4°). Das
Abtasten wird in dem Erfassungsbereich 91 von links nach
rechts und von oben nach unter durchgeführt. In der Praxis werden zuerst
201 Laserstrahlen in einem Abstand bzw. Intervall von 0.08° entlang
der obersten Abtastlinie (d.h., die erste Abtastlinie) in X-Achsenrichtung emittiert.
Ist das rechten Ende der obersten Abtastlinie erreicht, d.h., ist
die erste Abtastastlinie vollständig
abgetastet, werden dann 201 Laserstrahlen in einem Abstand von 0.08° entlang
der zweiten Abtastlinie emittiert, die unmittelbar unterhalb der
ersten Abtastlinie liegt. Schließlich wird die dritte Abtastlinie
in der gleichen Art und Weise abgetastet. Die Abtastungen werden
insbesondere auf insgesamt drei Abtastlinien durchgeführt, um
201 Laserstrahlen·3
Abtastlinien = 603 Datenelemente in dem Laser-Radar-Sensor 5 zu
erlangen.
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Die
Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 empfängt 603
Datenelemente von dem Laser-Radar-Sensor 5, und bestimmt
horizontale und vertikale Abtastwinkel θx und θy von jedem der emittierten
Laserstrahlen und eine zeitliche Verzögerung zwischen einer Emission
jedes der Laserstrahlen und einem Empfang eines entsprechenden von
Rückstreuungen
der Laserstrahlen (d.h. den Abstand zu einem verfolgten Objekt).
Der horizontale Abtastwinkel θx
ist der Winkel, den eine Linie eines Ausgangslaserstrahls, der auf
die X-Z-Ebene projiziert wird, mit der Z-Achse bildet. Der vertikale
Abtastwinkel θy
ist der Winkel, den eine Linie des Ausgangslaserstrahls, der auf
die Y-Z-Ebene projiziert
wird, mit der Z-Achse bildet.
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Der
Empfänger 120 des
Laser-Radar-Sensors 5 weist eine Linse 81 und
ein lichtempfindliches Element 83 auf. Die Linse 81 empfängt eine
Rückstreuung
des Laserstrahls, der von einem Objekt reflektiert worden ist, das
sich in dem Erfassungsbereich 91 befindet, und leitet ihn
zu dem lichtempfindlichen Element 83 weiter. Das lichtempfindliche
Element 83 dient dazu, ein Spannungssignal zu erzeugen,
das einen Pegel in Abhängigkeit
der Intensität der
Rückstreuung
des Laserstrahls aufweist. Der Laser-Radar-Sensor 5 weist ebenso eine
Glas- oder Harzscheibe (nicht gezeigt) zur Laserübertragung auf, die an seine
Oberfläche
installiert ist, um den Sender 100 und den Empfänger 120
zum Schutz vor Umwelteinflüssen
zu bedecken.
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Das
von dem lichtempfindlichen Element 83 ausgegebene Spannungssignal
wird in einem Verstärker 85 verstärkt und
dann in Komparatoren 87 und 88 eingegeben. Der
Komparator 87 dient dazu, das Ausgangssignal des Verstärkers 85 mit
einer Referenzspannung V0 zu vergleichen, und ein Ausgangssignal
für eine
Zeitgeberschaltung 89 vorzusehen, wenn das Ausgangssignal
des Verstärkers 85 größer als
die Referenzspannung V0 ist. Die Referenzspannung V0 ist dafür vorgesehen,
nachteilige Effekte vom Rauschen bzw. von Störungen, das/die dem Ausgangssignal
des Verstärkers 85 überlagert ist/sind,
zu mindern, und wird nachstehend auch als unterer Schwellenwert
V0 bezeichnet. Der Komparator 88 dient dazu, das Ausgangssignal
des Verstärkers 85 mit
einer Referenzspannung V1 zu vergleichen, und ein Ausgangssignal
für die
Zeitgeberschaltung 89 vorzusehen, wenn das Ausgangssignal
des Verstärkers 85 größer als
die Referenzspannung V1 ist. Die Referenzspannung V1 ist auf einen
Spannungspegel eingestellt, der dem Ausgangssignal des Verstärkers 85 entspricht,
wenn eine Rückstreuung des
Laserstrahls von beispielsweise einem typischen an einer Hinterseite
von Fahrzeugen installierten Reflektor empfangen worden ist, und
wird nachstehend auch als oberer Schwellenwert V1 bezeichnet.
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Die
Zeigeberschaltung 89 besteht aus einem V1-Messabschnitt 90 und
einem V0-Messabschnitt 91. Der V1-Messabschnitt 90 dient
dazu, Zeitpunkte zu messen, an denen die Ausgangsspannung des Verstärkers 85 jeweils über den
oberen Schwellenwert V1 steigt und unter den oberen Schwellenwert V1
fällt.
Der V0-Messabschnitt 91 dient dazu, Zeitpunkte zu messen,
an denen die Ausgangsspannung des Verstärkers 85 jeweils über den
unteren Schwellenwert V0 steigt und unter den unteren Schwellenwert
V0 fällt.
Sowohl der V1-Messabschnitt 90 als auch der V0-Messabschnitt 91 sind
dafür vorgesehen,
einen Höchstwert
von vier Zeitpunkten zu messen und zu halten. Wenn beispielsweise,
wie in 7 zu sehen, zwei
Rückstreuungen
von Laserimpulsen von dem Empfänger 120 empfangen
werden, misst der V1-Messabschnitt 90 die vier Zeitpunkte
t13, t14, t23 und t24. Gleichermaßen misst der V0-Messabschnitt 91 die
vier Zeitpunkte t11, t12, t21 und t22.
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Die
Zeitgeberschaltung 89 empfängt ebenso, wie deutlich in 2 zu sehen, ein von der
Laser-Radar-CPU 70 an den Laserdiodentreiber 76 ausgegebenes
Steuersignal. Die Zeitgeberschaltung 89 misst einen Eingangszeitpunkt
ts, an dem das Steuersignal bei ihr eingegeben wird, codiert den
Eingangszeitpunkt ts und die Zeitpunkte t11 bis t14 und t21 bis
t24 in binäre
Digitalsignale und gibt sie an die Laser-Radar-CPU 70 aus.
Die binären
Digitalsignale werden nachstehend auch als Zeitdaten bezeichnet.
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Die
Laser-Radar-CPU 70 dient dazu, den Abstand zu einem verfolgten
Objekt unter Verwendung der Zeitdaten bezüglich des Eingangszeitpunkts
ts und dem Höchstwert
von acht Zeitpunkte t11 bis t14 und t21 bis t24 zu bestimmen, und
Radardaten bezüglich
des Abstands, der Abtastwinkel θx und θy und einer
Empfangslichtintensität Δt, wie nachstehend
beschrieben, für
die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 vorzusehen.
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8 zeigt zwei von dem Empfänger 120 empfangene
Lichtimpulse (d.h., Rückstreuungen
von Radarwellen), die unterschiedliche Intensitäten aufweisen. P1 zeigt einen
der empfangenen Lichtimpulse, der eine höhere Intensität aufweist.
P2 zeigt den anderen empfangenen Lichtimpuls, der eine niedrigere
Intensität
aufweist.
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In
der nachstehenden Diskussion ist der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls
P1 ansteigt und den unteren Schwellenwert V0 in dem Komparator 87 übersteigt,
als tL1 definiert. Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P1 abfällt und
den unteren Schwellenwert V0 passiert, ist als tL2 definiert. Eine
Differenz zwischen den Zeitpunkten tL1 und tL2 ist als Δt1 definiert.
Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P2 ansteigt und den unteren
Schwellenwert V0 übersteigt,
ist als tS1 definiert. Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P2
abfällt
und den unteren Schwellenwert V0 passiert, ist als tS2 definiert.
Eine Differenz zwischen den Zeitpunkten tS1 und tS2 ist als Δt2 definiert.
Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P1 ansteigt und den oberen
Schwellenwert V1 in dem Komparator 88 übersteigt, ist als tL3 definiert.
Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P1 abfällt und den oberen Schwellenwert
V1 passiert, ist als tL4 definiert. Eine Differenz zwischen den
Zeitpunkten tL3 und tL4 ist als Δt3
definiert.
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Wie
aus der Abbildung von 8 ersichtlich, erfüllen die
Zeitdifferenz Δt1,
die einer Impulsbreite des eine höhere Intensität aufweisenden
Lichtimpulses P1 entspricht, und die Zeitdifferenz Δt2, die einer Impulsbreite
des eine niedrigere Intensität
aufweisenden Lichtimpulses P2 entspricht, die Beziehung Δt1 > Δt2. Es sind insbesondere die
Beträge
der Zeitdifferenzen Δt1
und Δt2,
die durch die Zeitpunkte tL1, tL2, tS1 und tS2 bestimmt werden,
an denen die Lichtimpulse P1 und P2 den unteren Schwellenwert V0
passieren, von den Intensitäten
der Lichtimpulse P1 und P2 abhängig.
Wenn die Intensität
von jedem der Lichtimpulse P1 und P2 gering ist, führt dies zu einem
verringerten Wert einer entsprechenden der Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2. Wenn
jedoch die Intensität
von jedem der Lichtimpulse P1 und P2 hoch ist, führt dies zu einem erhöhten Wert
einer entsprechenden der Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2. Die Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2 können folglich
als Parameter verwendet werden, welche die Intensitäten von
durch den Empfänger 120 empfangenen
Lichtimpulsen anzeigen.
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Ein
zwischen den Zeitpunkten tL1 und tL2 liegender Zwischenzeitpunkt
ist als tc2 definiert. Ein zwischen den Zeitpunkten tS1 und tS2
liegender Zwischenzeitpunkt ist als tc1 definiert. Der Zeitpunkt,
an dem die Lichtimpulse P1 und P2 einen maximalen Spannungspegel
erreichen, ist als tp definiert. Eine Differenz zwischen dem Zwischenzeitpunkt
tc2 und dem Zeitpunkt tp ist als Δα1 definiert.
Eine Differenz zwischen dem Zwischenzeitpunkt tc1 und dem Zeitpunkt
tp ist als Δα2 definiert.
Die Zeitdifferenzen Δα1 und Δα2 werden
nachstehend auch als Korrekturzeit bezeichnet.
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Die
Zeitdifferenzen Δt1
und Δt2,
die von den Intensitäten
der Lichtimpulse P1 und P2 abhängig sind,
weisen eine bestimmte Beziehung zu den Korrekturzeiten Δα1 und Δa2 auf. Insbesondere,
wenn die Zeitdifferenzen Δt1
und Δt2
ansteigen, steigen, wie in 9 gezeigt,
die Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 proportional
an. Eine Bestimmung des Zeitpunkts tp, an dem die Lichtimpulse P1
und P2 den maximalen Spannungspegel erreichen, wird folglich experimentell
erreicht, und zwar indem die Beziehung zwischen den Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2 und den
Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 ermittelt
wird, wobei die Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 in dieser
Beziehung gesucht werden, die den Momentwerten der Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2 entsprechen,
und die Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 zu den
Zwischenzeitpunkten tc2 und tc1 addiert werden. Die Laser-Radar-CPU 70 berechnet
den Abstand zu einem verfolgten Objekt auf die Bestimmung des Zeitpunkts
tp hin, und zwar unter Verwendung eines Zeitabstands zwischen dem
Zeitpunkt ts, an dem die Laserdiode 75 zum Emittieren des
Laserstrahls aktiviert wird, und dem Zeitpunkt tp, an dem eine Rückstreuung
des Laserstrahl den maximalen Spannungspegel erreicht.
-
Die
Verwendung der Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 dient folglich
dazu, einen Messfehler zu beseitigen, der aus einem Intensitätsunterschied
zwischen Rückstreuungen
der Laserstrahlen hervorgeht. Der Abstand zu einem verfolgten Objekt
wird in Abhängigkeit
des Zeitabstands zwischen der Emission eines Laserstrahls und dem
Zeitpunkt bestimmt, an dem empfangene Lichtimpulse, die unterschiedliche
Intensitäten
aufweisen, gleichzeitig den maximalen Spannungspegel erreichen.
Die Laser-Radar-CPU 70 speichert eine Abbildung in einem
ROM, welche die Beziehung zwischen den Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2 und den
Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 darstellt.
-
In
einem Fall, in dem ein von dem Empfänger 120 empfangener
Lichtimpuls L1 (d.h., eine Rückstreuung
der Radarwelle) eine höhere
Intensität
aufweist, so dass er den oberen Schwellenwert V1 passiert, kann
der Abstand zu einem verfolgten Objekt ebenso bestimmt werden, indem
eine Differenz Δt11 zwischen
dem Zeitpunkt tL3, an dem der Lichtimpuls L1 über den oberen Schwellenwert
V1 ansteigt, und dem Zeitpunkt tL4, an dem der Lichtimpuls L1 unter den
oberen Schwellenwert V1 abfällt,
und der Zwischenzeitpunkt tc22 zwischen den Zeitpunkten tL3 und
tL4 ermittelt werden, wobei die Korrekturzeit in einer Abbildung
in Bezug auf die Zeitdifferenz Δt11 gesucht
wird, und der Zwischenzeitpunkt tc22 unter Verwendung der Korrekturzeit
korrigiert wird, um den Zeitpunkt zu erlangen, an dem der Lichtimpuls
L1 einen maximalen Spannungspegel erreicht.
-
Die
Zeitgeberschaltung 89 gibt gemäß obiger Beschreibung den Höchstwert
bzw. das Maximum von acht Zeitpunkten t11 bis t14 und t21 bis t24 an
die Laser-Radar-CPU 70 aus. Die Laser-Radar-CPU 70 verwendet
nicht alle der Zeitpunkte t11 bis t14 und t21 bis t24, d.h., zwei
von dem Empfänger 120 empfangene
Lichtimpulse, um den Abstand zu einem Messobjekt zu bestimmen, sondern
wählt einen
der von dem Messobjekt hervorgehenden Lichtimpulse aus, der erforderlich
ist, um den Abstand dorthin zu messen, und bestimmt gemäß obiger
Beschreibung den Zwischenzeitpunkt, die Korrekturzeit und den Zeitpunkt,
an dem der Lichtimpuls seinen maximalen Spannungspegel erreicht.
Eine derartige Wahl eines der empfangenen Lichtimpulse führt zu einer
verringerten Operationszeit der Laser-Radar-CPU 70. In
einem nachfolgenden Teil der Beschreibung wird detailliert beschrieben,
wie einer von zwei empfangenen Lichtimpulsen gewählt wird.
-
Die
Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 dient dazu,
ein von dem Laser-Radar-Sensor 5 verfolgtes Objekt auf
der Grundlage der von der Laser-Radar-CPU 70 ausgegebenen
Radardaten zu erkennen oder zu identifizieren, und Steuersignale
an den Bremsaktor 19, den Drosselklappenaktor 21 und
die Automatikgetriebesteuereinheit 23 auf der Grundlage
des Zustands des Objektes auszugeben, um die Geschwindigkeit des
Systemfahrzeugs in der Fahrzeugabstandsregelung zu regeln, wenn
das Objekt als vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird. Wenn das verfolgte
Objekt, wie beispielsweise ein vor dem Systemfahrzeug fahrendes
Fahrzeug, ein stehendes Fahrzeug, eine Leitplanke oder ein an der
Fahrbahnseite stehender Pfosten, für eine vorgewählte Zeitspanne
anhaltend in einen Warnbereich fällt, lässt die
Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 den Alarm 13 ertönen.
-
Es
wird auf 1 verwiesen.
Die Erkennungs/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 weist einen
Objekterkennungsblock 43, einen Sensorfehlerblock 44,
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsblock 47, einen
Lenkpositionsbestimmungsblock 49, einen Gierratenbestimmungsblock 51,
einem Kurvenradiusbestimmungsblock 57, einen Block 53 zur
Erfassung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und einen Fahrzeugabstandregelungs-/Warnentscheidungsblock 55 auf.
-
Der
Objekterkennungsblock 43 dient dazu, die Radardaten bezüglich des
Abstands zu einem verfolgten Objekt und der horizontalen und vertikalen Abtastwinkel θx und θy, die mit
dem verfolgten Objekt verbunden sind, von dem Laser-Radar-Sensor 5 zu empfangen,
und sie an einen Punkt in einem kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystem
zu übertragen,
dessen Ursprung bzw. Nullpunkt (0, 0, 0)
auf den Mittelpunkt des Laser-Radar-Sensors 5 gelegt bzw.
eingestellt ist, und das durch eine sich in einer Richtung der Breite
des Systemfahrzeugs erstreckenden X-Achse, eine sich in einer Richtung
der Höhe
des Systemfahrzeugs erstreckenden Y-Achse und eine sich in einer
Richtung der Länge
des Systemfahrzeugs erstreckenden Z-Achse definiert ist. Die Radardaten,
die durch eine Rückstreuung
eines Laserstrahls erzeugt werden, der eine Lichtintensität aufweist,
die geringer als ein vorgegebener Pegel ist, werden bei der obigen
Koordinatentransformation nicht berücksichtigt. Die Koordinatendaten
in dem kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystem
werden einer Folge von drei Operationen unterzogen: Vorsegmentierung,
Hauptsegmentierung und Objektidentifikation, um Radardaten bezüglich jedes
vor dem Systemfahrzeug befindlichen Objekts zu erzeugen, wie in
einem nachstehenden Teil der Beschreibung detailliert beschrieben
wird.
-
Der
Objekterkennungsblock 43 verwendet die Radardaten, um sowohl
die Koordinaten (x, y, z) der zentralen Position als auch die Dimensionierungsdaten
(W, H, D) eines verfolgten Objekts zu bestimmen. Eine zeitsequenzielle Änderung
der zentralen Position (x, y, z) des Objekts wird verwendet, um die
Geschwindigkeit (Vx, Vy, Vz) des Objekts relativ zu dem Systemfahrzeug
zu bestimmen. Der Objekterkennungsblock 43 verwendet ebenso
die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsblock 47 ausgegebene
Geschwindigkeit des Systemfahrzeugs, wie unter Verwendung eines
Ausgangssignals des Geschwindigkeitssensors 7 berechnet,
und die relative Geschwindigkeit (Vx, Vy, Vz) des Objekts, um zu
bestimmen, ob das Objekt ein stehendes oder ein sich bewegendes
Objekt ist. Die Dimensionierungsdaten (W, H, D) zeigen die Seitenlängen eines minimalen
rechteckigen Parallelepipeds an, das in sich das Objekt geometrisch
enthält
(d.h., Breite, Höhe
und Tiefe des rechteckigen Parallelepipeds). Das Objekt, das derartige
Dimensionierungsdaten aufweist, wird nachstehend auch als Messobjektmodell
bezeichnet.
-
Der
Sensorfehlerblock 44 überwacht
die in dem Objekterkennungsblock 43 erlangten Daten und bestimmt,
ob sie in einem vorgewählten
Fehlerbereich liegen oder nicht. Bei der Tatsache, dass die in dem
Objekterkennungsblock 43 erlangten Daten unzulässig sind,
d.h., dass der Laser-Radar-Sensor 5 fehlerhaft
arbeitet, wird dies durch eine Sensorstörungsanzeige 17 angezeigt.
Wie in einem nachstehenden Teil der Beschreibung detailliert beschrieben, dient
der Objekterkennungsblock 43 ebenso dazu, zu bestimmen,
ob Schmutz, wie beispielsweise Eis, Schnee, Wassertropfen, auf einer
Straßenoberfläche verteilte
Calciumchloridkörner
oder irgendeine Art von Ton bzw. Lehm, an der Oberfläche des
Laser-Radar-Sensors 5 haftet oder nicht. Wird ein derartiger Schmutz
bzw. eine derartige Verschmutzung erfasst, wird dies durch die Sensorstörungsanzeige 17 angezeigt.
-
Der
Lenkpositionsbestimmungsblock 49 dient dazu, einen Lenkwinkel
bzw. eine Lenkposition des Lenkrads des Systemfahrzeugs unter Verwendung
eines Ausgangssignals des Lenkpositionssensors 27 zu bestimmen.
Der Gierratenbestimmungsblock 51 dient dazu, eine Gierrate
des Systemfahrzeugs unter Verwendung eines Ausgangssignals des Gierratensensors 28 zu
bestimmen. Der Kurvenradiusbestimmungsblock 57 dient dazu,
den Kurvenradius R einer Straße
zu bestimmen, auf der das Systemfahrzeug momentan fährt, und
zwar unter Verwendung der in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsblock 47 bestimmten
Fahrzeuggeschwindigkeit, der in dem Lenkpositionsbestimmungsblock 49 bestimmten
Lenkposition und der in dem Gierratenbestimmungsblock 51 bestimmten
Gierrate. Der Block 53 zur Erfassung eines vorausfahrenden
Fahrzeugs dient dazu, eines der vorausfahrenden Fahrzeuge, das dem
Systemfahrzeug am nächsten
ist, unter Verwendung der Koordinaten (x, y, z) der zentralen Positionen,
der Dimensionierungsdaten (W, H, D) und der relativen Geschwindigkeiten
(Vx, Vy, Vz) von verfolgten Objekte, wie in dem Objekterkennungsblock 43 erlangt,
auszuwählen,
und den Abstand Z und die relative Geschwindigkeit Vz des ausgewählten Fahrzeugs
zu bestimmen.
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Der
Fahrzeugabstandsregelungs-/Warnentscheidungsblock 55 dient
dazu, in einem Alarmmodus zu bestimmen, ob ein Alarm zu ertönen hat
oder nicht, oder in einem Geschwindigkeitsregelungsmodus die Geschwindigkeitsregelungsinhalte
auf der Grundlage des Abstands Z und der relative Geschwindigkeit
Vz des verfolgten vorausfahrenden Fahrzeugs, des Status des Geschwindigkeitsregelungsschalters 26,
einer von dem Bremsschalter 9 erfassten Bremskraft, der
von dem Drosselklappenpositionssensor 11 gemessenen Drosselklappenposition
und der von dem Alarmempfindlichkeitswähler 25 ausgewählten Empfindlichkeit
der Alarmentscheidungsoperation zu bestimmen. Wenn entschieden worden
ist, dass das Erfordernis besteht, einen Alarm ertönen zu lassen,
gibt der Fahrzeugabstandsregelungs-/Warnentscheidungsblock 55 ein
EIN-Signal an den Alarm 13 aus. Alternativ sieht der Fahrzeugabstandsregelungs-/Warnentscheidungsblock 55 in
der Geschwindigkeitsregelung Steuersignale für die Automatikgetriebesteuereinheit 23,
den Bremsaktor 19 und den Drosselklappenaktor 21 vor, um
eine vorgegebene Geschwindigkeitsregelung durchzuführen. Der
Fahrzeugabstandsregelungs-/Warnentscheidungs-block 55 informiert
den Fahrer des Systemfahrzeugs stets darüber, ob der Alarmmodus oder
der Geschwindigkeitsregelungsmodus eingesetzt hat.
-
Nachstehend
wird eine Bestimmung, ob Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 haftet
oder nicht, und eine Erkennung eines verfolgten Objekts, wie in
der Laser-Radar-CPU 70 und dem Objekterkennungsblock 43 durchgeführt, beschrieben. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm
eines Hauptprogramm mit Operationen, die in der Laser-Radar-CPU 70 und dem
Objekterkennungsblock 43 auszuführen sind.
-
Nach
Einsetzen des Programms schreitet die Routine zu Schritt 10 voran,
wobei die Zeitdaten aus dem Laser-Radar-Sensor 5 in Einheiten
bzw. Zeilen der Abtastlinien ausgelesen werden. Ein gesamter Abtastzyklus,
in dem der Laser-Radar-Sensor 5 die drei Abtastlinien abtastet,
beträgt
100 ms.
-
Die
Routine schreitet dann zu Schritt
20 voran, wobei die in
Schritt
10 ausgelesenen Zeitdaten analysiert werden, um
zu bestimmen, ob Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor
5 haftet
oder nicht. Wenn entschieden wird, dass kein Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor
5 haftet,
bzw. dass der Laser-Radar-Sensor
5 nicht verschmutzt ist,
werden die Radardaten bezüglich
des Abstands zu einem verfolgten Objekt, die mit dem verfolgten
Objekt verbundenen vertikalen und horizontalen Abtastwinkel θx und θy und die
empfangene Lichtintensität Δt, wie oben beschrieben,
ausgegeben. Die Routine schreitet dann zu Schritt
30 voran,
wobei die Vorsegmentierungsoperation durchgeführt wird. Die Vorsegmentierungsoperation
dient dazu, gewisse von Datenelementen bezüglich der oben beschriebenen
dreidimensionalen Position des Messobjektmodells in einer Gruppe
zu sammeln, die vorgegebene Gruppierungsbedingungen erfüllen, um
ein Vorsegment zu erzeugen. Wenn eine vorgegebene Anzahl derartiger Vorsegmente
erzeugt worden ist, werden gewisse von ihnen gesammelt, die vorgegebene
Kopplungsbedingungen erfüllen,
um ein Hauptsegment zu erzeugen. Z.B. werden gewisse von Punkten,
wie in dem oben beschriebenen kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystem
definiert, die eine erste Bedingung, wobei der Abstand ΔX zwischen
zwei der Punkte in der X-Achsenrichtung kleiner oder gleich 0,2
m ist, und eine zweite Bedingung erfüllen, wobei der Abstand ΔZ zwischen
zwei der Punkte in der Z-Achsenrichtung kleiner oder gleich 2 m
ist, gruppiert, um jedes der Vorsegmente zu erzeugen. Der Erfassungsbereich
91 wird
gemäß obiger
Beschreibung entlang der drei Abtastlinien abgetastet, die in Y-Achsenrichtung überlagert
bzw. übereinander
gelagert sind. Die Vorsegmente werden folglich jedes Mal definiert, wenn
eine der drei Abtastlinien abgetastet wird. Die Hauptsegmentierungsoperation
dient dazu, gewisse der Vorsegmente zu sammeln, die innerhalb eines,
in dem kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystem definierten, dreidimensionalen
Raums nahe beieinander liegen, um das Hauptsegment zu erzeugen.
Das Hauptsegment ist ein rechteckiger Parallelepiped, der durch
drei Seiten definiert ist, die sich jeweils parallel zur X-Achse,
Y-Achse und Z-Achse erstrecken, und weist Daten bezüglich der
Koordinaten (X, Y, Z) des Zent rums bzw. Mittelpunkts und der Längen (w,
H, D) der drei Seiten des rechteckigen Parallelepipeds auf. In der
nachstehenden Diskussion wird das Hauptsegment auch als Segmentdaten
bezeichnet. Es lehrt z.B. die
US 6,593,873 B2 , die den gleichen Rechtsnachfolgerinnen
wie denjenigen dieser Anmeldung übertragen
worden ist, ein Beispiel zum Bilden der Segmentdaten, wobei auf
dessen Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
-
Die
Routine schreitet zu Schritt 40 voran, wobei eine Messobjektbestimmungsoperation
durchgeführt
wird, um zu bestimmen, ob jedes erfasste Objekt als ein Messobjekt
verfolgt werden sollte. Das Messobjekt ist ein durch das in Schritt 30 erlangte Segment
definiertes Objektmodell. Es wird in Schritt 40 insbesondere
die Position (X, Y, Z) des Mittelpunkts und die Dimensionierung
(W, H, D) von jedem erfassten Objekt aus den Segmentdaten bestimmt, wie
in Schritt 30 erlangt. Es wird ebenso eine Änderung
der Position (X, Y, Z) pro Zeiteinheit berechnet, um die Geschwindigkeit
(Vx, Vy, Vz) des Objekts relativ zu dem Systemfahrzeug zu bestimmen.
Es wird ferner bestimmt, ob sich das Objekt bewegt oder steht. Die
zentralen Positionen (X, Y, Z) und die Objekttypen werden analysiert,
um bei jedem der Objekte zu bestimmen, ob es irgendein Hindernis
bezüglich einer
Fahrt des Systemfahrzeugs ist oder nicht. Jedes der Objekte, das
als ein derartiges Hindernis bestimmt wird, wird schließlich als
das Messobjektmodell identifiziert. Die Daten bezüglich des
Messobjektmodells werden von dem Objekterkennungsblock 43 an
den Block 53 zur Erfassung eines vorausfahrenden Fahrzeugs
ausgegeben.
-
Nachstehend
werden unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme der 5 und 6 die
Operationen in Schritt 20 detailliert beschrieben. Das
in 5 gezeigte Ablaufdiagramm
stellt graphisch die Operation zum Erfassen von irgendeinem Schmutz
dar, der an der Oberfläche
des Laser-Radar-Sensors 5 haftet, durch den ein Radarstrahl
(d.h., ein Laserstrahl) und ein Radarecho wandern. Das in 6 gezeigte Ablaufdiagramm
stellt graphisch die Operation zum Beenden der Schmutzerfassungsoperation
dar, wenn die Oberfläche
des Laser-Radar-Sensors 5 aus irgendeinem Grund gesäubert wurde,
nachdem der Schmutz als darauf haftend bestimmt worden ist. Vor der
Beschreibung der Operationen in Schritt 20 wird nachstehend
unter Bezugnahme auf 10 das
Verhalten eines von der Laserdiode 75 emittierten Laserstrahls
diskutiert, und zwar wenn Schmutz, wie beispielsweise Eis oder Schnee,
an der Oberfläche
des Laser-Radar-Sensors 5 haftet.
-
Wenn
irgendein Schmutz an der Oberfläche des
Laser-Radar-Sensors 5 haftet,
kann dieser verursachen, dass sich ein Teil eines emittierten Laserstrahls
durch den Schmutz fortpflanzt oder durch den Schmutz gestreut wird.
Der Teil des Laserstrahls, der innerhalb des Schmutzes gestreut
oder nach außen des
Schmutzes emittiert und durch eine Karosserie des Systemsfahrzeugs
(z.B., eine Verzierung) reflektiert wird, fällt teilweise auf das lichtempfindliche
Element 83. Dies bewirkt, dass einen Zeitabstand zwischen
einer Emission eines Laserstrahls und einem Empfang einer Rückstreuung
des Laserstrahls stark verringert ist. Je mehr Schmutz an der Oberfläche des
Laser-Radar-Sensors 5 haftet, desto größer ist der Anteil des Laserstrahls,
der auf das lichtempfindliche Element 83 fällt, und
zwar unmittelbar nachdem er von dem Sender 100 des Laser-Radar-Sensors 5 emittiert
worden ist.
-
Auf
der Grundlage der oben beschriebenen Tatsache bestimmt die Laser-Radar-CPU 70,
dass Schmutz, wie beispielsweise Eis oder Schnee, der Oberfläche des
Laser-Radar-Sensors 5 zugefügt worden ist, und zwar wenn
die An zahl der Rückstreuungen
von Laserstrahlen, die auf das lichtempfindliche Element 83 fallen,
einen vorgewählten
wert überschreitet.
Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 detailliert beschrieben.
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Zuerst
wird in Schritt 100 bestimmt, ob eine Entscheidung, dass
irgendein Schmutz an der Oberfläche
des Laser-Radar-Sensors 5 haftet, in Schritt 210 oder 230,
wie später
beschrieben, getroffen worden ist oder nicht. Wird als Antwort ein
JA erhalten, schreitet die Routine dann zu Schritt 250 voran,
wobei die in 6 gezeigte
Operation eingeleitet wird. Wird in Schritt 100 alternativ
als Antwort ein NEIN erhalten, schreitet die Routine dann zu Schritt 110 voran,
wobei bestimmt wird, ob eine Rückstreuung(en) von
Radarimpulsen (nachstehend auch als ein reflektierter bzw. rückgestreuter
Lichtimpuls bezeichnet) vorhanden ist, die von dem Empfänger 120 empfangen
worden ist oder nicht, d.h., ob eine Rückstreuung(en) von Radarimpulsen,
die über
die erste Abtastlinie in dem Erfassungsbereich 91 emittiert
worden sind, von dem Empfänger 120 empfangen
worden ist oder nicht, und ob deren Zeitdaten von der Zeitgeberschaltung 89 in
die Laser-Radar-CPU 70 eingegeben worden sind oder nicht.
Wird als Antwort ein NEIN erhalten, was bedeutet, dass kein rückgestreuter
Lichtimpuls vorhanden ist, kehrt die Routine dann zu Schritt 100 zurück. Wird
als Antwort alternativ ein JA erhalten, schreitet die Routine dann
zu Schritt 120 voran, wobei bestimmt wird, ob die Zeit T14,
die eine Differenz zwischen dem Eingangszeitpunkt ts, an dem das
Steuersignal in die Zeitgeberschaltung 89 eingegeben wird,
und einem Zeitpunkt t14 ist, an dem der rückgestreute Lichtimpuls im Spannungspegel
abfällt
und den oberen Schwellenwert V1 passiert, kleiner oder gleich einem
vorgegebenen Zeitzählstand
ist oder nicht. Der Zeitzählstand ist
derart gewählt,
dass er länger
als die Zeit ist, die eine Rückstreuung
eines Radarimpulses benötigt, der
unmittelbar nach der Aussendung aufgrund von Schmutz an der Oberfläche des
Laser-Radar-Sensors 5 auf das lichtempfindliche Element 83 einfällt, um
den oberen Schwellenwert V1 zu erreichen, und kürzer als die Zeit ist, die
eine Rückstreuung
eines Radarimpulses von einem innerhalb des Erfassungsbereichs 91 vor
dem Systemfahrzeug befindlichen Objekt benötigt, um den oberen Schwellenwert
V1 zu erreichen. Wenn sich ein Objekt in der Nähe des Laser-Radar-Sensor 5 befindet,
ist eine Differenz zwischen der Zeit, die eine Radarrückstreuung
von dem Objekt benötigt
wird, um den oberen Schwellenwert V1 zu erreichen, und der Zeit,
die eine durch den Schmutz verursachte Radarrückstreuung benötigt, um
den oberen Schwellenwert V1 zu erreichen, üblicherweise sehr klein. Die
Radarrückstreuung
eines Objekts weist jedoch eine höhere Lichtintensität auf, so
dass sich ihr Peak von dem der durch den Schmutz verursachten Radarrückstreuung
stark unterscheidet, was folglich zu einer hohen Differenz zwischen
den Zeitpunkten führt,
an denen die Radarrückstreuung
von dem Objekt und die durch den Schmutz verursachte Radarrückstreuung
im Spannungspegel unter den oberen Schwellenwert V1 fallen, wie
in 8 gezeigt. Die Bestimmung,
ob eine Radarrückstreuung
von ein Objekt innerhalb des Erfassungsbereichs 91 oder
vom Schmutz auf der Oberfläche
des Laser-Radar-Sensors 5 hervorgegangen ist, wird folglich
getroffen, indem der Zeitpunkt t14, an dem die Radarrückstreuung
im Spannungspegel abfällt
und den oberen Schwellenwert V1 als ein Radarrückstreuungsempfangszeitpunkt
passiert, mit dem vorgegebenen Zeitzählstand verglichen wird.
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Der
V1-Messabschnitt 90 ist dafür vorgesehen, ein Maximum von
vier Zeitdaten (d.h., die in 7 gezeigten
Zeitpunkte) zu messen. werden vier Zeitdaten in die Laser-Radar-CPU 70 eingegeben, wird
die Zeit T14, die ein Zeitabstand zwischen dem Eingangszeitpunkt
ts und dem Zeitpunkt t14 ist, an dem eine erster von rückgestreuten
Lichtimpulsen im Spannungspegel abfällt und den oberen Schwellenwert
V1 passiert, in Schritt 120 mit dem vorgegebenen Zeitzählstand
verglichen. Wenn der V1-Messabschnitt 90 nur zwei Zeitdaten
bezüglich
eines rückgestreuten
Lichtimpulses misst, wird einer von ihnen, der im Spannungspegel
abfällt
und den oberen Schwellenwert V1 passiert, verwendet, um die Zeit T14
zu definieren bzw. zu bestimmen.
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Wenn
die Zeit T14 kleiner oder gleich dem vorgegebenen Zeitzählstand
ist, kann gefolgert bzw. entschieden werden, dass irgendein Schmutz
an dem Laser-Radar-Sensor 5 haftet, und dass ein von dem
Empfänger 120 empfangener
rückgestreuter Lichtimpuls
aus dem Schmutz hervorgegangen ist. Insbesondere ein Anstieg von
Radarimpulsen, die sich durch den Schmutz fortpflanzen oder die
einer Reflexion von einer Verzierung des Systemfahrzeugs unterliegen,
führt zu
einem Auftreten eines rückgestreuten
Lichtimpulses(en), der den oberen Schwellenwert V1 in seinem Spannungspegel überschreitet. Die
Tatsache, dass der rückgestreute
Lichtimpuls den oberen Schwellenwert V1 überschritten hat, kann folglich
verwendet werden, um zu bestimmen, dass die Oberfläche des
Laser-Radar-Sensors 5 verschmutzt ist. Insbesondere eine
Bestimmung, ob eine höhere
Intensität
des rückgestreuten
Lichtimpulses durch das Anhaften von Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 verursacht
worden ist, kann getroffen werden, indem überwacht wird, ob der rückgestreute
Lichtimpuls über.
den oberen Schwellenwert V1 gestiegen ist und dann unter den oberen
Schwellenwert V1 abgefallen ist oder nicht.
-
Wird
in Schritt 120 als Antwort ein JA erhalten, was bedeutet,
dass die Zeit T14 kleiner oder gleich dem vorgegebenen Zeitzählstand
ist, schreitet die Routine zu Schritt 160 voran, wobei
ein Zählwert P1
mit eins (1) in krementiert wird. Die Routine schreitet
dann zu Schritt 170 voran, wobei bestimmt wird, ob die
Zeit, während
der Zählwert
P1 größer als
ein ersten Wert (z.B. 100) ist, eine erste Zeitspanne (z.B. fünf Sekunden)
erreicht hat oder nicht. Das in 5 gezeigt
Programm wird insbesondere in Einheiten bzw. Zeilen der Abtastlinien
ausgeführt.
Der Sender 100 emittiert 201 Laserimpulse über jede
der Abtastlinien. In Schritt 170 wird bestimmt, ob 100
Rückstreuungen
der Laserimpulse, die die Bedingung in Schritt 120 erfüllen, d.h.,
von dem Schmutz auf dem Laser-Radar-Sensor 5 hervorgehen,
fortsetzend erscheinen oder nicht. Wird als Antwort ein JA erhalten, kann
gefolgert bzw. entschieden werden, dass Schmutz, wie beispielsweise
Eis, wenigstens die Hälfte
des Erfassungsbereichs 91 bedeckt. Die Routine schreitet
dann zu Schritt 180 und nachfolgenden Schritten voran,
um zu bestimmen, dass die Fähigkeit
des Laser-Radar-Sensors 5 verringert worden ist.
-
In
Schritt 180 wird bestimmt, ob ein weiterer rückgestreuter
Lichtimpuls nach Ablauf der ersten Zeitspanne erschienen ist oder
nicht, und zwar unter Verwendung der nach dem Ablauf der ersten
Zeitspanne erlangten Zeitdaten. Ist ein rückgestreuter Lichtimpuls vorhanden,
der mit seinem Spannungspegel wenigstens den unteren Schwellenwert
V0 überschreitet,
wird dieser als ein zweiter rückgestreuter
Lichtimpuls bestimmt, der nach Ablauf der ersten Zeitspanne erschienen
ist. Wenn als Antwort ein JA erhalten wird, was bedeutet, dass der
zweite rückgestreute
Lichtimpuls erschienen ist, schreitet die Routine dann zu Schritt 190 voran,
wobei der Abstand zu einem verfolgten Objekt unter Verwendung der
Zeitdaten bezüglich
des zweiten rückgestreuten
Lichtimpulses bestimmt wird, und wobei ebenso die Lichtintensität Δt des zweiten
rückgestreuten
Lichtimpulses bestimmt wird. Die Routine schreitet dann zu Schritt 200 voran,
wobei bestimmt wird, ob sich eine Radarreichweite unter eine erste
Reichweite (z.B. 55m) verringert hat oder nicht, und zwar unter
Verwendung einer Beziehung zwischen dem Abstand und der Lichtintensität, wie in
Schritt 190 erlangt. Die Radarreichweite, wie sie nachstehend
bezeichnet wird, ist ein maximaler Abstand, in dem der Laser-Radar-Sensor 5 Objekte
effektiv erfassen kann.
-
Nachstehend
wird beschrieben, wie die Radarreichweite zu ermitteln ist.
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Die
Radarreichweite wird berechnet: auf der Grundlage des Abstands zu
einem vor dem Systemfahrzeug befindlichen Objekt, wenn sich das
Systemfahrzeug dem Objekt genähert
hat und damit begonnen hat, es zu erfassen; oder auf der Grundlage
des Abstands zu einem Objekt in dem Moment, in dem es sich derart
von dem Systemfahrzeug entfernt hat, dass der Laser-Radar-Sensor 5 es
verloren hat. In der Praxis wird die hierbei verwendete Radarreichweite
durch einen Mittelwert der obigen Abstände zu einer Mehrzahl von Objekten
bestimmt.
-
Um
den Effekt eines Kraftfahrzeugs beseitigen, das eine von einem erfassten
Objekt verschiedene Reflexionsintensität aufweist und vor dem Systemfahrzeug
eingeschert ist, wird bezüglich
der Berechnung der Radarreichweite nur die Radarreichweite verwendet,
wie sie unter Verwendung der Lichtintensität Δt, die geringen als ein vorgegebenen Pegel
ist, berechnet worden ist. Üblicherweise ändert sich
die Lichtintensität
(d.h., die Helligkeit) einer Rückstreuung
eines Laserstrahls von einem Objekt in Abhängigkeit des Abstands zu dem
Objekt. Insbesondere eine Zunahme des Abstands zu dem Objekt führt zu einer
Abnahme der Lichtintensität Δt einer Rückstreuung
eines Laserstrahls von dem Objekt, während eine Verringerung des
Abstands zu dem Objekt zu einer Zunahme der Lichtintensität Δt führt. Unter
Verwendung dieser Tatsache kann die Radarreichweite genau bestimmt
werden.
-
Sind
eine Mehrzahl von Rückstreuungen
von Laserstrahlen erschienen, wenn der Laser-Radar-Sensor 5 begonnen
hat, ein Objekt zu erfassen oder es verloren hat, wird die höchste von
Lichtintensitäten Δt der Rückstreuungen
vorzugsweise mit dem obigen vorgegebenen Pegel verglichen. Eine
Zunahme der Genauigkeit einer Bestimmung der Radarreichweite wird
erzielt, indem sie berechnet wird, wenn die relative Geschwindigkeit
eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das geradeaus und mit einer höheren Geschwindigkeit
als ein vorgewählter
Wert fährt,
größer oder
gleich 5 km/h ist.
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Wird
als Antwort ein JA erhalten, was bedeutet, dass sich die Radarreichweite
verringert hat, schreitet die Routine dann zu Schritt 210 voran,
wobei eine Schmutzanhaftungsentscheidung A getroffen wird, um zu
entscheiden, dass sich die Fähigkeit des
Laser-Radar-Sensors 5 teilweise durch das Anhaften von
Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 verringert
hat. Gleichzeitig wird ein derartiges Ereignis auf der Sensorstörungsanzeige 17 angezeigt.
Es wird ebenso verhindert, dass die Objekterkennung und die Fahrzeugabstandsregelung
in der Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 ausgeführt werden.
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Wenn
in Schritt 180 bestimmt wird, dass der zweite rückgestreute
Lichtimpuls immer noch nicht erschienen ist, schreitet die Routine
dann zu Schritt 220 voran, wobei bestimmt wird, ob Schritt 180 für eine dritte
Zeitspanne (z.B. 20 Sekunden) andauernd die negative Antwort trifft
oder nicht. Wird als Antwort ein JA erhalten, was bedeutet, dass
irgendwelche rückgestreuten
Lichtimpulse, die andere als diejenigen sind, die von dem Schmutz
hervorgehen, für
eine Zeitspanne nicht erschienen sind, und dass der Schmutz fast
an der gesamten Oberfläche
des Laser-Radar-Sensors 5 haftet, was es folglich unmöglich macht,
irgendwelche sich vor dem Systemfahrzeug befindlichen Objekte zu
erfassen oder zu ermitteln, schreitet die Routine dann zu Schritt 230 fort, wobei
eine Schmutzanhaftungsentscheidung B getroffen wird, um zu entscheiden,
dass der Laser-Radar-Sensor 5 durch das Anhaften von Schmutz
an dem Laser-Radar-Sensor 5 vollständig außer Stand gesetzt worden ist.
Gleichzeitig wird ein derartiges Ereignis auf der Sensorstörungsanzeige 17 angezeigt.
Es wird ebenso verhindert, dass die Objekterkennung und die Fahrzeugabstandsregelung
in der Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 ausgeführt werden.
-
Wird
alternativ in Schritt 220 als Antwort ein NEIN erhalten,
schreitet die Routine dann zu Schritt 240 voran, wobei
bestimmt wird, ob alle rückgestreuten
Lichtimpulse innerhalb eines Bereichs einer der Abtastlinien verarbeitet
worden sind oder nicht. Wird als Antwort ein NEIN erhalten, kehrt
die Routine dann zu Schritt 120 zurück.
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Wird
in Schritt 120 als Antwort ein NEIN erhalten, was bedeutet,
dass die Zeit T14 über
dem vorgegebenen Zeitzählstand
liegt, und dass der rückgestreute
Lichtimpuls einen geringeren Spannungspegel als der obere Schwellenwert
V1 aufweist, so dass ein Zeitpunkt, an dem der rückgestreute Lichtimpuls den
oberen Schwellenwert V1 passiert, noch nicht gemessen worden ist,
schreitet die Routine dann zu Schritt 130 voran.
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Wird
alternativ in Schritt 170 als Antwort ein NEIN erhalten,
schreitet die Routine ebenso zu Schritt 130 voran.
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In
Schritt 130 wird einer der rückgestreuten Lichtimpulse zur
Verwendung bezüglich
einer Bestimmung des Abstands zu einem verfolgten Objekt gewählt. Die
Zeitgeberschaltung 89 kann die acht Zeitpunkte (z.B., die
Zeitpunkte t11 bis t14 und t21 bis t22 in 7) an zwei rückgestreuten Lichtimpulsen messen
und sie an die Laser-Radar-CPU 70 ausgeben.
Eine Verwendung aller acht Zeitpunkte führt zu einer erhöhten Rechenbelastung
der Laser-Radar-CPU 70.
Folglich wird einer der rückgestreuten Lichtimpulse,
der zur Bestimmung des Abstands zu dem verfolgten Objekt geeigneter
ist, ausgewählt.
Es wird insbesondere jeder rückgestreute
Lichtimpuls, der eine der Bedingungen erfüllt, wobei die Zeit T14, die
eine Differenz zwischen dem Eingangszeitpunkt ts, an dem das Steuersignal
in die Zeitgeberschaltung 89 eingegeben wird, und dem Zeitpunkt
t14 ist, an dem der rückgestreute
Lichtimpuls im Spannungspegel unter den oberen Schwellenwert V1
abfällt,
kürzer
als der vorgegebene Zeitzählstand
ist, und wobei der rückgestreute
Lichtimpuls nicht größer als
der obere Schwellenwert V1 ist, aber die Zeit T12, die ein Abstand
zwischen dem Eingangszeitpunkt ts und dem Zeitpunkt t12 ist, an
dem der rückgestreute Lichtimpuls
den unteren Schwellenwert V0 erreicht, kürzer als der vorgegebene Zeitzählstand
ist, von einer Verwendung bezüglich
einer Bestimmung des Abstands zu dem verfolgten Objekt ausgeschlossen. Erscheint
irgendein rückgestreuter
Lichtimpuls, dem obigen folgend, der wenigstens den unteren Schwellenwert
V0 überschreitet,
wird dieser für
eine Verwendung bezüglich
einer Bestimmung des Abstands zu dem verfolgten Objekt gewählt. Wenn
alternativ keine rückgestreuten
Lichtimpulse erscheinen, die eine der obigen Bedingungen erfüllen, wird
der Abstand nicht berechnet.
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Erscheinen
zwei rückgestreute
Lichtimpulse, die die nach Ablauf der vorgegebenen Zeitzählung erlangten
Zeitdaten aufweisen, wird der Lichtimpuls gewählt, der zuerst erschienen
ist. Erscheint nur ein einziger rückgestreuter Lichtimpuls, der
die nach Ablauf der vorgegebenen Zeitzählung erlangten Zeitdaten aufweist,
wird dieser gewählt.
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Nach
Schritt 130 schreitet die Routine zu Schritt 140 voran,
wobei die Zeitdaten bezüglich
des in Schritt 130 gewählten
rückgestreuten
Lichtimpulses analysiert werden, um den Abstand zu dem verfolgten
Objekt zu bestimmen. Ebenso wird die Lichtintensitäten Δt des rückgestreuten
Lichtimpulses berechnet. Nachdem in Schritt 140 der Abstand ermittelt
worden ist, oder in Schritt 200 bestimmt worden ist, dass
sich die Radarreichweite nicht unter die erste Reichweite verringert
hat, schreitet die Routine zu Schritt 150 voran, wobei
die Radardaten bezüglich des
Abstands, wie in Schritt 140 oder 190 erlangt,
der Abtastwinkel θx
und θy
eines emittierten Radarimpulses, der den in Schritt 140 oder 190 verwendeten rückgestreuten
Lichtimpuls verursacht hat, und der Lichtintensität Δt an die
Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 ausgegeben.
Die Routine schreitet zu Schritt 240 voran, wobei bestimmt
wird, ob alle rückgestreuten
Lichtimpulse innerhalb eines Bereichs bzw. einer Zeile von einer
der Abtastlinien verarbeitet worden sind oder nicht. Wird als Antwort ein
JA erhalten, beendet die Routine dann diesen Programmzyklus.
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 6 die
Operation in Schritt 250 beschrieben.
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Nach
Einsetzen von Schritt 250 schreitet die Routine zu Schritt 300 (6) voran, wobei wie in Schritt 120 bestimmt
wird, ob die Zeit T14, die eine Differenz zwischen dem Eingangszeitpunkt
ts und dem Zeitpunkt t14 ist, an dem der rückgestreute Lichtimpuls im
Spannungspegel unter den oberen Schwellenwert V1 abfällt, kürzer oder gleich
dem vorgegebenen Zeitzählstand
ist oder nicht. Es wird insbesondere in Schritt 300 bestimmt,
ob rückgestreute Lichtimpulse,
die vom Schmutz hervorgehen, immer noch auf das lichtempfindliche
Element 83 fallen oder nicht. Wird als Antwort ein NEIN
erhalten, schreitet die Routine dann direkt zu Schritt 320 voran.
wird als Antwort alternativ ein JA erhalten, schreitet die Routine
dann zu Schritt 310 voran, wobei ein Zählwert P2 mit eins (1)
inkrementiert wird. Die Routine schreitet dann zu Schritt 320 voran,
wobei bestimmt wird, ob die Zeit, während der Zählwert P2 niedriger als ein zweiter
Wert (z.B. 40) ist, eine zweite Zeitspanne (z.B. eine Sekunde),
die kürzer
als die erste Zeitspanne ist, erreicht hat oder nicht. Wird als
Antwort ein JA erhalten, was bedeutet, dass rückgestreute Lichtimpulse, die
von dem Anhaften von Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 hervorgehen,
weniger geworden sind, und somit gefolgert wird, dass der Schmutz
von dem Laser-Radar-Sensor 5 entfernt worden ist, schreitet
die Routine dann zu Schritt 330 voran, wobei die Schmutzanhaftungsentscheidungen A
und B in den Schritten 210 und 230 beide aufgehoben
werden. Es wird der Sensorstörungshinweis
auf der Sensorstörungsanzeige 17 gelöscht. Ferner
wird erlaubt bzw. zugelassen, dass die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 die
Objekterkennung und die Fahrzeugabstandsregelung durchführt. Die
Verwendung der zweiten Zeitspanne in Schritt 320, die kürzer als
die erste Zeitspanne ist und verwendet wird, um zu bestimmen, ob
irgendein Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 haftet, ermöglicht es,
dass die Laser-Radar-CPU 70 eine Erfassung der Radardaten
bezüglich
eines verfolgten Objekts fortsetzt, und zwar unmittelbar nachdem
der Schmutz von dem Laser-Radar-Sensor 5 entfernt worden
ist.
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Wird
in Schritt 320 als Antwort alternativ ein NEIN erhalten,
schreitet die Routine dann zu Schritt 340 voran, um zu
bestimmen, ob die Radarfähigkeit des
Laser- Radar-Sensors 5 wiedergewonnen
wurde oder nicht. Es wird insbesondere bestimmt, ob irgendein rückgestreuter
Lichtimpuls vorhanden ist, der nach Ablauf der zweiten Zeitspanne
erschienen ist, oder ob die nach dem Ablauf der zweiten Zeitspanne
erlangten Zeitdaten nicht verwendet werden. Wird als Antwort ein
JA erhalten, schreitet die Routine dann zu den Schritten 350 und 380 voran.
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In
Schritt 350 werden die Zeitdaten bezüglich des rückgestreuten Lichtimpulses,
wie in Schritt 340 erfasst, analysiert, um den Abstand
zu einem verfolgten Objekt zu bestimmen. Ebenso werden die Lichtintensitäten Δt des rückgestreuten
Lichtimpulses berechnet. Die Routine schreitet zu Schritt 360 voran, wobei
der Abstand und die Lichtintensität Δt, wie in Schritt 350 erlangt,
analysiert werden, um zu bestimmen, ob die Radarreichweite zu einer
zweiten Reichweite (z.B. 65 m) zurückgekehrt ist, die größer als
die erste Reichweite ist, wie in der Operation in Schritt 200 verwendet,
oder nicht. Die Radarreichweite wird wie in Schritt 200 beschrieben
berechnet.
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Wird
in Schritt 360 als Antwort ein JA erhalten, was bedeutet,
dass die Fähigkeit
des Laser-Radar-Sensors 5 wiedergewonnen wurde, schreitet
die Routine dann zu Schritt 370 voran, wobei die Schmutzanhaftungsentscheidung
A aufgehoben wird. Die Verwendung der zweiten Reichweite in Schritt 360,
die kürzer
als die erste Reichweite ist, die verwendet wird, um in Schritt 200 zu
bestimmen, ob sich die Radarreichweite verringert hat oder nicht,
ermöglicht
es der Laser-Radar-CPU 70, eine Erfassung der Radardaten
bezüglich
eines verfolgten Objekts fortzusetzen, und zwar unmittelbar nachdem der
Schmutz von dem Laser-Radar-Sensor 5 entfernt worden ist.
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In
Schritt 380 wird bestimmt, ob die Zeit, während der
rückgestreute
Lichtimpulse erscheinen, welche die Zeitdaten aufweisen, wie nach
Ablauf der zweiten Zeitspanne erlangt, eine vierte Zeitspanne (z.B.
3 Sekunden), die kürzer
als die dritte Zeitspanne ist, erreicht hat oder nicht. wird als
Antwort ein JA erhalten, woraus gefolgert wird, dass der Schmutz, der
fast die gesamte Oberfläche
des Laser-Radar-Sensors 5 bedeckt hat, wenigstens teilweise
entfernt worden ist, was folglich dem Laser-Radar-Sensor 5 ermöglicht,
ein vor dem Systemfahrzeug befindliches Objekt korrekt zu erfassen,
schreitet die Routine dann zu Schritt 390 voran, wobei
die Schmutzanhaftungsentscheidung B in Schritt 230 aufgehoben wird.
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Die
Verwendung der vierten Zeitspanne in Schritt 380, die kürzer als
die dritte Zeitspanne ist, die in Schritt 220 verwendet
wird, um die Schmutzanhaftungsentscheidung B in Schritt 230 zu
treffen, ermöglicht
es der Laser-Radar-CPU 70, eine Erfassung der Radardaten
bezüglich
eines verfolgten Objekts fortzusetzen, und zwar unmittelbar nachdem
der Schmutz wenigstens teilweise von dem Laser-Radar-Sensor 5 entfernt worden
ist.
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Die
Routine schreitet zu Schritt 400 fort, wobei bestimmt wird,
ob alle rückgestreuten
Lichtimpulse in einem Bereich bzw. einer Zeile einer der Abtastlinien
verarbeitet worden sind oder nicht. Wird als Antwort ein NEIN erhalten,
kehrt die Routine dann zu Schritt 300 zurück.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung bezüglich
der bevorzugten Ausführungsformen
offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von dieser zu ermöglichen,
sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene
Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie
alle möglichen
Ausführungsformen
und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die
realisiert werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
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Obwohl
beispielsweise in der obigen Ausführungsform die Bestimmung,
dass irgendein Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor haftet, getroffen
wird, wenn sowohl eine erste Bedingung, die sich auf die Anzahl
von rückgestreuten
Lichtimpulsen bezieht, wobei angenommen wird, dass die Lichtintensität Δt größer als
der obere Schwellenwert V1 ist, als auch eine zweite Bedingung,
die sich auf die Radarreichweite oder das Ausbleiben von rückgestreuten Lichtimpulsen
bezieht, die nach Ablauf der vorbestimmten Zeiten entstehen, erfüllt sind,
kann sie auch getroffen werden, wenn nur die erste Bedingung verwendet
wird. Die Bestimmung in Schritt 170, ob die Bedingung,
in der die Anzahl von rückgestreuten Lichtimpulsen,
die eine Lichtintensität Δt aufweisen, die
größer als
der obere Schwellenwert V1 sind, den ersten Wert überschreitet,
für die
erste Zeitspanne andauert oder nicht, führt zu einer verbesserten Genauigkeit
einer Erfassung des Anhaftens von Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5.
Eine derartige Bestimmung kann jedoch auch vor Ablauf der ersten
Zeitspanne getroffen werden.
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Der
Laser-Radar-Sensor 5 verwendet den Abtaster 72,
der mit dem Polygonspiegel 73 ausgerüstet ist, demgemäß obiger
Beschreibung aus den reflektierenden Spiegeln besteht, die in verschiedenen
Winkeln geneigt sind. Es kann jedoch alternativ ein anderer Abtastertyp
verwendet werden, der einen Galvanospiegel, der installiert ist,
um in einer Richtung der Breite des Systemfahrzeugs abzutasten, und
einen Antriebsmechanismus aufweist, der dazu dient, eine Neigung
einer reflektierenden Oberfläche des
Spiegels zu ändern.
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Der
Objekterfassungsblock 43 der Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 dient
dazu, die Radardaten bezüglich
des Abstands zu einem verfolgten Objekt und der horizontalen und
vertikalen Abtastwinkel θx
und θy,
die mit dem verfolgten Objekt verbundenen sind, wie in dem Polarkoordinatensystem
dargestellt, auf einen Punkt in dem kartesischen Koordinatensystem
zu transformieren. Eine derartige Transformation kann jedoch alternativ
auch in dem Laser-Radar-Sensor 5 durchgeführt werden.
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Anstelle
des Laser-Radar-Sensors 5 kann auch ein anderer Lasertyp
eingesetzt werden, der eine Millimeter- oder Ultraschallwelle verwendet.
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Es
kann ebenso ein zusätzliches
lichtempfindliches Element eingesetzt werden, dass dafür vorgesehen
ist, rückgestreute
Lichtimpulse zu identifizieren, die von irgendeinem Schmutz auf
dem Laser-Radar-Sensor 5 hervorgegangen sind.