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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung eines
vorhergehenden Fahrzeugs zum kontinuierlichen Erkennen eines vorhergehenden
Fahrzeugs, wobei dieses identifiziert wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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1 ein
Blockdiagramm, das eine Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung
zeigt,
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2A ein
Blockdiagramm, das einen Laserradarsensor zeigt, der in der Steuervorrichtung verwendet
wird,
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2B ein
Schaltungsdiagramm, das eine erste Erfassungsschaltung zeigt, die
in dem Laserradarsensor verwendet wird,
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2C ein
Schaltungsdiagramm, das eine zweite Erfassungsschaltung zeigt, die
in dem Laserradarsensor verwendet wird,
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3 eine
schematische Ansicht, die einen Strahlungsbereich des Laserradarsensors
zeigt,
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4A ein
Signaldiagramm, das jeweils ein Signal einer Signalübertragung
und eines Signalempfangs zeigt,
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4B einen
Graphen, der Signalformen zeigt, die zum Auffinden des Zeitpunktes
des Auftretens eines Spitzenwerts bzw. einer Spitze der empfangenen
Signale verwendet werden,
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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
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6 ein
schematisches Diagramm, das ein Verfahren zum Einstellen bzw. Festlegen
einer Gruppe zeigt, die zu integrierende empfangene Signale enthält,
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7 einen
Graphen, der eine Verteilung der Intensität der empfangenen Signale über einer hinteren
Fläche
eines Körpers
eines vorhergehenden Fahrzeugs zeigt,
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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,
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9A ein
schematisches Diagramm, das die Integration mehrerer empfangener
Signale zeigt,
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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,
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10 ein
Signaldiagramm, das eine Signalform zeigt, die von einer Interpolationsschaltung der
zweiten Erfassungsschaltung als Prinzip der linearen Interpolation übernommen
wird,
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11 ein
Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zur Erkennung eines vorhergehenden
Fahrzeugs darstellt,
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12 einen
Graphen, der eine Verteilung der Breiten von Fahrzeugen mit vier
Rädern
zeigt,
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13 eine
Hinteransicht, die Positionen zeigt, an denen Reflektoren an einem
Körper
eines Fahrzeugs installiert sind, und
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14 eine
schematische Ansicht, die typische Fahrbedingungen von zwei vorhergehenden Fahrzeugen
zeigt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.