DE102005019269A1

DE102005019269A1 - Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102005019269A1
Application number: DE102005019269A
Authority: DE
Inventors: Kiyokazu Kariya Takagi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2025-04-27
Also published as: DE102005019269B4; US7218385B2; US20050243301A1; JP3941795B2; JP2005313780A

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs (3, 5) erfasst (S150) Positionen von zwei Reflektoren, die an einem vorhergehenden Fahrzeug vorgesehen sind, aus einzelnen empfangenen Signalen, die jeweils ein Signal darstellen, das von den Reflektoren reflektiert wird. Die Vorrichtung (3, 5) erfasst (S160) außerdem die Position eines Bereiches einer hinteren Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs durch Integrieren mehrerer empfangener Signale, die jeweils ein Signal darstellen, das von dem Körper des vorhergehenden Fahrzeugs reflektiert wird. Somit kann sogar dann, wenn nur einer der beiden Reflektoren erfasst wird oder wenn beide Reflektoren nicht erfasst werden können, die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs ermittelt werden. Unter Verwendung der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs ist es möglich, die Spur der Bewegung desselben vorhergehenden Fahrzeugs mit hoher Zuverlässigkeit zu verfolgen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs zum kontinuierlichen Erkennen eines vorhergehenden Fahrzeugs, wobei dieses identifiziert wird.
Eine Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs für ein Fahrzeug ist bekannt. Die Vorrichtung strahlt ein Übertragungssignal bzw. Sendesignal wie z. B. ein Licht- oder Millimetersignal über einen vorbestimmten Winkelbereich in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs aus und erkennt durch Erfassen eines reflektierten Signals, das ein Ergebnis der Reflexion des Übertragungssignals erhalten wird, ein vorhergehendes Fahrzeug, das an einer Stelle vor dem Fahrzeug in Vorwärtsrichtung vorhanden ist. Die Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs kann für eine Vielzahl von Vorrichtungen, die an einem Fahrzeug angebracht sind, angewendet werden. Typische Anwendungen beinhalten eine Vorrichtung, die eine Warnung erzeugt, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorhergehenden Fahrzeug zu kurz wird, und eine Vorrichtung, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs steuert bzw. regelt, um den Zwischenfahrzeugabstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorhergehenden Fahrzeug aufrechtzuerhalten.

Eine derartige Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs ist in der JP 2002-181936 A beschrieben. In dieser herkömmlichen Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs misst ein Abtastlaserradar einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem einen Strahl reflektierenden Körper, der sich in einem Erfassungsbereich befindet. In der Messungsverarbeitung führt der Abtastlaserradar einen Gruppierungsprozess aus, um Abschnitte, die als Abschnitte desselben Körpers bestimmt werden, in eine Gruppe einzusortieren, um nicht nur den Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem einen Strahl reflektierenden Körper, sondern auch den Azimut und die Größe des Körpers zu finden bzw. ermitteln. In dem Gruppierungsprozess werden Abschnitte, die in demselben Abstand angeordnet sind und sich in derselben Richtung kontinuierlich entlang der Zeitachse bewegen, als Abschnitte desselben Körpers betrachtet.

Insbesondere wählt die Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs einen einen Strahl reflektierenden Körper mit geringer Breite aus erfassten Körpern aus und bestimmt, ob die Möglichkeit besteht, dass ein Abschnitt des ausgewählten Körpers hinter einem anderen Körper verborgen ist, der sich näher am Fahrzeug befindet als der ausgewählte Körper. Durch das Bestimmen einer derartigen Möglichkeit ist die Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs in der Lage zu bestimmen, ob ein einen Strahl reflektierender Körper vor dem Fahrzeug neu erscheint, wenn sich der andere Körper, der sich näher am Fahrzeug befindet, in Querrichtung der Bewegungen bewegt.

In dem Fall des in 14 gezeigten Beispiels wird angenommen, dass ein erstes vorhergehendes Fahrzeug 201 vor einem Fahrzeug fährt, das einen Laserradar 200 aufweist, und dass ein zweites vorhergehendes Fahrzeug 202 an der diagonal vorderen linken Seite des ersten vorhergehenden Fahrzeugs 201 fährt. In diesem Fall ist der Laserradar 200 in der Lage, einen Abstand zu linken und rechten Reflektoren 201L und 201R an der hinteren Fläche des ersten vorhergehenden Fahrzeugs 201 und einen Abstand nur zu einem linken Reflektor 202L an der hinteren Fläche des zweiten vorhergehenden Fahrzeugs 202 zu messen. Da ein rechter Reflektor 202R an der hinteren Fläche des zweiten vorhergehenden Fahrzeugs 202 an einer Position angeordnet ist, die aus Sicht des Fahrzeugs hinter dem ersten vorhergehenden Fahrzeug 201 verborgen ist, ist der Laserradar 200 nicht in der Lage, einen Abstand zum rechten Reflektor 202R an der hinteren Fläche des zweiten vorhergehenden Fahrzeugs 202 zu messen.

Unter der Annahme, dass das vorhergehende Fahrzeug 202, das wahrscheinlich einen verborgenen Abschnitt aufweist und von dem Fahrzeug 200 weiter entfernt vorhanden ist, eine vorbestimmte Breite aufweist, bestimmt somit die herkömmliche Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs, ob ein Abschnitt des zweiten vorhergehenden Fahrzeugs 202 hinter dem ersten vorhergehenden Fahrzeug 201, das sich näher am Fahrzeug befindet, verborgen ist, durch Bestimmen, ob die rechte Kante des zweiten vorhergehenden Fahrzeugs 202 einem Projektionsbereich auf dem zweiten vorhergehenden Fahrzeug 202 angehört. Der Projektionsbereich wird mit den Koordinaten der linken und rechten Kanten des ersten vorhergehenden Fahrzeugs 201 als Bezug berechnet.

Durch die Verwendung der Reflektoren, die an den linken und rechten Kanten der hinteren Fläche eines vorhergehenden Fahrzeugs vorgesehen sind, erfasst die herkömmliche Vorrichtung die Positionen der linken und rechten Kanten der hinteren Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs. Da die Reflektoren jeweils im Vergleich zum Fahrzeugkörper ein hohes Reflexionsvermögen aufweisen, können reflektierte Signale, die jeweils eine hohe Intensität aufweisen, von den Reflektoren erhalten werden. Somit können normalerweise die Positionen der linken und rechten Kanten der hinteren Fläche eines vorhergehenden Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit auf der Grundlage empfangener Signale erfasst werden, die durch die Reflektoren reflektierte Signale darstellen. Dann kann durch Verbinden der erfassten Positionen der linken und rechten Kanten der hinteren Fläche als Positionen, die sich im Verlauf der Zeit verändern, um Bewegungsvektoren auszubilden, der Ort des vorhergehenden Fahrzeugs gefunden werden.

Wenn jedoch z. B. die Reflektoren schmutzig sind oder das vorhergehende Fahrzeug entlang einer gekrümmten Fahrbahn fährt, ist es in einigen Fällen schwierig, die Reflektoren zu erfassen. In derartigen Fällen ist die herkömmliche Vorrichtung nicht mehr in der Lage, die Positionen der linken und rechten Kanten an Seiten der hinteren Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs zu erfassen. Somit wird das vorhergehende Fahrzeug irrtümlicherweise wie ein anderes vorhergehendes Fahrzeug, das parallel zum vorhergehenden Fahrzeug fährt, derselben Gruppe zugeordnet. Es ist somit schwierig, die Spur der Bewegung oder des Ortes des vorhergehenden Fahrzeugs mit hoher Zuverlässigkeit zu verfolgen.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs bereitzustellen, die in der Lage ist, kontinuierlich ein vorhergehendes Fahrzeug zu erkennen, wobei dasselbe identifiziert wird, und zwar sogar dann, wenn reflektierte Signale bzw. Reflexionssignale von Reflektoren, die an dem vorhergehenden Fahrzeug angebracht sind, vorübergehend oder kontinuierlich nicht erhalten werden können.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Eine Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet die Positionen von Reflektoren, die an einem vorhergehenden Fahrzeug angebracht sind, auf der Grundlage von empfangenen Signalen bzw. Empfangssignalen, die Signale darstellen, die von den Reflektoren reflektiert werden, und berechnet den Bereich der hinteren Fläche eines Fahrzeugkörpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, aus integrierten empfangenen Signalen, die jeweils als Ergebnis der Integration einer vorbestimmten Anzahl von empfangenen Signalen erhalten werden.

Die Intensität eines Signals, das von der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, reflektiert wird, ist im Vergleich zu derjenigen der Signale, die von den Reflektoren reflektiert werden, gering. Durch Integrieren einer vorbestimmten Anzahl von empfangenen Signalen wird die Intensität eines jeweiligen einzelnen Signals, das von der hinteren Fläche des Körpers des vorhergehenden Fahrzeugs reflektiert wird, sozusagen verstärkt. Somit kann unter Verwendung des integrierten empfangenen Signals der Bereich der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehenden Fahrzeug bildet, mit relativ hoher Genauigkeit berechnet werden.

Es wird darauf hingewiesen, dass mehrere Empfangssignalintegrationsgruppen, die jeweils zu integrierende empfangene Signale enthalten, um ein integriertes empfangenes Signal zu finden bzw. ermitteln, derart festgelegt werden, dass eine vorhergehende Empfangssignalintegrationsgruppen um ein Intervall, das den empfangenen Signalen von weniger als einer vorbestimmten Anzahl empfangener Signale entspricht, die jeweils die Empfangssignalintegrationsgruppen bilden, verschoben wird, um eine anschließende Empfangssignalintegrationsgruppe auszubilden, so dass einige empfangene Signale mehreren benachbarten vor hergehenden und anschließenden Empfangssignalintegrationsgruppen angehören. Obwohl die empfangenen Signale, die eine Empfangssignalintegrationsgruppe bilden, integriert werden, um ein integriertes empfangenes Signal zu bilden, kann sogar eine relativ hohe Auflösung zur Erfassung eines vorhergehenden Fahrzeugs aufrechterhalten werden.

Unter Verwendung des integrierten empfangenen Signals ist die Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs in der Lage, den Bereich der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, mit relativ hoher Genauigkeit zu berechnen. Somit kann sogar dann, wenn nur ein Reflektor eines vorhergehenden Fahrzeugs erfasst werden kann, d. h., wenn nicht sämtliche Reflektoren erfasst werden können, die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs ermittelt werden. Demzufolge ist es möglich, die Spur der Bewegung des vorhergehenden Fahrzeugs unter Verwendung von Messergebnissen der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs zu verfolgen, da die Anzahl der Berechnungen der Breite eines vorhergehenden Fahrzeugs erhöht werden kann, so dass die Erkennung des vorhergehenden Fahrzeugs verbessert werden kann.

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden genaueren Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm, das eine Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt,
2A ein Blockdiagramm, das einen Laserradarsensor zeigt, der in der Steuervorrichtung verwendet wird,
2B ein Schaltungsdiagramm, das eine erste Erfassungsschaltung zeigt, die in dem Laserradarsensor verwendet wird,
2C ein Schaltungsdiagramm, das eine zweite Erfassungsschaltung zeigt, die in dem Laserradarsensor verwendet wird,
3 eine schematische Ansicht, die einen Strahlungsbereich des Laserradarsensors zeigt,
4A ein Signaldiagramm, das jeweils ein Signal einer Signalübertragung und eines Signalempfangs zeigt,
4B einen Graphen, der Signalformen zeigt, die zum Auffinden des Zeitpunktes des Auftretens eines Spitzenwerts bzw. einer Spitze der empfangenen Signale verwendet werden,
5 ein Signaldiagramm, das die Signalform empfangener Signale zeigt, die einer A/D-Wandlungsschaltung einer zweiten Erfassungsschaltung zur Umwandlung eines analogen empfangen Signals in digitale Daten zugeführt werden
6 ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zum Einstellen bzw. Festlegen einer Gruppe zeigt, die zu integrierende empfangene Signale enthält,
7 einen Graphen, der eine Verteilung der Intensität der empfangenen Signale über einer hinteren Fläche eines Körpers eines vorhergehenden Fahrzeugs zeigt,
8 ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zeigt, das von einer Integrationsgruppenbestimmungsschaltung der zweiten Erfassungsschaltung angewendet wird, um die Gruppe, die zu integrierende empfangene Signale enthält, zu verschieben,
9A ein schematisches Diagramm, das die Integration mehrerer empfangener Signale zeigt,
9B ein Signaldiagramm, das Signalformen zeigt, die zur Erfassung eines Abstands zu einem einen Strahl reflektierenden Körper auf der Grundlage des integrierten empfangenen Signals verwendet werden,
10 ein Signaldiagramm, das eine Signalform zeigt, die von einer Interpolationsschaltung der zweiten Erfassungsschaltung als Prinzip der linearen Interpolation übernommen wird,
11 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs darstellt,
12 einen Graphen, der eine Verteilung der Breiten von Fahrzeugen mit vier Rädern zeigt,
13 eine Hinteransicht, die Positionen zeigt, an denen Reflektoren an einem Körper eines Fahrzeugs installiert sind, und
14 eine schematische Ansicht, die typische Fahrbedingungen von zwei vorhergehenden Fahrzeugen zeigt.
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält eine Fahrzeugsteuervorrichtung 1 als Kernkomponente eine Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstands-Steuer-ECU 3. Die Steuer-ECU 3 weist eine Konfiguration auf, die hauptsächlich auf einem Mikrocomputer und I/O-Schnittstellen (Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen), einer Vielzahl von Ansteuer schaltungen und einer Vielzahl von Erfassungsschaltungen basiert.
Die Steuer-ECU 3 nimmt eine Vielzahl von Erfassungssignalen von einem Laserradarsensor 5, der als eine Fahrzeugradarvorrichtung dient, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7, einem Bremsenschalter 9 und einem Drosselöffnungssensor 11 auf. Die Steuer-ECU 3 gibt eine Vielzahl von Ansteuersignalen an einen Warntongenerator 13, eine Abstandsanzeigeeinheit 15, eine Bremsenansteuerung 19, eine Drosselansteuerung 21 und an eine Automatikgetriebesteuerung 23 aus. Zusätzlich mit die Steuer-ECU 3 mit einem Warntonlautstärkeeinsteller 24 zum Einstellen einer Warntonlautstärke, einem Warnempfindlichkeitseinsteller 25 zum Einstellen der Empfindlichkeit in einem Warnbestimmungsprozess, einem Geschwindigkeitsregelungsschalter 26, einem Lenkwinkelsensor 27 zur Erfassung der Stärke bzw. des Betrags der Betätigung eines in den Figuren nicht gezeigten Lenkrades und einem Gierratensensor 28 zur Erfassung einer Gierrate, die in dem Fahrzeug erzeugt wird, versehen. Außerdem enthält die Steuer-ECU 3 einen Energieversorgungsschalter 29, der eingeschaltet wird, um die Steuer-ECU 3 anzusteuern, um somit einen vorbestimmten Prozess zu starten.
Wie es in 2A gezeigt ist, enthält der Laserradarsensor 5 als Hauptkomponenten beispielsweise eine Strahlabstrahlungseinheit bzw. Strahlsendeeinheit, eine Strahlempfangseinheit und eine Laserradar-CPU 70. Die Strahlabstrahlungseinheit weist eine Halbleiterlaserdiode 75 zum Abstrahlen eines pulsförmigen Laserstrahls mittels einer lichtemittierenden Linse 71 und eines Abtasters 72 auf. Die Laserdiode 75 ist mit der Laserradar-CPU 70 über eine Laserdiodenansteuerschaltung 76 verbunden. Ein LD-Ansteuersignal (Laserdiodenansteuersignal), das von der Laserradar-CPU 70 an eine Laserdiodenansteuerschaltung 76 ausgegeben wird, steuert die Laserdiode 75 an, um einen Laserstrahl abzustrahlen. Der Abtaster 72 ist mit der Laserradar-CPU 70 über eine Motoransteuereinheit 74 verbunden. Der Abtaster 72 enthält einen Polygonspiegel 73, der derart vorgesehen ist, dass der Polygonspiegel 73 um eine vertikale Achse gedreht werden kann. Ein Motoransteuersignal wird von der Laserradar-CPU 70 an die Motoransteuereinheit 74 ausgegeben, um einen Motor zur Ansteuerung des Polygonspiegels 73 zu drehen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Drehposition des Motors, der in den Figuren nicht gezeigt ist, durch einen Motordrehpositionssensor 78 erfasst wird und der Laserradar-CPU 70 zugeführt wird.
Da der Polygonspiegel 73 sechs Spiegel aufweist, die Flächenfallwinkel (Neigungswinkel) aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, kann ein Laserstrahl in einer Abtastbewegung diskontinuierlich innerhalb vorbestimmter Winkelbereiche für die Querrichtung des Fahrzeugs und die vertikale Richtung abgestrahlt werden, wie es in 3 gezeigt ist. Auf diese Weise wird der Laserstrahl in zweidimensionalen Abtastmustern 122 abgestrahlt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Abtastmuster 122 des Laserstrahls nur für Fälle dargestellt sind, in denen der Laserstrahl auf die rechten und linken Kanten eines Erfassungsbereichs 121 eines einen Strahl reflektierenden Körpers wie z. B. einem Hinterteil eines Fahrzeugs abgestrahlt wird.
Wie es in 3 gezeigt ist, wird der Laserstrahl in der Bewegung eines aufeinanderfolgenden Abtastens einer X-Y-Ebene senkrecht zu einer Z-Achse, die mit der Abstrahlungsrichtung zusammenfällt, abgestrahlt. In dieser Ausführungsform wird eine Y-Achse, die mit der vertikalen Richtung zusammenfällt, als Bezugsrichtung und eine X-Achse, die mit der Querrichtung des Fahrzeugs zusammen fällt, als eine Abtastrichtung verwendet. Der Abtastbereich, der durch einen Laserstrahl in einem zweidimensionalen Abtastbetrieb abgetastet wird, weist einen typischen Abtastbereich von ±18 Grad (= 0,08 Grad/Punkt × 451 Punkte) in der X-Achsen-Richtung und einen typischen Abtastbereich von 4 Grad (= 0,7 Grad/Zeile × 6 Zeilen) in der Y-Achsen-Richtung auf. Die Winkelbereiche des Abtastbereichs, der Strahlschrittwinkel und die Anzahl der Strahlen sind jedoch nicht auf diese typischen Anzahlen begrenzt. Statt dessen können sie eine beliebige Anzahl annehmen.
In dem in 3 gezeigten Abtastbereich ist die X-Achsen-Richtung, die mit der Abtastrichtung zusammenfällt, eine Richtung von der linken Seite zur rechten Seite, wohingegen die Y-Achsen-Richtung eine Richtung von oben nach unten ist. Insbesondere wird der Laserstrahl in der ersten Abtastzeile, in der Y-Achsen-Richtung gesehen ganz oben, aufeinanderfolgend mit Intervallen von 0,08 Grad, die in der X-Achsen-Richtung verteilt sind, abgestrahlt. Auf ähnliche Weise wird der Laserstrahl in der zweiten Abtastzeile in der Y-Achsen-Richtung unmittelbar unterhalb der ersten Abtastzeile aufeinanderfolgend mit dem gleichen Intervall von 0,08 Grad, verteilt in der X-Achsen-Richtung, abgestrahlt. Dieser Abtastbetrieb wird für jede Abtastzeile bis einschließlich der letzten, sechsten Abtastzeile auf dieselbe Weise wiederholt. Das heißt, es werden mehrere Laserstrahlen für jede Abtastzeile abgestrahlt, wobei die Abtastzeilen von der ersten Abtastzeile bis zur sechsten Abtastzeile reichen.
Wenn Laserstrahlen in den Abtastbereich abgestrahlt und reflektierte Laserstrahlen von dem Abtastbereich eines einen Strahl reflektierenden Körpers wie z. B. einem Fahrzeug von dem Laserradarsensor 5 empfangen werden, werden außerdem Abtastwinkel θx und θy, die die Abstrah lungswinkel der jeweiligen Laserstrahlen darstellen, ebenso wie die Zeitdifferenz zwischen dem Abstrahlungszeitpunkt des Laserstrahls und dem Empfangszeitpunkt des reflektierten Strahls des Laserstrahls erhalten. Diese Zeitdifferenz stellt den Abstand zwischen dem Laserradarsensor 5 und dem Abtastbereich des einen Strahl reflektierenden Körpers dar. Es wird darauf hingewiesen, dass der horizontale Abtastwinkel θx eines abgestrahlten Laserstrahls als ein Winkel zwischen einer Linie, die den abgestrahlten Laserstrahl auf die X-Z-Ebene projiziert, und der Z-Achse definiert ist. Andererseits ist der vertikale Abtastwinkel θy eines abgestrahlten Laserstrahls als ein Winkel zwischen einer Linie, die den abgestrahlten Laserstrahl auf die Y-Z-Ebene projiziert, und der Z-Achse definiert.
Die Strahlempfangseinheit des Laserradarsensors 5 weist eine Kondensorlinse 81 zum Konvergieren von Laserstrahlen, die von einem einen Strahl reflektierenden Körper, der in der Figur nicht gezeigt ist, reflektiert werden, und eine Lichtempfangsvorrichtung 83 oder eine Fotodiode 83 zum Ausgeben eines Spannungssignals (oder eines empfangenen Signals bzw. Empfangssignals) auf, das die Intensität der konvergierten reflektieren Laserstrahlen darstellt. Das empfangene Signal, das von der Lichtempfangsvorrichtung 83 ausgegeben wird, wird durch einen Verstärker 85 verstärkt, um ein empfangenes Signal bzw. Empfangssignal mit einer Amplitude zu erzeugen, die größer als ein vorbestimmter Wert ist. Danach wird das Empfangssignal, das von dem Verstärker 85 ausgegeben wird, einer ersten Erfassungsschaltung 86 und einer zweiten Erfassungsschaltung 90 zugeführt. In der zweiten Erfassungsschaltung 90 wird eine vorbestimmte Anzahl von empfangenen Signalen integriert. Die Konfigurationen und Betriebsweisen der ersten Erfassungsschaltung 86 und der zweiten Erfassungsschaltung 90 werden unten beschrieben.
Wie es in 2B gezeigt ist, weist die erste Erfassungsschaltung 86 einen ersten Vergleicher 87 zum Vergleichen eines empfangenen Signals mit einer Bezugsspannung V0 und eine Zeitmessschaltung 88 zum Messen einer Differenz zwischen dem Abstrahlungszeitpunkt eines Laserstrahls und dem Empfangszeitpunkt eines reflektierten Strahls, der durch das empfangene Signal repräsentiert wird, wie es in 4A gezeigt ist, auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses, das von dem Vergleicher 87 erhalten wird, auf. Die Zeitdifferenz entspricht einem Abstand L zwischen dem Laserradarsensor 5 und dem einen Strahl reflektierenden Körper.
Wie es oben beschrieben ist, ist der Vergleicher 87 eine Komponente zum Vergleichen eines empfangenen Signals, das von dem Verstärker 85 empfangen wird, mit der Bezugsspannung V0. Wenn das empfangene Signal, das von dem Verstärker 85 empfangen wird, größer als die Bezugsspannung ist, gibt der Vergleicher 87 ein Vergleichssignal, das das empfangene Signal selbst ist, an die Zeitmessschaltung 88 aus. Auf der Grundlage des Vergleichssignals, das sie von dem Vergleicher 87 empfängt, erfasst die Zeitmessschaltung 88 eine Anstiegszeit t11 oder t21 und eine Abfallzeit bzw. Abstiegszeit t12 oder t22, wie es in 4B gezeigt ist. Die Anstiegszeit t11 oder t21 ist ein Zeitpunkt, zu dem das empfangene Signal die Bezugsspannung V0 überschreitet. Andererseits ist die Abstiegszeit t12 oder t22 ein Zeitpunkt, zu dem das empfangene Signal auf einen Pegel unterhalb der Bezugsspannung V0 abfällt. Daraufhin findet bzw. ermittelt die Zeitmessschaltung 88 den Zeitpunkt tp des Auftretens eines Spitzenwertes auf der Grundlage der Anstiegs- und Abstiegszeiten. Der Zeitpunkt tp des Auftretens eines Spitzenwertes ist ein Zeitpunkt, zu dem ein empfangenes Signal einen Spitzenwert erreicht. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bezugsspannung V0 auf einen derartigen Wert eingestellt wird, dass die Auswirkungen von Rauschkomponenten vermieden werden können.
4B zeigt zwei empfangene Signale L1 und L2, die zwei jeweiligen reflektierten Signalen entsprechen, deren Intensitäten sich voneinander unterscheiden. Die Kurve L1 stellt das empfangene Signal dar, das dem reflektierten Signal mit einer relativ hohen Intensität entspricht. Andererseits stellt die Kurve L2 das empfangene Signal dar, das dem reflektierten Signal mit einer relativ geringen Intensität entspricht. Die empfangenen Signale, die jeweils die Intensität des reflektierten Signals darstellen, das in dem empfangenen Signal resultiert, sind jeweils asymmetrisch im Bezug auf eine Vertikallinie, die durch den Zeitpunkt des Auftretens eines Spitzenwertes tp verläuft, und je größer die Amplitude des empfangenen Signals ist, umso größer ist der Grad der Asymmetrie.
Aus diesem Grund findet die Zeitmessschaltung 88 z. B. die Zeitintervalle Δt1 und Δt2. Wie es in der Figur gezeigt ist, ist das Zeitintervall Δt1 eine Differenz zwischen der Anstiegszeit t11 und der Abstiegszeit t12. Andererseits ist das Zeitintervall Δt2 eine Differenz zwischen der Anstiegszeit t21 und der Abstiegszeit t22. Daraufhin findet die Zeitmessschaltung 88 den Zeitpunkt für das Auftreten eines Spitzenwertes tp auf der Grundlage der Anstiegszeiten t11 und t21 ebenso wie der Abstiegszeiten t12 und t22 unter Berücksichtigung der Zeitintervalle Δt1 und Δt2.
Das Zeitintervall Δt1, das die Differenz zwischen der Anstiegszeit t11 und der Abstiegszeit t12 darstellt, kann als die Pulsbreite des empfangenen Signals betrachtet werden, das dem reflektierten Signal mit einer relativ großen Intensität entspricht. Auf ähnliche Weise kann das Zeitintervall Δt2, das die Differenz zwischen der Anstiegszeit t21 und der Abstiegszeit t22 darstellt, als die Pulsbreite des empfangenen Signals betrachtet werden, das dem reflektierten Signal mit einer relativ geringen Intensität entspricht. Es ist aus 4B ebenfalls offensichtlich, dass die Pulsbreite des empfangenen Signals, das dem reflektierten Signal mit einer relativ hohen Intensität entspricht, größer als die Pulsbreite des empfangenen Signals ist, das dem reflektierten Signal mit einer relativ geringen Intensität entspricht. Das heißt, die Pulsbreite eines empfangenen Signals, das einem reflektierten Signal entspricht, repräsentiert die Intensität des reflektierten Signals.
Genauer gesagt ist die Pulsbreite eines empfangenen Signals, das dem reflektierten Signal entspricht, umso größer, je stärker die Intensität eines reflektierten Signals ist. Das heißt, je schwächer die Intensität eines reflektierten Signals ist, umso kleiner ist die Pulsbreite eines empfangenen Signals, das dem reflektierten Signal entspricht. Somit ist die Pulsbreite eines empfangenen Signals, das einem reflektierten Signal entspricht, das von dem Laserradarsensor 5 empfangen wird, ein Indikator für die Intensität des reflektierten Signals.
Nach dem Ermitteln des Zeitpunkts des Auftretens eines Spitzenwertes tp des Spannungssignals wird eine Zeitdifferenz Δt, wie sie in 4A gezeigt ist, als die Differenz zwischen einem Abstrahlungszeitpunkt t0 eines Laserstrahls, der zum reflektierten Signal führt, und dem Zeitpunkt des Auftretens eines Spitzenwertes tp ermittelt. Die Zeitmessschaltung 88 ist in der Lage, den Abstrahlungszeitpunkt t0 eines Laserstrahls, der zum reflektierten Signal führt, aus einem Ansteuersignal, das von der Laserradar-CPU 70 als ein Signal zur Ansteuerung der LD-Ansteuerschaltung 76 empfangen wird, zu bestimmen.
Die Zeitdifferenz Δt zwischen dem Abstrahlungszeitpunkt t0 eines Laserstrahls, der zum reflektierten Signal führt, und dem Zeitpunkt des Auftretens eines Spitzenwertes tp wird in ein digitales Binärsignal gewandelt, bevor dieses der Laserradar-CPU 70 zusammen mit den Empfangssignalintensitätsdaten, die das Zeitintervall Δt1 zwischen der Anstiegszeit t11 und der Abstiegszeit t12 und das Zeitintervall Δt2 zwischen der Anstiegszeit t21 und der Abstiegszeit t22 enthalten, zugeführt wird.
Die zweite Erfassungsschaltung 90 ist wie in 2C gezeigt aufgebaut. Die zweite Erfassungsschaltung 90 weist eine A/D-Wandlungschaltung (Analog/Digital-Wandlungsschaltung) 91 auf. Ein analoges empfangenes Signal von dem Verstärker 85 wird der A/D-Wandlungsschaltung 91 zugeführt, um in ein digitales Signal gewandelt zu werden, das danach in einer Datenspeicherschaltung 93 gespeichert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass das analoge empfangene Signal, das in digitale Daten gewandelt wird, ein Signal ist, das von dem Verstärker 85 während einer vorbestimmten Zeitdauer von typischerweise 2000 ns von dem Abstrahlungszeitpunkt t0 eines Laserstrahls an ausgegeben wird. Danach unterteilt die A/D-Wandlungsschaltung 91, wie es in 5 gezeigt ist, die vorbestimmte Zeitdauer von 2000 ns in N vorbestimmte Segmente, die jeweils eine typische Länge von 25 ns aufweisen, und wandelt den Mittelwert des analogen empfangenen (Teil-) Signals, das der A/D-Wandlungsschaltung 91 während eines jeweiligen Segments zugeführt wird, in ein digitales Signal um, das in der Datenspeicherschaltung 93 zu speichern ist.
Eine Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 wählt eine vorbestimmte Anzahl digitaler Signale für die gleiche Anzahl von abgestrahlten Laserstrahlen, die benachbart in der X-Achsen-Richtung verteilt sind, unter den in der Datenspeicherschaltung 93 gespeicherten Signalen aus und führt der Datenspeicherschaltung 93 Informationen zu, die eine Integrationsgruppe der ausgewählten digitalen Signale anzeigen. Beim Empfang der Informationen gibt die Datenspeicherschaltung 93 die ausgewählten digitalen Signale an die Integrationsschaltung 97 aus, die an einer späteren Stufe als eine Komponente zum Integrieren der digitalen Signale vorgesehen ist. Die Integrationsgruppe, die von der Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 als eine Gruppe der ausgewählten digitalen Signale, die von der Integrationsschaltung 97 zu integrieren sind, bestimmt wird, wird mit Bezug auf die 6 bis 8 beschrieben.
6 zeigt die Beziehung zwischen einem Laserstrahlabstrahlungsbereich und einem zu erfassenden vorhergehenden Fahrzeug. Es wird darauf hingewiesen, dass zur Vereinfachung ein Abstrahlungsbereich von nur einer Abtastzeile (X-Achsen-Richtung in 3) gezeigt ist.
Das vorhergehende Fahrzeug weist Reflektoren auf, die jeweils ein hohes Reflexionsvermögen in Bezug auf einen Laserstrahl, der auf die hintere Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs abgestrahlt wird, aufweisen. Außerdem weist der Körper des vorhergehenden Fahrzeugs ein relativ hohes Reflexionsvermögen auf, obwohl das Reflexionsvermögen des Fahrzeugkörpers nicht so hoch wie das Reflexionsvermögen der hinteren Fläche ist. Somit weist normalerweise ein Strahl, der von dem vorhergehenden Fahrzeug reflektiert wird, eine ausreichend hohe Intensität auf, so dass ein empfangenes Signal, das den reflektierten Strahl darstellt, eine Größe aufweist, die die Bezugsspannung V0 überschreitet, wie es in 4B gezeigt ist.
7 zeigt eine Verteilung der Intensitäten empfangener Signale, die jeweils einem reflektierten Signal entsprechen, das von dem hinteren Abschnitt des vorhergehenden Fahrzeugs kommt. Das heißt, 7 zeigt die Beziehung zwischen der Pulsbreite eines jeweiligen empfangenen Signals und der Abtastnummern, die jeweils ein reflektiertes Signal anzeigen, das dem empfangenen Signal entspricht. Die Pulsbreite eines empfangenen Signals, das einem reflektierten Signal entspricht, das von einem jeweiligen der beiden Reflektoren kommt, ist sehr groß, wodurch angezeigt wird, dass die Intensität des empfangenen Signals sehr hoch ist. Andererseits beträgt die Pulsbreite eines empfangenen Signals, das einem reflektierten Signal entspricht, das von dem Körper des vorhergehenden Fahrzeugs kommt, etwa 40% der Pulsbreite eines empfangenen Signals, das einem reflektierten Signal entspricht, das von einem jeweiligen der beiden Reflektoren kommt.
Wenn Schmutz oder Schnee die hintere Fläche eines vorhergehenden Fahrzeugs bedeckt, verringert sich jedoch die Intensität eines jeweiligen Strahles, der von den beiden Reflektoren und dem Körper an der hinteren Fläche reflektiert wird. Somit ist es sehr wahrscheinlich, dass sogar jedes empfangene Signal, das einem Strahl entspricht, der von einem Reflektor des vorhergehenden Fahrzeugs reflektiert wird, niedriger als die Bezugsspannung V0 ist. Wenn jedes empfangene Signal, das einem Strahl entspricht, der von einem Reflektor des vorhergehenden Fahrzeugs reflektiert wird, niedriger als die Bezugsspannung V0 ist, kann das vorhergehende Fahrzeug nicht auf der Grundlage der empfangenen Signale erfasst werden. Insbesondere ist es schwierig, die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs zu berechnen, wenn die beiden Reflektoren nicht erfasst werden können.
Um diesen Schwierigkeiten Rechnung zu tragen, werden mehrere empfangene Signale, die Signale darstellen, die von dem vorhergehenden Fahrzeug reflektiert werden, in tegriert, um die empfangenen Signale zu verstärken, so dass sogar empfangene Signale, die reflektierten Signale darstellen, die jeweils eine niedrige Intensität aufweisen, zum Erfassen der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers verwendet werden können. Somit kann sogar dann, wenn Schmutz oder Schnee die hintere Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs bedeckt, was das Reflexionsvermögen, das die hintere Fläche gegenüber einem Laserstrahl, der darauf abgestrahlt wird, aufweist, verringert, die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs noch gefunden werden. Somit wird es möglich, das vorhergehende Fahrzeug auf der Grundlage der Breite kontinuierlich zu erkennen (oder die Spur zu verfolgen).
Die Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 bestimmt jede Indikationsgruppe zu integrierender empfangener Signale. In dem in 6 gezeigten Beispiel stellt die Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 die Anzahl der empfangenen Signale, die in jeder Integrationsgruppe enthalten sind, auf sechzehn zu integrierende Signale ein. Die Anzahl der empfangenen Signale kann jedoch auf einen beliebigen Wert in Abhängigkeit von Faktoren wie z. B. der Länge des erfassten Körpers in der Querrichtung des Fahrzeugs, der oberen Grenze der Abstände der einen Strahl reflektierenden Körper, die zu erfassen sind, und dem Winkelschritt, um dem ein Laserstrahl in der Querrichtung des Fahrzeugs verschoben wird, eingestellt werden.
Zusätzlich bestimmt die Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 eine neue Integrationsgruppe von sechzehn zu integrierenden empfangenen Signalen in Intervallen, die jeweils gleich einer Zeitdauer entsprechen, in der die Integrationsschaltung 97 sechzehn empfangene Signale der derzeitigen Gruppe integriert. Danach vergleicht ein Vergleicher 99 an der der Integrationsschaltung 97 folgenden Stufe das Ergebnis der Integration mit einem Schwellenwert. Anschließend führt eine Interpolationsschaltung 103 an der dem Vergleicher 99 folgenden Stufe eine lineare Interpolation durch, und letztendlich berechnet eine Zeitmessschaltung 105 an der der Interpolationsschaltung 103 folgenden Stufe eine Zeitdifferenz Δt.
Genauer gesagt wird angenommen, dass die Nummern 1 bis 451 jeweils den 451 empfangenen Signalen zugewiesen werden, wie es in 8 gezeigt ist. Die 451 empfangenen Signale stellen jeweils 451 Laserstrahlen dar, die in einem Abtastbetrieb von links nach rechts in der X-Achsen-Richtung abgestrahlt werden. In diesem Fall bestimmt die Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 zunächst eine erste Integrationsgruppe von 16 empfangenen Signalen, die jeweils durch die Nummern von 1 bis 16 identifiziert werden, als zu integrierende empfangene Signale. Danach bestimmt die Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 nach dem Verstreichen der Zeitdauer, die einem Intervall, das oben beschrieben wurde, entspricht, eine zweite Integrationsgruppe von sechzehn empfangenen Signalen, die jeweils durch die Nummern von 2 bis 17 identifiziert werden, als jeweilige zu integrierende empfangene Signale. Danach bestimmt die Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 eine Integrationsgruppe aus sechzehn empfangenen Signalen als zu integrierende empfangene Signale durch Verschieben der Integrationsgruppe um ein Intervall, das einem empfangenen Signal entspricht. Auf diese Weise ist die zweite Erfassungsschaltung 90 während der Integration von sechzehn empfangenen Signalen in der Lage, die Auflösung der Erfassung aufrechtzuerhalten, wobei die Verringerung der Auflösung minimal gehalten wird.
Die sechzehn digitalen empfangenen Signale, die einer Integrationsgruppe angehören, die von der Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 bestimmt wird, werden von der Datenspeicherschaltung 93 ausgelesen und der Integrationsschaltung 97 zugeführt. Wie es in 9A gezeigt ist, integriert die Integrationsschaltung 97 die sechzehn digitalen empfangenen Signale, um ein integriertes empfangenes Signal zu erzeugen.
Wenn alle sechzehn empfangenen Signale Komponenten S enthalten, die Signalen entsprechen, die von demselben einen Strahl reflektierenden Körper reflektiert werden, werden alle Komponenten S der sechzehn empfangenen Signale von dem Laserradarsensor 5 zu demselben Empfangszeitpunkt am Ende der selben Zeitdauer, die seit dem Abstrahlungszeitpunkt der Laserstrahlen, die den reflektierten Signalen entsprechen, verstrichen ist, empfangen. Somit entspricht eine Empfangssignalkomponente S0 des integrierten empfangenen Signals dem Sechzehnfachen der Empfangssignalkomponente S eines jeweiligen empfangenen Signals. Das heißt, die Empfangssignalkomponente S0 des integrierten empfangenen Signals wird derart erhalten, dass die Empfangssignalkomponente S eines empfangenen Signals mit einer Verstärkung von 16 verstärkt wird.
Da Rauschkomponenten, die in den empfangenen Signalen auf Grund einer Vielzahl von Ursachen enthalten sind, im Wesentlichen zufällig erzeugt werden, beträgt die Amplitude, die aus der Integration der sechzehn empfangenen Signale als resultierende Amplitude N0 der Rauschkomponenten resultiert, nur dem Vierfachen (= √16) der Amplitude einer jeweiligen Rauschkomponente. Somit kann das S/N-Verhältnis der Empfangssignalkomponenten, die jeweils ein Reflexionssignal darstellen, das von einem einen Strahl reflektierenden Körper reflektiert wird, durch Integrieren der sechzehn empfangenen Signale in der Integrationsschaltung 97 zu einem integrierten empfangenen Signal um einen Verbesserungsfaktor von 4 erhöht werden. Das S/N-Verhältnis der Empfangssignalkomponenten wird als ein Verhältnis der Amplitude S0 der Empfangssignalkomponente des integrierten empfangenen Signals zur Amplitude N0 der Rauschkomponente des integrierten empfangenen Signals definiert. Somit kann sogar dann, wenn Empfangssignalkomponenten S, die in einzelnen empfangenen Signalen enthalten sind, die jeweils ein Signal darstellen, das von einem vorhergehenden Fahrzeug reflektiert wird, klein und schwierig von Rauschkomponenten N zu unterscheiden sind, der Abschnitt der hinteren Fläche des Körpers des vorhergehenden Fahrzeugs unter Verwendung der verstärkten Empfangssignalkomponente S0 des integrierten empfangenen Signals, das durch Integration der empfangenen Signale erhalten wird, erfasst werden.
Wie es in 2C gezeigt ist, vergleicht der Vergleicher 99 das integrierte empfangene Signal, das als Ergebnis der Integration erhalten wird, mit einem Schwellenwert VD (98), der von einer Schwellenwerteinstellschaltung 101 als eine Spannung ausgegeben wird, die der Bezugsspannung V0, die in 2B gezeigt ist, entspricht.
Genauer gesagt, werden digitale Werte, die diskret zu vorbestimmten Zeitintervallen als Werte der integrierten empfangenen Signale berechnet werden, mit dem Schwellenwert VD verglichen, der der Bezugsspannung V0 der 2B entspricht. Es wird angenommen, dass die Digitalwerte Db und Dc größer als der Schwellenwert VD sind, wie es in 10 gezeigt ist. In diesem Fall gibt der Vergleicher 99 zu diesen Zeitpunkten die Ergebnisse des Vergleiches an die Interpolationsschaltung 103 aus.
Die Interpolationsschaltung 103 findet die Anstiegszeit t1 und die Abstiegszeit t2 durch eine lineare Interpolationstechnik. Die Anstiegszeit t1 ist als ein geschätzter Zeitpunkt definiert, bei dem der digitale wert den Schwellenwert VD überschreitet. Andererseits ist die Abstiegszeit als ein geschätzter Zeitpunkt definiert, bei dem der digitale Wert sich auf einen Pegel unterhalb des Schwellenwerts VD verringert.
Entsprechend der linearen Interpolationstechnik wird eine Linie, die den digitalen Wert Db, der den Schwellenwert VD überschreitet, mit einem Digitalwert Da, der als ein letzter Wert, der niedriger als der Schwellenwert VD ist, unmittelbar dem Digitalwert Db vorausgeht, verbindet, angenommen, und ein Zeitpunkt, der einem Schnittpunkt der angenommenen Linie mit einer Horizontallinie, die den Schwellenwert VD darstellt, entspricht, wird als die Anstiegszeit t1 erkannt. Auf ähnliche Weise wird eine Linie, die den Digitalwert Dc, der ebenfalls den Schwellenwert VD überschreitet, mit einem Digitalwert Dd verbindet, der als ein erster Wert, der niedriger als der Schwellenwert Vd ist, unmittelbar dem Digitalwert Dc folgt, angenommen. In diesem Fall wird ein Zeitpunkt, der einen Schnittpunkt der angenommenen Linie und einer Horizontallinie, die den Schwellenwert VD darstellt, als die Abstiegszeit t2 erkannt.
Die Zeitmessschaltung 105 weist denselben Aufbau wie die Zeitmessschaltung 88 der 2B auf. Auf dieselbe Weise wie die Zeitmessschaltung 88 findet die Zeitmessschaltung 105 den Zeitpunkt des Auftretens eines Spitzenwertes auf der Grundlage der Anstiegszeit t1 und der Abstiegszeit t2. Der Zeitpunkt des Auftretens eines Spitzenwertes ist ein Zeitpunkt, zu dem die Empfangssignalkomponente S einen Spitzenwert erreicht. Nach dem Auffinden des Zeitpunkts des Auftretens eines Spitzenwertes tp wird eine Zeitdifferenz Δt, die in 9B gezeigt ist, als eine Differenz zwischen einem Abstrahlungszeitpunkt t0 eines Laserstrahls, der in dem reflektierten Signal resultiert, und dem Zeitpunkt des Auftretens eines Spit zenwertes tp gefunden. Die Zeitmessschaltung 105 führt danach die Zeitdifferenz Δt zusammen mit den Intensitätsdaten des empfangenen Signals, die die Anstiegszeit t1 und die Abstiegszeit t2 enthalten, der Laserradar-CPU 70 zu.
Die Laserradar-CPU 70 berechnet einen Abstand zwischen dem Laserradarsensor 5 und dem einen Strahl reflektierenden Körper aus den Zeitdifferenzen Δt, die von der Zeitmessschaltung 88 und der Zeitmessschaltung 105 empfangen werden, wobei Positionsdaten auf der Grundlage des Abstands und der Abtastwinkel θx und θy erzeugt werden. Genauer gesagt berechnet die Laserradar-CPU 70 auf der Grundlage des Abstands und der Abtastwinkel θx und θy die Positionsdaten des einen Strahl reflektierenden Körpers in einem X-Y-Z-Orthogonalkoordinatensystem mit dem Mittelpunkt des Laserradars 5 als Ursprung (0, 0, 0), der Querrichtung des Fahrzeugs als X-Achse, der Vertikalrichtung als Y-Achse und der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs als Z-Achse. Danach führt die Laserradar-CPU 70 die Positionsdaten des einen Strahl reflektierenden Körpers in dem X-Y-Z-Orthogonalkoordinatensystem der Steuer-ECU 3 als Messdaten zu.
Es wird darauf hingewiesen, dass in einem Prozess zur Erzeugung von Positionsdaten auf der Grundlage eines integrierten empfangenen Signals, die den Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem einen Strahl reflektierenden Körper sowie die Abtastwinkel θx und θy anzeigen, die Laserradar-CPU 70 als den Abtastwinkel θx eines Laserstrahls für das integrierte empfangene Signal den Abtastwinkel θx eines Laserstrahls in der Mitte mehrerer Laserstrahlen verwendet, die durch empfangene Signale repräsentiert werden, die einem Integrationsprozess unterzogen werden, um das integrierte empfangene Signal zu erzeugen.
Die Steuer-ECU 3 erkennt den einen Strahl reflektierenden Körper auf der Grundlage der Messdaten, die von dem Laserradarsensor 5 empfangen werden, und führt eine Zwischenfahrzeugabstandssteuerung zum Steuern bzw. Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch Ausgeben von Ansteuersignalen an die Bremsenansteuerung 19, die Drosselansteuerung 21 und die Automatikgetriebesteuerung 23 durch. Zusätzlich führt die Steuer-ECU 3 gleichzeitig einen Warnbestimmungsprozess aus, wenn der einen Strahl reflektierende Körper für eine vorbestimmte Zeitdauer als in einem vorbestimmten Warnbereich vorhanden erkannt wird.
Der innere Aufbau der Steuer-ECU 3 wird im Folgenden kurz als ein Steuerblock mit Bezug auf 1 beschrieben. Die Messdaten, die von dem Laserradarsensor 5 als dreidimensionale Messdaten empfangen werden, werden einem Körpererkennungsblock 43 zugeführt. Auf der Grundlage der dreidimensionalen Messdaten erkennt der Körpererkennungsblock 43 das vorhergehende Fahrzeug, das sich vor dem Fahrzeug befindet. Die Verarbeitung, die von dem Körpererkennungsblock 43 durchgeführt wird, um ein vorhergehendes Fahrzeug zu erkennen, wird unten mit Bezug auf die 11 bis 13 beschrieben. In dieser Ausführungsform ist der Körpererkennungsblock 43 in der Steuer-ECU 3 vorgesehen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der Körpererkennungsblock 43 auch in dem Laserradarsensor 5 vorgesehen sein kann.
11 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung darstellt, die von dem Körpererkennungsblock 43 ausgeführt wird, um ein vorhergehendes Fahrzeug zu erkennen. Die Verarbeitung startet im Schritt S110, bei dem Messdaten eingegeben und von dem Laserradarsensor 5 gelesen werden. Daten der Intensitäten der empfangenen Signale sind als Teil der eingegebenen Messdaten enthalten. Da nach werden im Schritt S120 die Daten der Intensitäten der empfangenen Signale korrigiert. Die Daten der Intensitäten der empfangenen Signale werden aus dem folgenden Grund korrigiert. Der Laserradarsensor 5 liegt dem Messbereich 121, der in 3 gezeigt ist, gegenüber. Umfangsbereiche bzw. Randbereiche des Messbereiches 121 neigen im Vergleich zum Mittelbereich dazu, Strahlen mit einer geringen Lichtmenge zu reflektieren. Somit müssen Differenzen der Lichtmenge zwischen den Umfangsbereichen und dem Mittelbereich verringert werden.
Danach extrahiert der Körpererkennungsblock 43 im Schritt S130 einige Messdaten, die als Rauschen angenommen werden, aus den eingegebenen Messdaten und entfernt die extrahierten Rauschmessdaten. Genauer gesagt weist ein vorhergehendes Fahrzeug, das in einem Erfassungsabstandsbereich als ein zu erkennender Körper vorhanden ist, eine Größe auf, auf die eine vorbestimmte Anzahl von Laserstrahlen abgestrahlt wird. Wenn Messdaten, die Laserstrahlen darstellen, die weniger als die vorbestimmte Anzahl sind, als Daten erhalten werden, die von dem Rest räumlich getrennt sind, d. h., wenn Messdaten, die nur zwei Laserstrahlen oder weniger Strahlen darstellen, als Daten, die räumlich von dem Rest getrennt sind, erhalten werden, können die Messdaten, die als Daten, die räumlich von dem Rest getrennt sind, erhalten werden, als Rauschen betrachtet werden, das durch verschiedene Ursachen erzeugt wird. Messdaten, die als Rauschen betrachtet werden, werden aus den Messdaten, die in den anschließenden Prozessen zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs verwendet werden, ausgeschlossen.
Danach extrahiert der Körpererkennungsblock 43 im Schritt S140 Messdaten, die Zeichen oder Leitpfosten (delineators) an Fahrbahnseiten entsprechen, und schließt die extrahierten Daten aus. Zeichen sind als strahlre flektierende Dinge definiert, die an Fahrbahnseiten in vorbestimmten Intervallen vorgesehen sind. In Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit desjenigen Fahrzeugs, das die Steuer-ECU 3 verwendet, können die Zeichen in einigen Fällen als ein Körper erkannt werden, der mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Fahrzeug fährt. Aus den durch die Zeichen verursachten Intensitäten der empfangenen Signale, der Größe jedes Zeichens und ihrer Geschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug können die Zeichen jedoch getrennt von dem Fahrzeug erkannt werden.
Danach erfasst der Körpererkennungsblock 43 im Schritt S150 Reflektoren des vorhergehenden Fahrzeugs unter Verwendung von Messdaten, die von einzelnen empfangenen Signalen auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen, die von der ersten Erfassungsschaltung 86 erzeugt werden, erzeugt werden. Da die beiden Reflektoren jeweils ein Reflexionsvermögen aufweisen, das größer als dasjenige des Körpers des vorhergehenden Fahrzeugs ist, wie es in 7 gezeigt ist, können die Messdaten für die beiden Reflektoren aus dem Rest als Daten extrahiert werden, die Lichtempfangsintensitäten anzeigen, die größer als ein Schwellenwert sind, der für die beiden Reflektoren eingestellt ist.
Da die beiden Reflektoren jeweils ein Reflexionsvermögen aufweisen, das sich von dem Körper unterscheidet, der sich in der X-Achsen-Richtung als der Körper des vorhergehenden Fahrzeugs erstreckt, können die Messdaten für die beiden Reflektoren außerdem durch Anwenden derselben Technik wie die Kantenextraktion bei der Bildverarbeitung zum Ausführen der Verarbeitung, die für die Daten der Intensitäten der reflektierten Signale durchgeführt wird, ebenfalls von dem Rest extrahiert werden. Durch Anwenden einer dieser Techniken können die Messdaten für die beiden Reflektoren von dem Rest extrahiert werden. Die Mess daten für die beiden Reflektoren können von dem Rest auch durch Anwenden beider Techniken extrahiert werden.
Nachdem die Messdaten für die beiden Reflektoren von dem Rest extrahiert sind, werden Messdaten in etwa demselben Abstand zum Fahrzeug in einem vorbestimmten Abstandsbereich, der sich in Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt, einer Gruppe in einem Gruppierungsprozess zugeordnet. Durch Ausführen dieses Gruppierungsprozesses können Abschnitte für das Paar der Reflektoren, die an dem vorhergehenden Fahrzeug vorgesehen sind, identifiziert werden. Der Gruppierungsprozess wird wie folgt durchgeführt.
Zunächst werden die Koordinaten der beiden Reflektoren aus Positionsdaten erhalten, die in den Messdaten für die beiden Reflektoren enthalten sind. Danach werden auf der Grundlage der erhaltenen Koordinaten der beiden Reflektoren Reflektoren, die in der Querrichtung um einen Abstand äquivalent zur Breite des vorhergehenden Fahrzeugs voneinander getrennt sind, als Reflektoren ausgewählt, die etwa in demselben Abstand zu dem Fahrzeug angeordnet sind. Die Breite eines Fahrzeugs wird in den Spezifikationen eines Fahrzeugs eingestellt. Das heißt, im Fall eines Fahrzeugs mit vier Rädern beträgt die Breite eines etwas kleinen Fahrzeugs etwa 1,4 m, die Breite eines kompakten Fahrzeugs beträgt etwa 1,7 m, die Breite eines Standardfahrzeugs beträgt etwa 1,9 m und die Breite eines Fahrzeugs großer Größe beträgt etwa 2,5 m, auch wenn die Breiten bis zu einem gewissen Grad in Abhängigkeit von dem Typ des Fahrzeugs variieren können. Tatsächlich können entsprechend einer Ermittlung der Verteilungen der Fahrzeugbreiten für Fahrzeuge, die jeweils vier Räder aufweisen, fast alle Fahrzeuge als Fahrzeuge abgedeckt werden, die Breiten im Bereich von 1,4 m bis 2,5 m aufweisen, wie es in 12 gezeigt ist.
Andererseits ist der linksseitige Reflektor in einem Abstand von der linksseitigen Kante des Fahrzeugkörpers vorgesehen, der 0,4 m nicht überschreitet, wie es in 13 gezeigt ist. Auf ähnliche Weise ist der rechtsseitige Reflektor in einem Abstand von der rechtsseitigen Kante des Fahrzeugkörpers vorgesehen, der 0,4 m nicht überschreitet. Somit kann unter Berücksichtigung der Messgenauigkeit des Laserradarsensors 5 der Bereich der Fahrzeugbreiten auf einen Bereich von 1,0 bis 2,5 m eingestellt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass auf Grund einiger Ursachen wie z. B. der Tatsache, dass einer der beiden Reflektoren schmutzig ist, das vorhergehende Fahrzeug entlang einer gekrümmten Fahrbahn fährt, einer der beiden Reflektoren hinter einem unmittelbar vorhergehenden Fahrzeug verborgen ist, oder der erfasste Reflektor der Reflektor eines Zweirades ist, der Gruppierungsprozess nicht für die Messdaten für die beiden Reflektoren angewendet werden. In diesem Fall werden die Messdaten für die beiden Reflektoren gehalten bzw. übernommen wie sie sind.
Danach erfasst der Körpererkennungsblock 43 im Schritt S160 den Bereich der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, unter Verwendung von Messdaten, die von der Laserradar-CPU 70 empfangenen werden, als Daten, die von den integrierten empfangenen Signalen erzeugt werden, die jeweils als Ergebnis eines Prozesses erhalten werden, der von der zweiten Erfassungsschaltung 90 durchgeführt wird, um eine vorbestimmte Anzahl vom empfangenen Signalen zu integrieren. Das hießt, durch Extrahieren von Messdaten, die jeweils Daten von Intensitäten empfangener Signale aufweisen, die einen Schwellenwert überschreiten, der zur Erfassung des Kör pers eines Fahrzeugs eingestellt ist, aus den Messdaten, die aus den integrierten empfangenen Signalen erzeugt werden, können Messdaten für den Bereich der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers extrahiert werden. Danach werden durch Gruppieren von Ansammlungen von Messdaten, die eine Größe äquivalent zur Breite eines Fahrzeugs zeigen, die Koordinaten, die die Position anzeigen, bei der der Bereich der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, angeordnet ist, erfasst. Die Messdaten für den Bereich der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, enthalten die Breite und die Höhe des vorhergehenden Fahrzeugs.
Danach berechnet der Körpererkennungsblock 43 im Schritt S170 Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug auf der Grundlage des Paares der Reflektoren, die im Schritt S150 erfasst werden, und des Bereichs, der im Schritt S160 als der Bereich der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, erfasst wird. Wenn ein Paar Reflektoren erfasst werden kann, werden der Abstand zwischen den beiden Reflektoren und die Position der Mitte zwischen den beiden Reflektoren als Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug verwendet. Da die beiden Reflektoren jeweils ein hohes Reflexionsvermögen aufweisen, kann durch Berechnen des Abstands zwischen den beiden Reflektoren die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs und die Position der Mitte zwischen den beiden Reflektoren mit hoher Genauigkeit gefunden werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass in einem Prozess zum Auffinden der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs aus dem Abstand zwischen den beiden Reflektoren der Abstand zwischen den beiden Reflektoren selbst als die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs verwendet werden kann. In vielen Fällen sind jedoch die beiden Reflektoren von den Kanten des vorhergehenden Fahrzeugs leicht nach innen zur Mitte der hinteren Fläche hin versetzt angeordnet. Somit kann durch Addieren vorbestimmter Versatzwerte zum Abstand zwischen den beiden Reflektoren die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs mit höherer Genauigkeit gefunden werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Versatzwerte ebenfalls aus einer Häufigkeitsverteilung auf der Grundlage der größten Wahrscheinlichkeit gefunden werden können. Die Häufigkeitsverteilung ist eine Verteilung, die Häufigkeiten zeigt, bei denen ein Abstand zwischen Reflektoren um eine Differenz kürzer als die tatsächliche Fahrzeugbreite für eine große Anzahl von Fahrzeugen ist.
Außerdem werden, wenn ein Paar Reflektoren erfasst werden kann, Messdaten für die hintere Fläche des Körpers zwischen den beiden Reflektoren nicht in einem Prozess wie z. B. der Bestimmung eines anderen einen Strahl reflektierenden Körpers verwendet. Außerdem wird die Mittelposition zwischen den beiden Reflektoren als Mittelkoordinaten der Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug verwendet, und die Fahrzeugbreite, die aus dem Abstand zwischen den beiden Reflektoren berechnet wird, kann als die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs bestätigt werden.
Wenn einer der beiden Reflektoren oder beide Reflektoren nicht erfasst werden können, müssen jedoch Erfassungsdaten, die aus integrierten empfangenen Signalen als Erfassungsdaten des Bereiches der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers erhalten werden, in einem Prozess zur Berechnung der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs als Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug verwendet werden.
Wenn nur einer der beiden Reflektoren erfasst werden kann, wird die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs unter Verwendung der Daten einer Fahrzeugbreite für einen Bereich, der in der Nachbarschaft der Position des nicht erfassten Reflektors liegt, als Daten einer Fahrzeugbreite für den Bereich der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers berechnet. Da die beiden Reflektoren näherungsweise an den linken und rechten Kanten des vorhergehenden Fahrzeugs vorgesehen sind, ist der Bereich der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers mit einem Versatz gegenüber dem nicht erfassten Reflektor an der linken oder rechten Seite vorhanden. Somit ist es möglich zu bestimmen, ob der nicht erfasste Reflektor der Reflektor an der linken oder rechten Seite ist, und möglich, die Position des nicht erfassten Reflektors anzunehmen bzw. zu unterstellen.
Wenn Messdaten, die aus integrierten empfangenen Signalen erhalten werden, einer Gruppe eines Gruppierungsprozesses zugeordnet werden, um Daten der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs aufzufinden, ist die Genauigkeit der Positionen der linken und rechten Kante an der hinteren Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs im Vergleich zu einem Fall niedrig, in dem beide Reflektoren verwendet werden. Es ist somit vorteilhaft, eine erneute Erfassung des nicht erfassten Reflektors in dem anschließenden Abtastbetrieb durchzuführen und einen vorbestimmten Toleranzbereich in Bezug auf die Kantenposition, die anhand der Daten der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs eingestellt wird, für den Bereich der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers vorzusehen. Insbesondere wird die Breite des Fahrzeugs aus einem Bereich berechnet, um einen vorbestimmten Wert zu bzw. von der Position eines Reflektors und der Position einer Kante des Bereiches der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers zu addieren oder zu subtrahieren. In diesem Fall kann die Position der Mitte der Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug ebenfalls auf einen Wert eingestellt werden, der einen vorbestimmten Bereich aufweist.
Wenn die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs und die Mittelposition der Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug unter Verwendung der Fahrzeugbreitedaten für den Bereich der hinteren Fläche des Fahrzeugs auf diese Weise berechnet werden, werden die berechneten Daten nicht einheitlich bestätigt. Stattdessen können die berechneten Daten einen Toleranzbereich aufweisen.
Zusätzlich können, wenn beide Reflektoren nicht erfasst werden können, auf der Grundlage von Daten der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs und der Höhe des vorhergehenden Fahrzeugs, Fahrzeugkandidatendaten einschließlich der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs, die Höhe des vorhergehenden Fahrzeugs und die Mittelposition berechnet werden. In diesem Falle ist es wünschenswert, einen Toleranzbereich für beide Endpositionen der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs und der Höhe des vorhergehenden Fahrzeugs einzustellen. Wenn ein Toleranzbereich für beide Endpositionen der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs eingestellt ist, ist der Bereich der Werte der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs größer als in dem Fall, in dem nur ein Reflektor verwendet wird.
Danach werden im Schritt S180 Fahrzeugdaten für die Fahrzeugkandidatendaten, die im Schritt S170 berechnet werden, in einem Suchprozess untersucht, um zu bestimmen, ob die Fahrzeugdaten erkannt und in einem vorherigen Prozess gespeichert wurden. Das heißt, der Fahrzeugerkennungsblock 43 berechnet unter der Annahme, dass das vorhergehende Fahrzeug sich von der Position, die in den Fahrzeugdaten enthalten ist, die in einem vorherigen Prozess gefunden wurden, mit einer Relativgeschwindigkeit in dem vorherigen Prozess bewegt, eine geschätzte Ankunftsposition der Fahrzeugdaten als eine Position, bei der das vorhergehende Fahrzeug zum derzeitigen Zeitpunkt vorhan den ist. Mit der berechneten geschätzten Ankunftsposition als Mitte stellt der Körpererkennungsblock 43 danach einen Bereich mit einer vorbestimmten Größe als einen geschätzten Ankunftsbereich ein.
Wenn zumindest ein Teil der Daten für das vorhergehende Fahrzeug in dem geschätzten Ankunftsbereich enthalten sind und die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs einen sinnvollen Wert annimmt, werden die untersuchten Fahrzeugdaten für die Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug als Fahrzeugdaten bestimmt, die bereits erkannt und in einem vorherigen Prozess gespeichert wurden. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs unter Verwendung der Koordinaten des Bereiches der hinteren Fläche des Fahrzeugkörpers ermittelt wird, die berechnete Breite des vorhergehenden Fahrzeugs nicht als ein einziger Wert ermittelt wird. Stattdessen kann die berechnete Breite des vorhergehenden Fahrzeugs einen Toleranzbereich aufweisen. Somit wird die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs als ein näherungsweise sinnvoller Wert betrachtet.
Wenn der Suchprozess ausgeführt wird, um Fahrzeugdaten für die Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug zu untersuchen, wurden die Fahrzeugkandidatendaten, die zum derzeitigen Verarbeitungszeitpunkt erhalten werden, aus einem bestimmten der beiden Reflektoren und dem Fahrzeugkörperhinterflächenbereich, der auf der Grundlage der integrierten empfangenen Signale berechnet wird, berechnet. Wenn jedoch Fahrzeugdaten für die Fahrzeugkandidatendaten, die in Prozessen vor dem vorherigen Prozess als Daten für die Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug erhalten werden, aus beiden Reflektoren berechnet und in einem Speicher gespeichert wurden, wird die Seite, an der der nicht erfasste Reflektor vorhanden ist, durch Kombinieren des bestimmten Re flektors mit dem Fahrzeugkörperhinterflächenbereich, der auf der Grundlage integrierter empfangener Signale berechnet wird, geschätzt. Danach wird der nicht erfasste Reflektor an der geschätzten Seite als an einer Position von dem bestimmten Reflektor um einen Abstand gleich der Fahrzeugbreite der gespeicherten Fahrzeugdaten getrennt vorhanden angenommen, und zusätzlich werden die Breite und die Mittelposition des vorhergehenden Fahrzeugs berechnet und als Fahrzeugaten verwendet.
In bestimmten Fällen wie z. B. dem Fall, in dem das vorhergehende Fahrzeug entlang einer gekrümmten Fahrbahn fährt oder die hintere Fläche des Körpers des vorhergehenden Fahrzeugs teilweise hinter einem Hindernis verborgen ist, kann wahrscheinlich nur einer der beiden Reflektoren auf einer vorübergehenden Basis erfasst werden. In derartigen Fällen können, wenn Fahrzeugdaten, die die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs enthalten, in einem vorherigen Prozess aus dem Abstand zwischen den beiden Reflektoren berechnet und in einem Speicher gespeichert wurden, in dem derzeitigen Prozess die Breite und die Position des vorhergehenden Fahrzeugs auf der Grundlage der gespeicherten Fahrzeugdaten mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Somit kann, wenn beide Reflektoren des vorhergehenden Fahrzeugs später erfasst werden können, die Wahrscheinlichkeit, dass das vorhergehende Fahrzeug irrtümlicherweise als ein anderes Fahrzeug betrachtet wird, verringert werden. Das heißt, es ist möglich, die Spur der Bewegung desselben vorhergehenden Fahrzeugs mit hoher Zuverlässigkeit zu verfolgen.
Danach erneuert der Körpererkennungsblock 43 im Schritt S190 die Fahrzeugdaten auf der Grundlage einer Beziehung, die die gespeicherten Fahrzeugdaten den Daten der Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug zuordnet. Die erneuerten Daten enthalten die Mittelposition (X-Y- und Z-Koordinaten), die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs, die Höhe des vorhergehenden Fahrzeugs und die Relativgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Mittelposition, die sich im Verlaufe der Zeit für jeweilige Fahrzeugdaten ändert. Um die Relativgeschwindigkeit zu berechnen, verwendet der Körpererkennungsblock 43 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die von dem Geschwindigkeitsverarbeitungsblock 47 auf der Grundlage eines Erfassungssignals, das von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 ausgegeben wird, erzeugt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs nur dann erneuert wird, wenn die Fahrzeugbreite der vorherigen Fahrzeugdaten unter Verwendung von Koordinaten des Bereiches der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, berechnet wurden. Wenn die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs bereits aus dem Abstand zwischen den beiden Reflektoren gefunden wurde, wird die Breite nicht erneuert. Zusätzlich werden Fahrzeugkandidatendaten, die keinem geschätzten Ankunftsbereich angehören, und Fahrzeugkandidatendaten, die eine nicht sinnvolle Breite enthalten, als Daten eines vorhergehenden Fahrzeugs gehandhabt, das neu in einen Erfassungsbereich eintritt, und vorläufig in einem Speicher gespeichert. Wenn derartige Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug eine vorbestimmte Anzahl von Malen einer Reihe erfasst werden, werden die Daten des Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug als Daten eines vorhergehenden Fahrzeugs bestätigt.
Wie es oben beschrieben ist, werden, wenn ein vorhergehendes Fahrzeug in dem Körpererkennungsblock 43 erkannt wird, Daten des vorhergehenden Fahrzeugs einem Block zur Bestimmung eines vorhergehenden Fahrzeugs 53 zugeführt. Der Block zur Bestimmung eines vorhergehenden Fahrzeugs 53 empfängt außerdem einen Kurvenradius von einem Kurven radiusberechnungsblock 57. Der Kurvenradiusberechnungsblock 57 empfängt einen Lenkwinkel, der von einem Lenkwinkelberechnungsblock 49 auf der Grundlage eines Signals, das von dem Lenkwinkelsensor 27 ausgegeben wird, eine Gierrate, die von einem Gierratenberechnungsblock 51 auf der Grundlage eines Signals, das von dem Gierratensensor 28 ausgegeben wird, berechnet wird, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die von einem Geschwindigkeitsberechnungsblock 47 erzeugt wird. Der Kurvenradiusberechnungsblock 57 berechnet dann den Kurvenradius auf der Grundlage des Lenkwinkels, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Der Block zur Bestimmung des vorhergehenden Fahrzeugs 53 des Fahrzeugs bestimmt außerdem, welches vorhergehende Fahrzeug auf derselben Fahrbahn wie das Fahrzeug fährt und von dem Fahrzeug durch einen kürzesten Abstand getrennt ist, auf der Grundlage des Kurvenradius und der Mittelpositionskoordinaten (X, Y, Z). Danach ermittelt der Block zur Bestimmung eines vorhergehenden Fahrzeugs 53 den Abstand in der Z-Achsen-Richtung als einen Abstand von einem Fahrzeug zu einem vorhergehenden Fahrzeug und eine Relativgeschwindigkeit Vz des vorhergehenden Fahrzeugs als eine Relativgeschwindigkeit zum Fahrzeug.
Danach bestimmt ein Block 55, der eine Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit und eine Warnbestimmungseinheit aufweist, auf der Grundlage des Abstands Z zwischen dem Fahrzeug und dem vorhergehenden Fahrzeug, der Relativgeschwindigkeit Vz, dem Einstellzustand des Geschwindigkeitssteuerungsschalters 26, dem Betriebszustand des Bremsenschalters 9, der Informationen, die von dem Drosselpositionssensor 11 als Informationen über eine Position einer Drossel empfangen werden, und einem Empfindlichkeitseinstellwert des Warnempfindlichkeitseinstellers 25 in einem Warnbestimmungsprozess, ob eine Warnung aus zugeben ist, und bestimmt den Inhalt der Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung in einem Geschwindigkeitsbestimmungsprozess (cruise determination process). Das Ergebnis der Bestimmung wird an den Warntongenerator 13 ausgegeben, wenn eine Warnung benötigt wird.
Im Falle des Geschwindigkeitsbestimmungsprozesses werden andererseits Steuersignale an die Automatikgetriebesteuerung 23, die Bremsenansteuerung 19 und die Drosselansteuerung 21 ausgegeben, um die notwendige Steuerung auszuführen. Zusätzlich werden bei der Ausführung der Steuerung notwendige Anzeigesignale an die Abstandsanzeigeeinheit 15 ausgegeben, um den Fahrer über die Bedingungen zu informieren.
Wie es oben beschrieben ist, werden in dieser Ausführungsform die Positionen von zwei Reflektoren, die an einem vorhergehenden Fahrzeug vorgesehen sind, auf der Grundlage einzelner empfangener Signale ermittelt, und die Position des Hinterflächenbereichs des Körpers des vorhergehenden Fahrzeugs wird auf der Grundlage integrierter empfangener Signale ermittelt, die jeweils als Ergebnis der Integration mehrerer empfangener Signale erhalten werden. Danach wird unter Verwendung der Positionen der Reflektoren, die an einem vorhergehenden Fahrzeug vorgesehen sind, und der Position des Hinterflächenbereiches des Körpers des vorhergehenden Fahrzeugs die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs berechnet.
Die Intensität eines Signals, das von dem Körper des vorhergehenden Fahrzeugs reflektiert wird, ist im Vergleich zur Intensität eines Signals, das von einem der beiden Reflektoren reflektiert wird, schwach. Als Ergebnis der Integration mehrerer empfangener Signale, die jeweils ein reflektiertes Signal darstellen, kann jedoch die Intensität eines Signals, das von dem Körper des vor hergehenden Fahrzeugs reflektiert wird, verstärkt werden. Somit kann unter Verwendung integrierter empfangener Signale die Position des Hinterflächenbereiches des Körpers des vorhergehenden Fahrzeugs mit relativ hoher Genauigkeit ermittelt werden. Somit kann, wenn nur einer der beiden Reflektoren erfasst werden kann oder wenn die beiden Reflektoren nicht erfasst werden können, die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs ermittelt werden. Unter Verwendung der Breite des vorhergehenden Fahrzeugs ist es möglich, die Spur der Bewegung des vorhergehenden Fahrzeugs zu verfolgen und die Erkennbarkeit des vorhergehenden Fahrzeugs zu verbessern.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt ist. Es ist möglich, eine Vielzahl von Modifikationen wie folgt zu implementieren.

(1) In der oben beschriebenen Ausführungsform können unter Verwendung des Abstands zwischen den zwei Reflektoren und der Positionen der beiden Kanten des hinteren Flächenbereiches des Körpers des vorhergehenden Fahrzeugs Fahrzeugkandidatendaten, die die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs sowie die Position der Mitte des Hinterflächenbereiches enthalten, ermittelt werden. Die Fahrzeugkandidatendaten können dann mit bereits erkannten Daten eines vorhergehenden Fahrzeugs verglichen werden, um zu bestimmen, ob beide Fahrzeugkandidatendatenstücke Daten desselben vorhergehenden Fahrzeugs sind.

In einem Prozess zum Berechnen von Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug können jedoch die bereits erkannten Daten eines vorhergehenden Fahrzeugs als Bezug verwendet werden. Das heißt, auf der Grundlage der bereits erkannten und gespeicherten Daten eines vorhergehenden Fahrzeugs kann ein Ankunftsbereich des vor hergehenden Fahrzeugs in dem derzeitigen Prozess geschätzt werden. Wenn mehrere Reflektoren und/oder der Bereich einer hinteren Fläche eines Körpers, der ein vorhergehendes Fahrzeug bildet, in der Nachbarschaft des geschätzten Ankunftsbereiches vorhanden sind, kann die Fahrzeugbreite der gespeicherten Daten des vorhergehenden Fahrzeugs verwendet werden, um ein Paar Reflektoren auszuwählen oder die Fahrzeugbreite und die Fahrzeughöhe des Bereiches der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, zu berechnen.
Das heißt, da Reflektoren an beiden Kanten der hinteren Fläche eines Körpers, der ein vorhergehendes Fahrzeug bildet, vorgesehen sind, bewegen sich die Reflektoren in allen Richtungen, wobei der Abstand zwischen den Reflektoren unverändert bleibt. Somit wird, wenn ein Paar Reflektoren in einem vorherigen Prozess erfasst wurde und Fahrzeugdaten, die eine bestätigte Fahrzeugbreite aufweisen, vorhanden sind, ein geschätzter Ankunftsbereich im derzeitigen Prozess ermittelt. Wenn mehrere Reflektoren in der Nachbarschaft des geschätzten Ankunftsbereiches vorhanden sind, werden Reflektoren, die denselben Abstand zwischen sich aufweisen, als ein bereits erfasstes Paar Reflektoren ausgewählt. Somit kann eine falsche Kombination mit einem Fahrzeug, das parallel zum vorhergehenden Fahrzeug fährt, oder einem einen Strahl reflektierenden Körper, der an einer Seite einer Fahrbahn angeordnet ist, mit hoher Zuverlässigkeit vermieden werden.
Zusätzlich enthalten sogar dann, wenn eine Fahrzeugbreite (und andere) der Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug unter Verwendung der Position von nur einem Reflektor und der Koordinaten des Bereichs der hinteren Fläche eines Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, berechnet wird, die Fahrzeugdaten, die in einem vorherigen Prozess erkannt und gespeichert wur den, Fahrzeugdaten, die den Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug entsprechen. Wenn die Fahrzeugdaten, die den Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug entsprechen, eine Fahrzeugbreite enthalten, die aus dem Abstand von zwei Reflektoren berechnet wurde, können Daten eines Kandidaten für das vorhergehende Fahrzeug unter Verwendung des Abstands der beiden Reflektoren als die Breite des Fahrzeugs und unter Verwendung der Position eines Mittelpunktes zwischen den Reflektoren als die Mittelposition berechnet werden.

(2) In der oben beschriebenen Ausführungsform weist der Laserradarsensor 5 eines Fahrzeugs die erste Erfassungsschaltung 86 und die zweite Erfassungsschaltung 90 auf. Der Laserradarsensor 5 berechnet eine Zeitdauer, die einen Abstand von dem Fahrzeug zu einem vorhergehenden Fahrzeug darstellt, und Daten der Intensität der empfangenen Signale auf der Grundlage der einzelnen empfangenen Signale. Außerdem berechnet der Laserradarsensor 5 eine Zeitdauer, die den Abstand von dem Fahrzeug zu einem vorhergehenden Fahrzeug darstellt, und Daten der Intensitäten empfangener Signale auf der Grundlage von integrierten empfangenen Signalen, nachdem mehrere empfangene Signale integriert wurden. Der Prozess zum Berechnen einer Zeitdauer, die einen Abstand von dem Fahrzeug zu einem vorhergehenden Fahrzeug darstellt, und Daten der Intensitäten empfangener Signale kann ebenfalls vollständig oder teilweise durch Software implementiert werden, die von der Laserradar-CPU 70 und/oder der Steuer-ECU 3 ausgeführt wird. Außerdem transformiert der Laserradarsensor 5 in der oben beschriebenen Ausführungsform intern den Abstand und die zugeordneten Abtastwinkel θx und θy von den Größen eines Polarkoordinatensystems in die Größen des X-Y-Z-Orthogonalkoordinatensystems. Der Körpererkennungsblock 43 kann jedoch ebenfalls den Transformationsprozess durchführen.
(3) In der oben beschriebenen Ausführungsform verschiebt die Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 die Gruppe der empfangenen Signale, die zu integrieren sind, jedes Mal um ein Intervall, das einer Zeitdauer von einem empfangenen Signal entspricht. Die Integrationsgruppenbestimmungsschaltung 95 kann jedoch ebenfalls die Gruppe der empfangenen Signale, die zu integrieren sind, jedes Mal um ein Intervall verschieben, das mehreren empfangenen Signalen entspricht, die weniger als die empfangenen Signale der Integrationsgruppe sind. Sogar in dem letzteren Fall, in dem mehrere empfangene Signale gruppiert werden, um mehrere Gruppen auszubilden, die jeweils aus einer vorbestimmten Anzahl empfangener Signale bestehen, wird die Erfassungsauflösung der integrierten empfangenen Signale gegenüber dem Fall, bei dem jedes der empfangenen Signale zur Erfassung verwendet wird, verbessert.
(4) Die oben beschriebene Ausführungsform integriert mehrere empfangene Signale, die dieselbe Vielzahl zueinander benachbarter Laserstrahlen darstellen, die in einen Abtastbereich abgestrahlt werden, der sich über eine jeweilige Abtastzeile in der X-Achsen-Richtung erstreckt. Die zu integrierenden empfangenen Signale stellen jedoch nicht nur die zueinander benachbarten Laserstrahlen dar, die in einen Abtastbereich abgestrahlt werden, der sich über eine Abtastzeile in der X-Achsen-Richtung erstreckt, sondern können ebenfalls zueinander benachbarte Laserstrahlen darstellen, die in einen Abtastbereich abgestrahlt werden, der sich über eine jeweilige Abtastzeile in der Y-Achsen-Richtung erstreckt. Außerdem können die zu integrierenden Signale ebenfalls zueinander benachbarte Laserstrahlen darstellen, die in Abtastbereiche abgestrahlt werden, die sich über mehrere Abtastzeilen in den X-Achsen- und Y-Achsen-Richtungen erstrecken.
(5) Der Laserradarsensor 5 sollte nicht auf den hier beschriebenen Typ beschränkt werden, sondern kann von irgend einem Typ sein, solange wie er vom Lichterfassungs- und Bereichs- bzw. Erstreckungstyp (LIDAR) ist.

Claims

Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs, die aufweist: eine Radareinrichtung (71-83) zum Abstrahlen mehrerer Übertragungssignale über einen vorbestimmten Winkelbereich, der sich zumindest in einer Querrichtung eines Fahrzeugs erstreckt, und zum Ausgeben empfangener Signale, die jeweils eine Intensität eines Reflexionssignals darstellen, das von einem ein Signal reflektierenden Körper als Ergebnis der Reflexion irgendeiner der abgestrahlten Übertragungssignale reflektiert wird, eine Empfangssignalintegrationseinrichtung (90) zum Festlegen mehrerer Empfangssignalintegrationsgruppen, die jeweils eine erste vorbestimmte Anzahl von empfangenen Signalen aufweisen, die eine vorbestimmte Anzahl benachbarter Übertragungssignale, die von der Radareinrichtung (71-83) abgestrahlt werden, derart, dass eine vorhergehende der Empfangssignalintegrationsgruppen um ein Intervall, das einer zweiten vorbestimmten Anzahl von empfangenen Signalen entspricht, die niedriger als die erste vorbestimmte Anzahl der empfangenen Signale ist, die jede der Empfangssignalintegrationsgruppen bilden, verschoben wird, um eine anschließende Empfangssignalintegrationsgruppe zu bilden, so dass einige der empfangenen Signale, die den benachbarten vorherigen und anschließenden Empfangssignalintegrationsgruppen angehören, einander überlappen, und zum Integrieren der ersten vorbestimmten Anzahl der empfangenen Signale, die eine jeweilige der Empfangssignalintegrationsgruppen bilden, um ein integriertes empfangenes Signal für eine jeweilige der Empfangssignalintegrationsgruppen zu ermitteln und auszugeben, eine Reflektorpositionsberechnungseinrichtung (43, S150) zum Extrahieren der empfangenen Signale, die jeweils die Intensität der jeweiligen Reflexionssignale darstellen, die von Reflektoren reflektiert werden, die an einer hinteren Fläche eines vorhergehenden Fahrzeugs angebracht sind, zumindest auf der Grundlage der Intensitäten der reflektierten Signale und zum Auffinden von Positionen der Reflektoren auf der Grundlage der extrahierten empfangenen Signale, eine Körperhinterflächenbereichberechnungseinrichtung (43, S160) zum Berechnen des Bereiches einer hinteren Fläche eines Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, aus den integrierten empfangenen Signalen, die von der Empfangssignalintegrationseinrichtung (90) ausgegeben werden, eine Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) zum Berechnen einer Breite des vorhergehenden Fahrzeugs auf der Grundlage der Positionen der Reflektoren und des Bereiches der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, und zum Speichern der berechneten Breite, und eine Einrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs (43, S180, S190) zum kontinuierlichen Erkennen des vorhergehenden Fahrzeugs durch Identifizieren des vorhergehenden Fahrzeugs auf der Grundlage der Breite, die von der Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) gespeichert wird, als die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs.
Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) einen Abstand zwischen den beiden Reflektoren aus empfangenen Signalen, die die reflektierten Signale darstellen, ermittelt, die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs aus dem Abstand zwischen den beiden Reflektoren berechnet und die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs speichert, wenn die Radareinrichtung (71-83) die reflektierten Signale von den Reflektoren, die an der hinteren Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs angebracht sind, empfängt.
Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs nach Anspruch 2, wobei die Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs durch Addieren von Versatzwerten zum Abstand zwischen den beiden Reflektoren als einen Abstand berechnet.
Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs durch Kombinieren der Reflektorposition, die aus den empfangenen Signalen berechnet wird, die die reflektierten Signale darstellen, die von einem bestimmten Reflektor empfangen werden, als die Position eines bestimmten Reflektors und eines Bereichs, der aus den integrierten empfangenen Signalen berechnet wird, als den Bereich der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, berechnet, wenn die Radareinrichtung (71-83) reflektierte Signale von nur einem bestimmten Reflektor eines Paares von Reflektoren, die an der hinteren Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs angebracht sind, empfängt.
Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) die gespeicherte Bereite des vorhergehenden Fahrzeugs als die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs nimmt, wie sie ist, während sie die Position des nicht erfassten Reflektors durch Kombinieren einer Reflektorposition, die aus empfangenen Signalen berechnet wird, die die reflektierten Signale darstellten, die von einem bestimmten Reflektor empfangen werden, als die Position des bestimmten Reflektors und eines Bereiches, der aus den integrierten empfangenen Signalen berechnet wird, als den Bereich der hinteren Fläche des Körpers, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, schätzt, wenn die Radareinrichtung (71-83) reflektierte Signale von nur einem bestimmten Reflektor eines Paares von Reflektoren, die an der hinteren Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs angebracht sind, empfängt und die Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs aus dem Abstand zwischen den beiden Reflektoren berechnet und gespeichert hat.
Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs unter Verwendung nur eines Bereiches, der aus den integrierten empfangenen Signalen berechnet wird, als den Bereich der hinteren Fläche des Körpers berechnet, der das vorhergehende Fahrzeug bildet, wenn die Radareinrichtung (71-83) die reflektierten Signale nicht von einem Paar Reflektoren, die an der hinteren Fläche des vorhergehenden Fahrzeugs angebracht sind, empfängt.
Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs nach Anspruch 6, wobei: die Radareinrichtung (71-83) mehrere Übertragungssignale über einen vorbestimmten Winkelbereich abstrahlt, der sich ebenfalls in der Höhenrichtung des Fahrzeugs erstreckt; und die Breitenberechnungseinrichtung (43, S170) die Breite und eine Höhe des vorhergehenden Fahrzeugs auf der Grundlage der integrierten empfangenen Signale berechnet.
Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Empfangssignalintegrationseinrichtung (90) die Empfangssignalintegrationsgruppe derart festlegt, dass eine vorhergehende Empfangssignalintegrationsgruppe um ein Inter vall, das einem empfangenen Signal entspricht, verschoben wird, um eine anschließende Empfangssignalintegrationsgruppe zu bilden.