DE102005054674B4

DE102005054674B4 - Objekterkennungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005054674B4
Application number: DE102005054674.9A
Authority: DE
Inventors: Yoshie Samukawa; Yoshiaki Hoashi; Mamoru Shimamoto; Keiji Matsuoka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: JP2006146372A; DE102005054674A1; US7650239B2; JP4428208B2; US20060103927A1

Abstract

Objekterkennungsvorrichtung (1) in einem Subjektfahrzeug, mit: – einer Radareinheit (5) zum Senden einer Mehrzahl an Laserstrahlen in einen sich in horizontaler und vertikaler Richtung von dem Subjektfahrzeug ausdehnenden Abtastbereich und zum Empfangen einer Reflexion des Laserstrahls von einem Objekt; – einem Steuergerät (3), das mit der Radareinheit (5) verbunden ist; – einer Erkennungseinheit (53) in dem Steuergerät (3) zum Erkennen des vor dem Subjektfahrzeug befindlichen Objekts auf der Grundlage der Reflexion; – einer Bestimmungsuntereinheit (43) in dem Steuergerät (3); – einer Berechnungsuntereinheit in dem Steuergerät (3); – einer Einstellungsuntereinheit in dem Steuergerät (3); und – einem Geschwindigkeitsdetektor (7) zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs, wobei – die Radareinheit (5) mit einer Mittenachse von einem der Mehrzahl an Laserstrahlen nach einem Zielwinkel ausgerichtet in dem Subjektfahrzeug angeordnet ist, – die Bestimmungsuntereinheit (43) eine Position des einen der Mehrzahl an Laserstrahlen auf der Grundlage der Reflexion des von einem Reflektor an dem Objekt reflektierten Laserstrahls bei einer vorbestimmten Bedingung bestimmt, – die Berechnungsuntereinheit einen Abweichungswinkel der Mittenachse der Mehrzahl an Laserstrahlen von dem Zielwinkel auf der Grundlage der Positionen der Mehrzahl an Laserstrahlen von der Bestimmungsuntereinheit (43) berechnet, – die Einstellungsuntereinheit die Einstellung der Mittenachse des vertikalen Abtastbereichs und/oder die Einstellung zur Erkennung des Objekts durch die Erkennungseinheit (53) steuert, – die Bestimmungsuntereinheit (43) die Abdeckung des Laserstrahls in vertikaler Richtung, die ausreicht, um eine von der Radareinheit (5) erfasste Höhenänderung des Reflektors an dem Objekt in einem ersten Abstand zu umfassen, als die vorbestimmte Bedingung zum Wählen des Objekts verwendet, und – die Bestimmungsuntereinheit (43) die Position des die Reflexion an dem Reflektor des Objekts erzeugenden Laserstrahls bestimmt, wenn die Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs über einem vorbestimmten Wert liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung, die dafür vorgesehen ist, Übertragungswellen über einen gesamten vorbestimmten Winkelbereich in vertikaler (Fahrzeughöhe) und horizontaler (Fahrzeugbreite) Richtung von einem Fahrzeug zu emittieren bzw. abzustrahlen, um ein vor dem Fahrzeug befindliches Objekt auf der Grundlage der von dem Objekt reflektierten Wellen zu erkennen, und ferner eine Fahrzeug-Fahrzeug-Steuereinheit.
Im Stand der Technik wird, wie beispielsweise in der offengelegten japanischen Druckschrift Nr. 2004-184 331 A offenbart, die der DE 103 56 677 A1 entspricht, eine Objekterkennungsvorrichtung vorgeschlagen, die dafür vorgesehen ist, eine optische Welle, wie beispielsweise einen Laserstrahl, zu emittieren, um eine reflektierte Welle zur Erkennung eines in einer Vorausrichtung befindlichen Objekts zu erfassen. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise auf eine Vorrichtung zum Erfassen eines Fahrzeugs in einer Vorausrichtung und zum Ausgeben eines Alarms, eine Vorrichtung zum Regeln einer Fahrzeuggeschwindigkeit zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Abstands (Fahrzeug-Fahrzeug-Abstand) zwischen einem Subjektfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug oder dergleichen anwendbar. D. h., eine solche Vorrichtung ist in Anwendungen integriert worden, welche die Erkennung eines in Vorausrichtung befindlichen Fahrzeugs betreffen.
Die vorstehend erwähnte Objekterkennungsvorrichtung ist dafür vorgesehen, eine Mehrzahl von Übertragungswellen (Laserstrahlen) nach vorn in Richtung eines Ziels in einer vorbestimmten Position bezüglich des Subjektfahrzeugs zu emittieren und einen Laserstrahl, der unter den reflektierten Laserstrahlen in horizontaler (X-Achsen-) und vertikaler (Y-Achsen-)Richtung die höchste Intensität aufweist, zu bestimmen. Die Laserstrahlen mit der höchsten Intensität werden als Mittelpunkt der X- und der Y-Achse von einem Erkennungsbereich verwendet, der zur Erkennung eines Objekts vor dem Subjektfahrzeug genutzt wird. D. h., der Erkennungsbereich ist als Bereich innerhalb eines vorbestimmten Winkels bezüglich des Mittelpunkts der X- und der Y-Achse definiert.
Die Objekterkennungsvorrichtung nutzt den gemäß vorstehender Beschreibung definierten Erkennungsbereich zum Abtasten des Objekts, um bei einer Anordnung der Vorrichtung an dem Subjektfahrzeug einen größeren Anordnungstoleranzwinkel zu haben. Auf diese Weise kann die Objekterkennungsvorrichtung den Laserstrahl in eine geeignete Richtung zur Erkennung des vor dem Subjektfahrzeug befindlichen Objekts emittieren.
Ferner bestimmt die Objekterkennungsvorrichtung einen Einstellwinkel einer vertikalen Achse auf der Grundlage der Intensität der zwei Laserstrahlen, zwischen denen der gemäß vorstehender Beschreibung als der Mittelpunkt der Y-Achse bestimmte stärkste Laserstrahl angeordnet ist. D. h., der Einstellwinkel der vertikalen Achse ist ein Abweichungswinkel einer Achse des Mittenlaserstrahls von einem Referenzwinkel in vertikaler (Y-Achsen-)Richtung. Die Achse des Mittenlaserstrahls kann aufgrund des relativ großen Laserstrahlwinkels in vertikaler (Y-Achsen-)Richtung von einer durch den Referenzwinkel bestimmten Richtung abweichen. Der Einstellwinkel der vertikalen Achse wird zur Bestimmung verwendet, ob die Radareinheit der Objekterkennungsvorrichtung in einer bezüglich des Referenzwinkels nach oben oder nach unter abweichenden Weise angeordnet ist.
Ein Ist-Winkelbereich des Laserstrahls, d. h. der Winkel der Achse des Mittenlaserstrahls, wird jedoch selbst dann durch verschiedene Faktoren beeinflusst, wenn der Erkennungsbereich und der Einstellwinkel der vertikalen Achse gemäß obiger Beschreibung bestimmt wird. Beispielsweise kann der Ist-Winkelbereich des von der Radareinheit abgestrahlten Laserstrahls insbesondere in vertikaler (Y-Achsen-)Richtung von dem Erkennungsbereich abgelenkt sein, wenn das Subjektfahrzeug schwer beladen und/oder mit Fahrzeuginsassen besetzt ist.
In diesem Fall nutzt die in der offengelegten japanischen Druckschrift Nr. 2004-184331 offenbarte Objekterkennungsvorrichtung einen an einer Rückseitenoberfläche eines Fahrzeugs angeordneten Reflektor, um einen von dem Reflektor reflektierten Laserstrahl zur Erfassung des Abweichungswinkels (Abweichungswinkel der vertikalen Achse) der Laserstrahlachse von dem Referenzwinkel zu erhalten. Der Abweichungswinkel, d. h. der Einstellwinkel der vertikalen Achse, wird verwendet, um einen Anordnungswinkel der Radareinheit einzustellen. Auf diese Weise wird die Richtung des von der Radareinheit abgestrahlten Laserstrahls exakt danach bestimmt, ob sie von dem Referenzwinkel nach oben oder nach unter abgelenkt ist.
Die Höhe des Reflektors an der Rückseitenoberfläche eines Fahrzeugs hängt vom Fahrzeugtyp ab und ist zwischen Pkw (oder Pkw-ähnlichem Fahrzeug) und Lkw (oder Lkw-ähnlichem Fahrzeug) deutlich verschieden. Die vorstehend beschriebene Objekterkennungsvorrichtung ist dafür vorgesehen, den Abweichungswinkel von dem Referenzwinkel einzig mit Hilfe des von dem Pkw reflektierten Laserstrahls zu erfassen, da die Änderung der Reflektorhöhe unter Pkws relativ gering ist. D. h., der Abweichungswinkel wird einzig mit Hilfe des von einem Fahrzeug reflektierten Laserstrahls bestimmt, das auf der Grundlage der Fahrzeugbreite als Pkw bestimmt wird.
Der Abweichungswinkel kann gemäß obiger Beschreibung, mit Ausnahme der Bestimmung des Abweichungswinkels mit Hilfe des von dem Lkw reflektierten Laserstrahls, exakt berechnet und bestimmt werden. Genauer gesagt, eine Änderung des Abweichungswinkels aufgrund einer schweren Beladung und/oder von Fahrzeuginsassen kann nicht erfasst werden, während das Subjektfahrzeug beispielsweise hinter einem Lkw fährt.
Eine weitere Objekterkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug ist aus der DE 103 56 797 A1 bekannt. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Justierung der Ausrichtung einer Strahlcharakteristik eines Entfernungssensors und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Justage eines Laserscanner-Sensors sind ferner aus der DE 197 07 590 C2 bzw. der DE 199 02 287 A1 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden und eine Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung bereitzustellen, die verschiedene Fahrzeugtypen bei einer Erfassung und Bestimmung eines Abweichungswinkels einer Achse eines von einer darin installierten Radareinheit abgestrahlten Laserstrahls unterbringt.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Objekterkennungsvorrichtung nach dem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Objekterkennungsvorrichtung bestimmt die Position jedes von der Radareinheit abgestrahlten Laserstrahls, wenn gestreute Reflektorhöhen der vorderen Fahrzeuge wirksam durch jeden der von dem Subjektfahrzeug abgestrahlten Laserstrahlen abgedeckt werden. Auf diese Weise deckt der in einer bestimmten Richtung abgestrahlte Laserstrahl Reflektoren an vorderen Fahrzeugen, die in Höhen eines bestimmten Bereichs angeordnet sind, wirksam ab. Folglich kann der Abweichungswinkel der Laserstrahlachse von dem Referenzwinkel in vertikaler Richtung auf der Grundlage einer Position einer bestimmten Abstrahlung des Laserstrahls exakt bestimmt werden, wenn die Achse des Laserstrahls eine Gesamtabdeckung der Radareinheit in vertikaler Richtung darstellt.
Erfindungsgemäß bestimmt die Bestimmungsvorrichtung die Position des Laserstrahls auf der Grundlage einer von einem Geschwindigkeitsdetektor erfassten Geschwindigkeit. Eine Fahrzeugbedingung, bei welcher das Fahrzeug mit einer einen bestimmten Wert überschreitenden Geschwindigkeit fährt, zeigt, dass das Fahrzeug vermutlich auf einer relativ ebenen Straße fährt. Auf diese Weise kann der Abweichungswinkel gemäß der Bedingung, dass das Subjektfahrzeug und das vordere Fahrzeug auf einer im Wesentlichen ebenen Straße fahren, exakt bestimmt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfasst die Bestimmungsvorrichtung das vordere Fahrzeug bedingt in einem Abstand, bei dem die vertikale Abdeckung von jedem der Laserstrahlen die Abweichungshöhen der an den vorderen Fahrzeugen angeordneten Reflektoren in geeigneter Weise beinhaltet. Auf diese Weise können Änderungen der Reflektorhöhen durch jeden der in einer bestimmten Richtung von der Radareinheit abgestrahlten Laserstrahlen bezüglich einer Erfassung des vorderen Fahrzeugs untergebracht werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung berechnet die Berechnungsvorrichtung einen Mittelwert einer vorbestimmten Anzahl an Positionen des von der Bestimmungsvorrichtung bestimmten Laserstrahls, bestimmt den Abweichungswinkel der gemittelten Position von dem Referenzwinkel und löscht die zur Berechnung der gemittelten Position verwendeten Daten der vorbestimmten Anzahl an Positionen. Auf diese Weise kann der Abweichungswinkel selbst dann exakt bestimmt werden, wenn einige der Positionen des Laserstrahl aufgrund von Umgebungseinflüssen, wie beispielsweise einer unebenen Straße oder dergleichen, fehlerhaft sind. Ferner spiegelt der Abweichungswinkel den momentanen Fahrzustand des Fahrzeugs basierend auf den aktualisierten Positionsdaten exakt wieder.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung überlappen sich benachbarte Laserstrahlen in vertikaler Richtung gegenseitig an ihren Kanten. Ein Mittelwert der Abstrahlungswinkel zweier benachbarter Laserstrahlen wird als die Position des Laserstrahls bestimmt, wenn Reflexionen der zwei benachbarten Laserstrahlen empfangen werden. Auf diese Weise wird die Position des Laserstrahl in vertikaler Richtung exakt bestimmt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein nicht überlappender Abschnitt des Laserstrahls zur Erzeugung einer Reflexion an dem Reflektor des vorderen Fahrzeugs verwendet. Auf diese Weise wird der Abweichungswinkel der vertikalen Mittenachse des Abtastbereichs der Radareinheit von dem Referenzwinkel exakt bestimmt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bestimmt die Bestimmungsvorrichtung die Position des Laserstrahls auf der Grundlage einer von einem Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigung. Eine Fahrzeugbedingung, bei welcher das Fahrzeug mit einer einen bestimmten Wert überschreitenden Beschleunigung fährt, zeigt, dass die Fahrzeugnase bezüglich der Fahrzeuglage aufgrund der positiven oder negativen Beschleunigung entweder ”gehoben” (Fahrzeug befindet sich in einem ”hockenden” Zustand) oder ”gesenkt” ist. Folglich kann eine Bestimmung des Abweichungswinkels während einer Beschleunigung wünschenswerterweise verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bestimmt die Bestimmungsvorrichtung die Position des Laserstrahls auf der Grundlage eines von einem Kurvenradiusdetektor erfassten Kurvenradius. Ein Fahrzeugbedingung, bei welcher das Fahrzeug entlang einer Straße fährt, die einen einen bestimmten Wert überschreitenden Kurvenradius aufweist, zeigt, dass das Subjektfahrzeug und das vordere Fahrzeug auf einer im Wesentlichen geraden Straße fahren. Auf diese Weise kann eine fehlerhafte Erfassung der Position des Laserstrahls aufgrund des Wankens des Fahrzeugs verhindert werden. Ferner kann das vordere Fahrzeug auf einer gekrümmten Straße nicht erfasst werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Radareinheit als nicht mehr ausgerichtet bestimmt, wenn die vertikale Mittenachse des Abtastbereichs nicht in einem vorbestimmten Winkelbereich liegt. Genauer gesagt, die Radareinheit ist von einem Referenzwinkel fehlerhaft nach oben oder nach unten ausgerichtet angeordnet. In diesem Fall kann der Laserstrahl von der fehlerhaft nach unten ausgerichteten Radareinheit irrtümlicherweise Reflexionen von Leitpfosten (z. B. von deren Katzenaugen) an einer Straße als Reflexion von dem Reflektor des vorderen Fahrzeugs erfassen. Der Laserstrahl von der fehlerhaft nach oben ausgerichteten Radareinheit kann irrtümlicherweise Reflexionen von Straßenschildern als Reflexion von dem Reflektor des vorderen Fahrzeugs erfassen. Folglich wird die Erfassungswahrscheinlichkeit des vorderen Fahrzeugs auf der Grundlage des Laserstrahls, der vertikal über oder unter dem die vertikale Mittenachse des Abtastbereichs aufweisenden Laserstrahl liegt, verringert, um ein Objekt, das keinem Fahrzeug entspricht, nicht irrtümlicherweise als das vordere Fahrzeug zu erkennen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der von der Radareinheit abgestrahlte Laserstrahl in einem Winkelbereich eingestellt werden, der größer als der Abtastbereich des Laserstrahls ist. Der Abtastbereich des Laserstrahls wird durch eine Einstellungsvorrichtung eingestellt, wenn der von der Berechnungsvorrichtung berechnete Abweichungswinkel größer als der vorbestimmte Winkelbereich ist. Folglich kann die Achse des von der Radareinheit abgestrahlten Laserstrahls in geeigneter Weise nach dem Referenzwinkel in vertikaler Richtung ausgerichtet werden.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgend gegebenen detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, näher ersichtlich. In der Zeichnung zeigt:
1 ein Blockdiagramm einer Objekterkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug für eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2A ein Blockdiagramm eines Laserradarsensors;
2B ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Abstandserfassungsverfahrens des Laserradarsensors;
3 eine Perspektivansicht eines Abtastbereichs des Laserradarsensors;
4 eine Abbildung eines Laserstrahlwinkels des Laserradarsensors in Y-Achsen-Richtung und eines Überlappungsbereichs benachbarter Laserstrahlen;
5 eine Abbildung eines Anordnungswinkels des Laserradarsensors an einem Fahrzeug;
6A ein Ablaufdiagramm eines Objekterkennungsprozesses;
6B ein Ablaufdiagramm einer Objektbestimmungsroutine in dem Objekterkennungsprozess;
7 ein Ablaufdiagramm zur Berechnung des Mittenlaserstrahls des Laserradars; und
8 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Beziehung zwischen einer Laserstrahlbreite und einem Abstand Z.
Nachstehend wird eine Ausführungsform einer in einer Fahrzeugsteuereinheit 1 verwendeten Objekterkennungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Fahrzeugsteuereinheit 1 ist zur Steuerung eines Alarms bezüglich eines Hindernisses und/oder zur Regelung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechend eines vorderen Fahrzeugs in einem Fahrzeug angeordnet.
1 zeigt ein Blockdiagramm der Fahrzeugsteuereinheit 1. Die Fahrzeugsteuereinheit 1 weist eine Erkennungs- und Fahrzeugabstandsregelungs-ECU 3 und weitere Vorrichtungen auf. Die Erkennungs- und Fahrzeugabstandsregelungs-ECU 3 ist aus einem Mikrocomputer aufgebaut und weist eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (E/A) und verschiedene Steuer- und Erkennungsschaltungen auf. Ein solcher Hardwareaufbau ist bekannt und wird nachstehend folglich nicht näher beschrieben.
Die Erkennungs- und Fahrzeugabstandsregelungs-ECU 3 empfängt Erfassungssignale von einem als Fahrzeugradarvorrichtung dienenden Laserradarsensor 5, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7, einem Bremsschalter 9 und einem Drosselklappenöffnungssensor 11, und sendet Steuersignale an einen Alarmtongenerator 13, eine Abstandsanzeigeeinheit 15, eine Sensorfehleranzeige 17, eine Bremsansteuereinheit 19, eine Drosselklappenansteuereinheit 21 und eine Automatikgetriebe-(ATT)-steuereinheit 23. Mit der Erkennungs- und Fahrzeugabstandsregelungs-ECU 3 sind ferner eine Alarmlautstärkeregelungseinheit 24 zur Einstellung der Lautstärke eines Alarms, eine Alarmempfindlichkeitseinstellungseinheit 25 zur Einstellung der Empfindlichkeit in der Alarmbestimmungsverarbeitung, ein Geschwindigkeitsregelungsschalter 26, ein Lenksensor 27 zur Erfassung des Lenkradbetätigungsbetrags (Lenkrad ist nicht gezeigt), und ein Gierratensensor 28 zur Erfassung der in dem Fahrzeug auftretenden Gierrate verbunden. Die Erkennungs- und Fahrzeugabstandsregelungs-ECU 3 weist ferner einen Energieversorgungsschalter 29 auf und beginnt mit der Ausführung einer vorbestimmten Verarbeitung, nachdem der Energieversorgungsschalter 29 eingeschaltet worden ist.
Der Laserradarsensor 5 ist im Allgemeinen, wie in 2 gezeigt, aus einer Lichtsendeeinheit, einer Lichtempfangseinheit und einer Laserradar-CPU 70 aufgebaut. D. h., der Laserradarsensor 5 weist neben der Lichtsende- und Lichtempfangseinheit die Laserradarsensor-CPU 70 auf, um einen Abstand zu einem Reflektor an einem vorderen Fahrzeug und eine horizontale und vertikale Position des Reflektors an dem Fahrzeug auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses der Lichtempfangseinheit zu berechnen.
Die Lichtsendeeinheit weist eine Halbleiterlaserdiode 75 auf, die einen pulsähnlichen Laserstrahl über eine Lichtsendelinse 71, eine Abtasteinrichtung 72 und eine Glasplatte 77 aussendet. Die Laserdiode 75 ist über eine Laserdiodenansteuerschaltung 76 mit der Laserradar-CPU 70 verbunden und sendet einen Laserstrahl als Antwort auf ein Ansteuersignal der Laserradar-CPU 70 aus. Die Abtasteinrichtung 72 weist einen sich um eine vertikale Achse drehenden Polygonspiegel 73 auf. Wird das Ansteuersignal von der Laserradar-CPU 70 über eine Motoransteuerschaltung 74 eingegeben, so wird der Polygonspiegel 73 durch die Antriebskraft eines Motors (nicht gezeigt) gedreht. Die Drehposition des Motors wird von einem Motordrehpositionssensor 78 erfasst und an die Laserradar-CPU 70 ausgegeben.
Der Polygonspiegel 73 der Ausführungsform weist sechs Spiegel mit verschiedene Neigungswinkel aufweisenden Ebenen auf und kann einen Laserstrahl erzeugen, um vorbestimmte Winkelbereiche in lateraler und vertikaler Richtung, d. h. in Richtung der Fahrzeugbreite und in Richtung der Fahrzeughöhe, diskret bzw. zeilenweise abzutasten. Der Laserstrahl tastet folglich in zweidimensionaler Weise ab.
Die Lichtempfangseinheit des Laserradarsensors 5 weist eine Fokussierungslinse 81 zur Fokussierung des von einem Objekt (nicht gezeigt) reflektierten Laserstrahls und ein Lichtempfangselement (Photodetektor PD) 83 auf, welche eine der Intensität des reflektierten, fokussierten Lichts entsprechende Spannung erzeugt. Die von dem Lichtempfangselement 83 erzeugte Spannung wird mit Hilfe eines Verstärkers 85 verstärkt und an einen Komparator 87 gelegt. Der Komparator 87 vergleicht die Spannung des Verstärkers 85 mit einer Referenzspannung, um ein Lichtempfangssignal an eine Zeitmessschaltung 89 auszugeben.
Die Zeitmessschaltung 89 empfängt ebenso ein Ansteuersignal von der Laserradar-CPU 70 für die Laserdiodenansteuerschaltung 76. Das Ansteuersignal wird in einen Startimpuls PA und in einen Stoppimpuls PB gewandelt. Die Phasendifferenz zwischen den zwei Impulsen PA und PB, d. h. die Zeitdifferenz ΔT zwischen dem Zeitpunkt T0 (Laserstrahlemission) und dem Zeitpunkt T1 (Laserstrahlempfang), wird digital in einen Binärcode gewandelt. Die Pulsbreite des Stoppimpulses PB wird ebenso als eine in einen Binärcode zu wandelnde Zeitdauer gemessen. Diese Binärcodes werden anschließend an die Laserradar-CPU 70 gesendet.
Nachstehend werden ein mit Hilfe des Laserstrahls messbarer Bereich und ein tatsächlich zur Erkennung des vorderen Fahrzeugs oder dergleichen verwendeter Messbereich unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben.
3 zeigt den mit Hilfe des Laserstrahls messbarer Bereich 91. In der 3 ist ein Laserstrahlmuster 92 einzig an dem äußerst rechten und an dem äußert linken Ende des messbaren Bereichs 91 gezeigt (Muster 92 zwischen den zwei Enden sind ausgelassen). Das Laserstrahlmuster 92 ist in der 3 als Ellipse gezeigt. Das Laserstrahlmuster ist jedoch auf eine Ellipse beschränkt. Das Laserstrahlmuster kann ein Rechteck sein oder weitere Formen aufweisen. Der Laserradarsensor 5 tastet diskret in dem messbaren Bereich 91 auf einer durch eine X- und eine Y-Achse definierten Ebene ab, wenn eine senkrecht zur XY-Ebene stehende Z-Achse als Projektionsrichtung des Laserstrahls definiert ist.
4 zeigt eine Abbildung eines Laserstrahlwinkels des Laserradarsensors 5 in Fahrzeughöhenrichtung (Y-Achsen-Richtung). Zwei benachbarte Laserstrahlen in Y-Richtung werden derart projiziert, dass sich ihre Kanten teilweise überlappen. Der Strahlwinkel jedes der Laserstrahlen in Y-Achsen-Richtung beträgt 1,62 Grad. Der Überlappungsabschnitt des Strahlwinkels beträgt 0,195 Grad. Folglich ist der Strahlwinkel, welcher die benachbarten Strahlen nicht überlappt, 1,23 Grad. Der Winkel zwischen den Achsen zweier benachbarter Strahlen beträgt 1,425 Grad.
Folglich wird die Auflösung in Y-Achsen-Richtung verbessert, indem zwei benachbarte Laserstrahlen teilweise überlappt werden. D. h., drei Ebenen der in der 4 gezeigten projizierten Laserstrahlen, d. h. eine erste, eine zweite und eine dritte Ebene von oben nach unten, bilden fünf Reflexionsmuster. Die fünf Reflexionsmuster beinhalten die Reflexion der ersten Ebene des Laserstrahls, die Reflexion der ersten und der zweiten Ebene, die Reflexion der zweiten Ebene, die Reflexion der zweiten und der dritten Ebene und die Reflexion der dritten Ebene. Der Laserstrahl in der zweiten Ebene kann eine verbesserte Auflösung aufweisen, da beide Enden des Laserstrahls in der zweiten Ebene überlappende Bereiche der benachbarten Laserstrahlen in einer Breitenverringernden Weise aufweisen.
Der Laserradarsensor 5 projiziert den Laserstrahl 501 Schritte mit einem Strahlschritt von 0,08 Grad in X-Achsen-Richtung und projiziert sechs Laserstrahllinien in Y-Achsen-Richtung. Folglich ist der messbare Bereich 91 auf einen ±20 Grad in X-Achsen-Richtung (0,08 × 501 ≅ 40) und 8,745 Grad in Y-Achsen-Richtung (1,62 × 6 – 0195 × 5 (Überlappungen) = 8,745) großen Bereich festgelegt. Der Laserstrahl tastet den in der 3 gezeigten messbaren Bereich in X-Achsen-Richtung von links nach rechts und in Y-Achsen-Richtung von oben nach unten ab.
Der Laserradarsensor 5 projiziert den Laserstrahl zur Erkennung des vorderen Fahrzeug oder dergleichen in Richtung eines Messbereichs, der begrenzter als der gemäß vorstehender Beschreibung definierte messbare Bereich 91 ist. Eine Vorgabe des Messbereichs erleichtert die Anordnung des Laserradarsensors 5, wobei der messbare Bereich 91 als Einstellungsspielraum zum Verschieben des Messbereichs dient, wenn die Achse des von dem Laserradarsensor 5 projizierten Laserstrahls deutlich von einem Zielwinkel (Referenzwinkel) ΔA abweicht. Der Messbereich ist derart positioniert, dass eine von einem vorbestimmten Ziel erzeugte stärkste Reflexion des Laserstrahls sowohl in X- als auch in Y-Achsen-Richtung den Mittelpunkt des Messbereichs trifft. Die japanische Patentschrift JP-A-2004-184331 offenbart und beschreibt dieses Verfahren näher.
Der Messbereich kann ebenso bestimmt werden, indem der Mittelpunkt des messbaren Bereichs 91 des Laserradarsensors 5 mit einer vorbestimmten Richtung mechanisch auf den Messbereich ausgerichtet wird, der in der Mitte des messbaren Bereichs 91 angeordnet ist.
Der Messbereich ist beispielsweise auf einen ±18 Grad (451 Schritte des Laserstrahls) in X-Achsen-Richtung und 4,47 Grad (3 Linien des Laserstrahls) in Y-Achsen-Richtung großen Bereich festgelegt. Die Achse des Mittenlaserstrahls (zweite Ebene in der 5) in Y-Achsen-Richtung ist entweder durch eine mechanische Einstellung bzw. Justierung der Richtung des Laserradarsensors 5 oder durch eine Positionierung des Messbereichs gemäß einer Einbauposition in dem Fahrzeug, wie in 5 gezeigt, nach dem Referenzwinkel ΔA ausgerichtet. Beispielsweise wird die Achse des Laserstrahls der zweiten Ebene unterhalb eines horizontalen Niveaus geführt, indem der Referenzwinkel ΔA (z. B. 0,2 Grad) vorgesehen wird, wenn der Laserradarsensor 5 an einem Kühlergrill angeordnet wird, und oberhalb des horizontalen Niveaus geführt, indem der Referenzwinkel ΔA (z. B. 0,5 Grad) vorgesehen wird, wenn der Laserradarsensor 5 an einer Stoßstange angeordnet ist.
In einigen Fällen wird die Achse des Mittenlaserstrahls in Y-Achsen-Richtung aufgrund der geringen Auflösung des Strahlwinkels des Laserstrahls in Y-Achsen-Richtung (1,62 Grad) jedoch nicht nach dem Referenzwinkel ΔA ausgerichtet. Ein Abweichungswinkel der Achse des Mittenlaserstrahls von dem Referenzwinkel ΔA wird als vertikaler Lichtachsenwinkel berechnet. Das Berechnungsverfahren wird hierin nur kurz beschrieben, da es bereits in der japanischen Patentschrift JP-A-2004-184331 offenbart ist. Der vertikale Lichtachsenwinkel Δθelv wird als Abweichungswinkel der Achse des Mittenlaserstrahls in Y-Achsen-Richtung von dem Referenzwinkel ΔA, wie in 5 gezeigt, berechnet.
Das in der Mitte der X- und der Y-Achsen-Richtung des Messbereichs positionierte Ziel wird von dem Mittenlaserstrahl in Y-Achsen-Richtung und zwei benachbarten Laserstrahlen anvisiert, nachdem der Messbereich derart bestimmt wurde, dass er die Reflexion von dem Ziel aufweist. Der Mittenlaserstrahl in Y-Achsen-Richtung in der 5 ist der der zweiten Ebene entsprechende Laserstrahl und die zwei benachbarten Laserstrahlen die der ersten bzw. dritten Ebene entsprechenden Laserstrahlen.
An beiden Seiten des Mittenlaserstrahls wird in Y-Achsen-Richtung die Reflexionsintensität der zwei benachbarten Laserstrahlen gemessen. Der Abweichungswinkel Δθelv der Achse des Mittenlaserstrahls von dem Referenzwinkel ΔA in Y-Achsen-Richtung wird auf der Grundlage der Messung der Reflexionsintensität berechnet. Der Abweichungswinkel der Achse des Mittenlaserstrahls in Y-Achsen-Richtung von dem Referenzwinkel ΔA wird beispielsweise auf der Grundlage der Reflexionsintensitätsdifferenz der zwei benachbarten Laserstrahlen auf beiden Seiten, dem Reflexionsintensitätsverhältnis oder dergleichen bestimmt. Der auf diese Weise berechnete Abweichungs- bzw. Ablenkungswinkel wird als der vertikale Lichtachsenwinkel Δθelv in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert. Eine Vorgabe des vertikalen Lichtachsenwinkels Δθelv verbessert die Genauigkeit, mit welcher die Objekterkennungsvorrichtung ein Objekt, wie beispielsweise das vordere Fahrzeug, erkennen kann.
Die Laserradar-CPU 70 gibt das Ansteuersignal an die Lichtsendeeinheit, um den Messbereich zweidimensional abzutasten, wenn der Laserradarsensor 5 tatsächlich zur Erkennung des Objekts vor einem Subjektfahrzeug verwendet wird. Die zweidimensionale Abtastung bringt Abtastwinkel θx, θy hervor, welche die Abtastrichtung und die Messung eines Abstands r darstellen. Die Abtastwinkel θx, θy werden gemäß nachstehender Beschreibung definiert. Ein vertikaler Abtastwinkel θy ist ein Winkel zwischen der Projektion des Laserstrahls auf der YZ-Ebene und der Z-Achse, und ein horizontaler Abtastwinkel θx ist ein Winkel zwischen der Projektion des Laserstrahls auf der XZ-Ebene und der Z-Achse.
Die Laserradar-CPU 70 berechnet den Abstand zu dem Objekt auf der Grundlage der Zeitdifferenz ΔT zwischen den zwei von der Zeitmessschaltung 89 empfangenen Impulsen PA und PB, wobei der Abstand und die entsprechenden Abtastwinkel θx und θy zur Erzeugung der Positionsdaten des Objekts verwendet werden. D. h., ein Koordinatenursprung (0, 0, 0) wird auf den Mittelpunkt des Laserradarsensors 5 gesetzt, und die Abtastwinkel θx, θy und der Abstand r werden in rechtwinklige (kartesische) Koordinaten (X, Y, Z) gewandelt, wobei die X-Achse eine Richtung der Fahrzeugbreite, die Y-Achse eine Richtung der Fahrzeughöhe und die Z-Achse eine Vorwärts-Richtung des Subjektfahrzeugs ist. Die kartesischen Koordinaten (X, Y, Z) und die empfangenen Strahlintensitätsdaten (Impulsbreite des Stopp-Impulses PB) werden als Abstandsdaten an die Erkennungs- und Fahrzeugabstandsregelungs-ECU 3 gegeben.
Die Erkennungs- und Fahrzeugabstandsregelungs-ECU 3 erkennt das Objekt auf der Grundlage der Abstandsdaten von dem Laserradarsensor 5 und steuert die Bremsansteuereinheit 19, die Drosselklappenansteuereinheit 21 und die Getriebesteuereinheit 23 an, indem sie die dem Zustand des vorderen Fahrzeugs entsprechende, von dem erfassten Objekt hergeleiteten Ansteuersignale sendet. Diese Regelung ist eine so genannte Fahrzeugabstandsregelung. Es wird ebenso ein Alarmbestimmungsprozess ausgeführt, um dann einen Alarm auszugeben, wenn sich das erfasste Objekt für eine vorbestimmte Zeitspanne in einem Alarmbereich befindet. In diesem Fall umfasst das erkannte Objekt das vordere Fahrzeug oder dergleichen, das entweder vor dem Subjektfahrzeug fährt oder steht.
Der innere Aufbau der Erkennungs- und Fahrzeugabstandsregelungs-ECU 3 wird kurz als Steuerblock beschrieben. Die von dem Laserradarsensor 5 ausgegebenen Abstandsdaten werden an einen Objekterkennungsblock 43 gesendet. Der Objekterkennungsblock 43 ermittelt eine Mittenposition (X, Y, Z) des Objekts und eine Größe (W, D, H) des Objekts, wie beispielsweise die Breite W, die Tiefe D und die Höhe H, auf der Grundlage der als Abstandsdaten erhalten dreidimensionalen Positionsdaten. Auf der Grundlage einer Änderung der Mittenposition (X, Y, Z) über die Zeit wird ferner eine relative Geschwindigkeit (Vx, Vy, Vz) des Objekts mit der Position des Subjektfahrzeugs als Bezug ermittelt. Der Objekterkennungsblock 43 bestimmt ferner, ob sich das Objekt bewegt oder nicht, und zwar auf der Grundlage der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47 ausgegebenen, auf dem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 erfassten Wert basierenden Fahrzeuggeschwindigkeit (Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs) und der vorstehend ermittelten relativen Geschwindigkeit (Vx, Vy, Vz). Auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses und der Mittenposition des Objekts werden die Fahrt des Subjektfahrzeugs beeinflussende Objekte gewählt und die Abstände zu den gewählten Objekten auf der Abstandsanzeigeeinheit 15 gezeigt.
Ferner ermittelt ein Lenkwinkelberechnungsblock 49 einen Lenkwinkel auf der Grundlage eines Signals von dem Lenksensor 27 und berechnet ein Gierratenberechnungsblock 51 eine Gierrate auf der Grundlage eines Signals von dem Gierratensensor 28. Ferner berechnet ein Kurvenradius(Krümmungsradius)-berechnungsblock 57 einen Kurvenradius (Krümmungsradius) R auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47, dem Lenkwinkel von dem Lenkwinkelberechnungsblock 49 und der Gierrate von dem Gierratenberechnungsblock 51. Anschließend berechnet der Objekterkennungsblock 43 eine Fahrzeugformwahrscheinlichkeit und eine Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit auf der Grundlage des Kurvenradius R, der Mittenposition (X, Z) und dergleichen. Die Fahrzeugsformwahrscheinlichkeit und die Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit werden nachstehend noch näher beschrieben.
Auf diese Weise wird mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Daten ein ”Zielmodell” bestimmt. Die in dem Objekterkennungsblock 43 berechneten Daten werden in einem Sensorfehlererfassungsblock 44 überprüft. Wird in den Daten ein Fehler ermittelt, so meldet die Fehlersensoranzeige 17 den Datenfehler an den Fahrzeugführer.
Ein Block 53 (nachstehend als Fahrzeugerfassungsblock 53 bezeichnet) zur Erfassung bzw. Bestimmung des vorderen Fahrzeugs wählt das vordere Fahrzeug auf der Grundlage verschiedener von dem Objekterkennungsblock 43 erhaltener Daten und ermittelt einen Abstand Z zu dem vorderen Fahrzeug in Z-Achsen-Richtung und eine relative Geschwindigkeit Vz. Anschließend bestimmt ein Fahrzeug-Fahrzeug-Abstandsregelungs- und Alarmentscheidungsblock 55 zur Regelung des Fahrzeug-Fahrzeug-Abstands und des Alarms entweder, ob bei der Alarmbestimmung ein Alarm zu erzeugen ist, oder bei der Geschwindigkeitsbestimmung den Inhalt der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung, und zwar auf der Grundlage des Abstands Z zu dem vorderen Fahrzeug, der relativen Geschwindigkeit Vz, des momentanen Zustands des Geschwindigkeitsregelungsschalters 26, des Zustandes des Bremsschalters 9, des Öffnungsgrads des Drosselklappenöffnungssensors 11 und eines Empfindlichkeitssollwerts einer Alarmempfindlichkeitseinstellungseinheit 25. Ist der Alarm zu erzeugen, so wird ein Alarmerzeugungssignal an den Alarmtongenerator 13 gegeben. Bei der Geschwindigkeitsbestimmung werden Steuersignale an die Getriebesteuereinheit 23, die Bremsansteuereinheit 19 und die Drosselklappenansteuereinheit 21 gesendet, um die erforderlichen Steueroperationen zu veranlassen. Bei einer Ausführung dieser Steueroperationen werden die erforderlichen Anzeigesignale an die Abstandsanzeigeeinheit 15 gegeben, um die Zustände an den Fahrer zu melden.
Die vorstehend beschriebene Fahrzeug-Fahrzeug-Regelung und Alarmbestimmung müssen auf einer angemessenen Objekterkennung, d. h. auf einem Fahrzeug, dass in angemessener Weise als Erkennungsobjekt erkannt wird, basieren. Folglich wird nachstehend der in dem Objekterkennungsblock 43 der Erkennungs- und Fahrzeugabstandregelungs-ECU 3 ausgeführte Objekterkennungsprozess zur angemessenen Erkennung des Fahrzeugs beschrieben.
6A zeigt ein Ablaufdiagramm eines Objekterkennungsprozesses. In Schritt S110 liest der Objekterkennungsprozess Abstandsdaten eines einzelnen Scans aus dem Laserradarsensor 5. Das Intervall jedes Scans beträgt beispielsweise 100 ms, d. h., der Laserradarsensor 5 stellt alle 100 ms Abstandsdaten für den Prozess bereit.
Im Schritt S120 werden die Daten segmentiert. Die gemäß vorstehender Beschreibung als die Abstandsdaten ermittelten dreidimensionalen Positionsdaten werden zur Bildung von Segmenten gruppiert. Für diese Segmentierung werden Daten, die eine vorbestimmte Verbindungsbedingung (Vereinigungsbedingung) erfüllen, korrigiert, um ein Vorsegment (Vorsegmentdaten) zu erzeugen, und von dem Vorsegment werden Daten, welche eine vorbestimmte Verbindungsbedingung (Vereinigungsbedingung) erfüllen, gesammelt, um ein endgültiges Segment (endgültige Segmentdaten) zu erzeugen. Die Vorsegmentdaten werden beispielsweise derart erhalten, dass die Punktmenge bezüglich erkannter Datenpunkte vereinigt wird, wenn sie zwei Bedingungen erfüllt, bei denen der Abstand ΔX in X-Achsen-Richtung unter 0,2 m und der Abstand ΔZ in Z-Achsenrichtung unter 2 m liegt. In dieser Ausführungsform sind drei Abtast-(Scan)-linien in Y-Achsen-Richtung vorgesehen, wobei durch die Vorsegmentierung Vorsegmentdaten für jede Linie erzeugt werden. Für die endgültige Segmentierung werden folglich die Vorsegmentdaten, die in einem dreidimensionalen (X, Y, Z) Raum nahe beieinander liegen, vereinigt (endgültige Segmentierung). Jedes der endgültigen Segmente (endgültige Segmentdaten) bildet ein rechteckiges Parallelepiped, das drei der X-, Y- und Z-Achse parallele Kanten aufweist, und dessen Mittelpunktskoordinaten (X, Y, Z) und Längen (W, H, D) der die Größe darstellende drei Kanten als die Dateninhalte verwendet werden. Das endgültige Segment (die endgültigen Segmentdaten) wird nachstehend, sofern nicht insbesondere auf eine andere Art spezifiziert, einfach als ”Segment (Daten)” bezeichnet.
In Schritt S130 wird jedes Segment als Vorziel gesetzt, und eine Zielprioritätswahrscheinlichkeit, mit der das Objekt vorrausichtlich zu einem Zielmodell verarbeitet wird, bezüglich jedes Vorziels berechnet. In diesem Fall ist das Zielmodell ein Modell eines Objekts, das bezüglich einer Gruppe von Segmenten zu erzeugen ist, und das Vorziel ein ”Kandidat” für ein Zielmodell, welches der Zielverarbeitung unterzogen wird. In dieser Ausführungsform können maximal 18 Vorziele gewählt werden. Für das Zielmodell werden von den Vorzielen vier Vorziele zur Verringerung der Zielprioritätswahrscheinlichkeit gewählt.
Was die Entscheidungsfaktoren betrifft, bei denn berücksichtigt wird, ob die Fahrzeugformwahrscheinlichkeit unter eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit (z. B. 50%) fällt, ob sich das Objekt bewegt, ob der laterale Abstand bezüglich dieses Fahrzeugs unter einen vorbestimmten Abstand (z. B. 6 m nach rechts oder links) fällt, ob die Erfassung für eine vorbestimmte Zeitspanne anhält und dergleichen, wird die Zielprioritätswahrscheinlichkeit jedes Vorziels derart berechnet, dass sie mit einer steigenden Anzahl zutreffender Punkte größer wird.
Nachstehend wird die Fahrzeugformwahrscheinlichkeit beschrieben. Wenn entlang einer Straßenseite eine hohe Anzahl von in einem kurzen Intervall aufgestellten Leitpfosten ist oder eine Leitplanke erfasst wird, kann es passieren, dass diese stationären Objekte irrtümlicherweise als ein sich bewegender Gegenstand erfasst werden. Dies kommt daher, dass dann, wenn etwas stets an der gleichen Position erfasst wird, eine Entscheidung getroffen wird, dass sich ein mit der dem Subjektfahrzeug entsprechenden Geschwindigkeit fahrendes Fahrzeug an dieser Position befindet. Folglich wird die Fahrzeugformwahrscheinlichkeit berechnet, um zu verhindern, dass ein irrtümlicherweise als sich bewegendes Objekt erkanntes Objekt irrtümlicherweise als vorausfahrendes Fahrzeug bestimmt wird. Wenn in dem Fahrzeugerfassungsblock 53 eine einen Gegenstand an einer Straßenseite anzeigende Entscheidung getroffen wird, wenn die Fahrzeugformwahrscheinlichkeit unter 50% liegt, kann verhindert werden, dass ein wiederholt auftauchender stationärer Gegenstand irrtümlicherweise als vorausfahrendes Fahrzeug beurteilt wird.
Die Fahrzeugformwahrscheinlichkeit kann in einem Bereich von 0 bis 100% liegen und wird zur Reduzierung des Einflusses von zufälligem Rauschen und Streuung mit Hilfe des gewichteten Mittelwerts gemäß der nachstehenden Gleichung (1) berechnet. [Gleichung 1]: Ist-Fahrzeugformwahrscheinlichkeit = letzter Wert × α + Ist-Wert × (1 – α)
Der Anfangswert wird auf 50% und α beispielsweise auf 0,8 gesetzt. Ferner wird der Ist-Wert der Fahrzeugformwahrscheinlichkeit auf der Grundlage der relativen Geschwindigkeit, der vertikalen und horizontalen Länge D bzw. W, der Erfassungszeit und dergleichen berechnet. Das Verfahren zur Berechnung dieser Fahrzeugformwahrscheinlichkeit ist in der offengelegten japanischen Druckschrift Nr. 2002-40139 (Absatz 0045 bis 0049) näher und hierin folglich nicht näher beschrieben.
In Schritt S140 werden vier Vorziele mit einer höheren Zielprioritätswahrscheinlichkeit als Ziele gewählt, die wiederum der Zielverarbeitung unterzogen werden. Diese Zielverarbeitung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in der 6B gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben. Bei der Zielverarbeitung wird zunächst ein entsprechendes Segment eines Zielmodells abgefragt (Schritt S141). Dies ist die Verarbeitung, bei der abgefragt wird, mit welchem momentan erfassten Segment das vorher erhaltene Zielmodell übereinstimmt, wobei das dem Zielmodell entsprechende Segment gemäß nachstehender Beschreibung bestimmt wird. Zunächst wird unter der Annahme, dass sich das Zielmodell von der Position zum Zeitpunkt der letzten Verarbeitung mit der relativen Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der letzten Verarbeitung bewegt hat, eine voraussichtliche Position des momentanen Zielmodells berechnet. Anschließend wird ein voraussichtlicher Bewegungsbereich, der eine vorbestimmte Breite in X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Richtung aufweist, um die voraussichtliche Position gesetzt. Ferner wird ein wenigstens teilweise in dem voraussichtlichen Bewegungsbereich beinhaltetes Segment als entsprechendes Segment bestimmt.
In Schritt S142 wird die Datenaktualisierungsverarbeitung bezüglich des Zielmodells ausgeführt. Gemäß dieser Verarbeitung werden die letzten Daten bezüglich des Zielmodell dann, wenn ein entsprechendes Segment vorhanden ist, auf der Grundlage der aktuellen Daten aktualisiert, wobei die zu aktualisierenden Daten die Mittelpunktskoordinaten (X, Y, Z), die Breite W, die Höhe H, die Tiefe D, die relativen Geschwindigkeiten (VX, VY, VZ) in X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Richtung, die vier zuvor aufgenommenen Mittelpunktskoordinaten-(X, Y, Z)-Daten, die Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit und dergleichen sind. Wenn in diesem Zusammenhang kein entsprechendes Segment vorhanden ist, wird die Datenaktualisierung bezüglich des Zielmodells nicht ausgeführt und ein neues Zielmodell registriert.
In dem anschließenden Schritt S143 dient die Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit als Parameter, der einen Bestimmtheitsgrad anzeigt, mit dem das Zielmodell ein Fahrzeug ist, dass auf einer der des Subjektfahrzeugs entsprechenden Fahrspur fährt. Genauer gesagt, die Position des Zielmodells wird berechnet und auf eine Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeitskarte gesetzt, um einen Ist-Wert der Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit des Zielmodells zu erhalten. In diesem Fall ist die Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeitskarte eine Karte, in der ein vorbestimmter Bereich (z. B. 5 m nach links und rechts und 100 m voraus) vor diesem Fahrzeug in eine Mehrzahl von Bereichen geteilt und jedem Bereich eine Wahrscheinlichkeit zugeordnet ist, so dass die Wahrscheinlichkeit größer wird, wenn der Abstand dazu geringer wird oder es sich dem Kurs dieses Fahrzeugs annähert.
Nach der Berechnung des Ist-Werts der Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit wird die Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit mit Hilfe des gewichteten Mittelwerts gemäß der Gleichung (2) erhalten. [Gleichung 2]: Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit = letzter Wert der Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit × α + Ist-Wert der Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit × (1 – α)
In diesem Fall kann α ein konstanter Wert oder ein sich in Übereinstimmung mit dem Abstand zu dem Zielmodell ändernder oder in Übereinstimmung mit einem das Zielmodell aufweisenden Bereich ändernder Wert sein. Das Verfahren zur Berechnung der Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit ist in der offengelegten japanischen Druckschrift Nr. 2002-40139 (Absatz 0050 bis 0056) näher und hierin folglich nur kurz beschrieben.
Die Daten bezüglich des Zielmodells, einschließlich der Fahrzeugformwahrscheinlichkeit und der Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit, werden von dem Objekterkennungsblock 43 an den in der 1 gezeigten Fahrzeugerfassungsblock 53 gegeben. Der Fahrzeugerfassungsblock 53 trifft eine Entscheidung, dass von den Zielmodellen, deren Fahrzeugformwahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 50%) und deren Subjektfahrzeugfahrspurwahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 50%) überschreitet, das Zielmodell mit dem kürzesten Abstand Z ein vorausfahrendes Fahrzeug ist. Das Ergebnis dieser Entscheidung wird an den Fahrzeug-Fahrzeug-Abstandsregelungs- und Alarmerzeugungsbestimmungsblock 55 gegeben.
Von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik hebt sich die Erfindung durch die nachstehende Berechnung des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels des Laserradarsensors 5 ab.
Selbst wenn ein vertikaler Lichtachsenwinkel Δθelv, der ein Abweichungswinkel des Mittelpunkts der optischen Achse des Laserradarsensors 5 von dem Referenzwinkel ΔA ist, berechnet wird, kann sich der Abweichungswinkel des Mittenlaserstrahls des Laserradarsensors 5 von dem Referenzwinkel ΔA in Y-Achsen-Richtung ändern, da sich der Ist-Laserstrahlemissionsbereich aufgrund verschiedener Faktoren ändert. Beispielsweise kann sich der Laserstrahlemissionsbereich aufgrund des Beladungszustands des Fahrzeugs, der Fahrzeuginsassenanzahl oder dergleichen insbesondere in Y-Achsen-Richtung (vertikaler Richtung) von dem als Messbereich eingestellten Bereich verschieben. Ferner kann sich der Befestigungszustand des Laserradarsensors 5 an dem Fahrzeug bei mehrmaligem Fahren des Subjektfahrzeugs aufgrund von Fahrvibrationen oder dergleichen verändern.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der an dem vorderen Fahrzeug angeordnete Reflektor verwendet, um zu bestimmen, in welchem Umfang der Mittenlaserstrahl des Laserradarsensors 5 von dem Referenzwinkel ΔA in Y-Achsen-Richtung abweicht. D. h., es wird der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu berechnet.
Auf diese Weise wird der Ist-Abweichungswinkel des Mittenlaserstrahls des Laserradarsensors 5 von dem Referenzwinkel ΔA mit dem vertikalen Lichtachsenwinkel Δθelv verglichen. Unterscheidet sich der Ist-Abweichungswinkel von dem Winkel Δθelv, wird die Erfassungsgenauigkeit des vorderen Fahrzeugs verbessert, indem eine Aufwärts/Abwärtsbestimmung (wird nachstehend noch beschrieben) auf der Grundlage des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels θu ausgeführt wird.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Berechnung des Mittenlaserstrahls des Laserradarsensors 5. In Schritt S210 bestimmt der Prozess, ob eine Startbedingung zur Berechnung des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels θu erfüllt ist. Die Startbedingungen werden nachstehend näher beschrieben.
Eine erste Startbedingung ist dadurch gegeben, dass das Subjektfahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die über einem vorbestimmten Wert (z. B. 40 km/h) liegt. Diese Bedingung wird auferlegt, da die Straße, auf der mit einer Geschwindigkeit gefahren werden kann, die über einem bestimmten Wert liegt, frei von Unebenheiten und/oder ein Gefälle oder eine Steigung aufweisenden Straßenabschnitten ist, die eine genaue Berechnung des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels θu aufgrund der Problematik, eine Reflexion von den Reflektoren des vorderen Fahrzeugs zu erhalten, verhindern. In diesem Fall wird die Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47 ermittelt.
Eine zweite Startbedingung ist dadurch gegeben, dass die Beschleunigung des Subjektfahrzeugs kleiner als ein vorbestimmter Wert (z. B. 0,05 G) ist. Diese Bedingung wird auferlegt, da sich die Lage des Fahrzeugs ändert, d. h., das Subjektfahrzeug taucht entweder mit der Nase ab oder hebt die Nase an, wenn der Beschleunigungswert einen vorbestimmten Wert überschreitet. Auf diese Weise kann der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu, der durch eine Änderung des Fahrzeugzustands von stabiler Natur, wie beispielsweise eine schwere Beladung oder eine vermehrte Anzahl an Fahrzeuginsassen, verursacht wird, berechnet werden. In diesem Fall kann die Beschleunigung als Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden.
Eine dritte Startbedingung ist dadurch gegeben, dass der Kurvenradius der von dem Subjektfahrzeug befahrenen Straße größer als ein vorbestimmter Wert (z. B. 1500 m) ist. Auf diese Weise wird eine fehlerhafte Berechnung des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels θu, die durch die Änderung der Lage des Subjektfahrzeugs, d. h. die geänderte Richtung des Laserstrahls des Laserradarsensors 5, die durch ein Wanken des Subjektfahrzeugs verursacht wird, während dieses auf einer kurvenförmigen Straße bzw. in einer Kurve fährt, oder durch einen Verlust der Reflexion des Laserstrahls von dem vorderen Fahrzeug verursacht wird, verhindert.
Die Startbedingung kann ferner weitere Situationen berücksichtigen. D. h., es ist möglich, die Berechnung des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels einzig dann zu starten, wenn direkt auf den Laserradarsensor 5 einfallendes Licht der Morgen/Abendsonne keinen Sensorfehler hervorruft oder ein Messniveau des Laserradarsensors 5 durch Schmutz und/oder weitere fremde Elemente, die an eine Oberfläche des Sensorabschnitts anhaften, nicht verschlechtert wird.
Der Prozess schreitet zu Schritt S220 voran, wenn sämtliche der obigen Bedingungen erfüllt sind. Der Prozess schreitet nicht zu Schritt S220 voran, wenn irgendeine der obigen Bedingungen nicht erfüllt ist.
Im Schritt S220 werden Zielprioritätswahrscheinlichkeiten für eine Mehrzahl von Zielobjekten berechnet. Diese Berechnung entspricht im Wesentlichen dem in Schritt S130 des in der 6A gezeigten Ablaufdiagramms beschrieben Prozess.
Im Schritt S230 wird eine erste Extraktion bezüglich eines Lernobjektkandidaten vorgenommen. Bei dieser ersten Extraktion wird das Vorziel als ein sich bewegendes Objekt erkannt und die Erkennung für eine vorbestimmte Zeitspanne fortgeführt (z. B. 10 Sekunden), und von den Vorzielen, deren Fahrzeugformwahrscheinlichkeit 50% überschreitet, ein Vorziel mit der höchsten Zielprioritätswahrscheinlichkeit als der Lernobjektkandidat bestimmt.
In Schritt S240 wird eine zweite Extraktion vorgenommen. Bei dieser zweiten Extraktion wird bezüglich des Lernobjektkandidaten darüber eine Entscheidung getroffen, ob seine Breite in einen vorbestimmten Bereich (z. B. einen Bereich unter 3 m) fällt oder nicht, und zwar für den in der ersten Extraktion extrahierten Lernobjektkandidaten. Auf diese Weise werden nicht einzig Pkws, sondern ebenso an ihrer Rückseite mit einem Reflektor ausgerüstete Lkws und Busse als Objekte für die Extraktion mit einbezogen.
Die Reflektoren an beiden Kanten der Rückseite des Fahrzeugs weisen verglichen mit weiteren Teilen des Fahrzeugs einen höheren Reflexionsgrad des Laserstrahls auf. Ein Abstand der Reflektoren an beiden Kanten kann als Kriterium zur Bestimmung verwendet werden, dass das sich bewegende Objekt dann ein Fahrzeug ist, wenn der Abstand in einem vorbestimmten Bereich liegt. Der an einem Motorrad angeordnete Reflektor kann ebenso als Lernobjektkandidat mit einbezogen werden.
In Schritt S250 wird eine dritte Extraktion vorgenommen. Bei dieser dritten Extraktion wird der in dem zweiten Extraktionsprozess gewählte Lernobjektkandidat ferner bestimmt, indem ein Kriterium verwendet wird, dass der Abstand Z zu dem Lernobjektkandidaten größer als ein vorbestimmter Abstand ist.
Gemäß vorstehender Beschreibung weist der von dem Laserradarsensor 5 abgestrahlte Laserstrahl einen Strahlwinkel von 1,62 Grad in Y-Achsen-Richtung auf und beträgt der Strahlwinkel eines nicht überlappenden Bereichs zu benachbarten Strahlen 1,23 Grad. Folglich nimmt Durchmesser des Laserstrahls in Y-Achsen-Richtung proportional zum Abstand der Quelle des Laserstrahls zu.
Demgegenüber ändert sich die Höhe der an den Fahrzeugen angebrachten Reflektoren in Übereinstimmung mit dem Fahrzeugtyp und/oder der Fahrzeuggestaltung (z. B. in einem Bereich von 0,25 bis 1,5 m). Folglich kann der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu ohne Rücksicht auf die Höhe des Reflektors berechnet werden, wenn die Reflektoren in verschiedenen Höhen durch einen einzigen horizontalen Scan des Laserstrahls abgedeckt werden. Genauer gesagt, der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu kann nicht exakt berechnet werden, wenn beide der zwei verschiedenen Ebenen der in der 4 gezeigten Laserstrahlen die Reflexion von dem Reflektor erzeugen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Lernobjektkandidat mit Hilfe eines Kriteriums gewählt, dass der Abstand Z des Lernobjektkandidaten ausreicht, um in Y-Achsen-Richtung die Laserstrahlbreite zu erzielen, welche die Änderungen der Reflektoranordnungshöhe, wie in 8 gezeigt, abdeckt. Auf diese Weise werden verschiedene Fahrzeugtypen, die unterschiedliche Reflektoranordnungshöhen aufweisen, als die Lernobjektkandidaten zur Berechnung des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels θu untergebracht. D. h., die Möglichkeiten zur Berechnung des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels θu werden deutlich erhöht.
Der Laserstrahlwinkel des nicht überlappenden Bereichs in der vorliegenden Ausführungsform beträgt 1,23 Grad. Folglich erweitert sich die Breite des Laserstrahls in Y-Achsen-Richtung auf eine Länge von 1,25 m (Höhenänderung der Reflektoren, die bei den Fahrzeugtypen erwartet wird), wenn der Abstand Z von dem Subjektfahrzeug zu dem Reflektor ungefähr 58 m beträgt. D. h., ein minimaler Wert des Abstands Z beträgt 58 m.
Der minimale Wert des Abstands Z kann jedoch eine Situation hervorrufen, bei der eine Mehrzahl von Laserstrahlen (zwei benachbarte Laserstrahlen in Y-Achsen-Richtung) in Abhängigkeit des Anordnungswinkels des Laserradarsensors 5 die Reflexion auf dem gleichen Reflektor hervorrufen. Folglich weist der minimale Wert des Abstands Z vorzugsweise einen Spielraum auf, der praktisch zur Bestimmung des Winkels θu zu verwenden ist. Der minimale Wert des Abstands Z kann beispielsweise 80 m sein, um die Änderung der Reflektoranordnungshöhe ausreichend abzudecken, da der Laserstrahl mit dem nicht überlappenden Winkel von 1,23 Grad die vertikale Strahlbreite von 1,72 m im Abstand von 80 m erzeugt. Diese Laserstrahlbreite reicht aus, um die erwartete Änderung der Reflektoranordnungshöhe (1,25 m) abzudecken.
Das sämtliche der drei vorstehend beschriebenen Startbedingungen erfüllende Fahrzeug wird als der Lernobjektkandidat gewählt. Der Lernobjektkandidat kann aus einer Mehrzahl von Kandidaten gewählt werden, oder es kann ein Fahrzeug, das eine typische Reflektoranordnungshöhe (d. h. 0,75 m für einen Pkw) aufweist, auf der Grundlage der Fahrzeugbreite als Lernobjektkandidat gewählt werden.
In Schritt S260 wird der vorstehend gewählte Lernobjektkandidat zur Berechnung einer Reflektorerfassungsflächennummer (”Ziel_Fläche”) des Laserstrahls verwendet. Die Ziel_Fläche, die Reflektorerfassungsflächennummer, ist eine Flächennummer des Laserstrahls, welcher die Reflexion des an dem als Lernobjektkandidat gewählten Fahrzeug angebrachten Reflektors erzeugt. Die Reflektorerfassungsflächennummer (”Ziel_Fläche”) wird auf der Grundlage der Reflexion von dem Reflektor und der Flächennummer des die Reflexion erzeugenden Laserstrahls bestimmt.
In diesem Fall wird mit Hilfe der Gleichung 3 ein Zwischenwert als Reflektorerfassungsflächennummer Ziel_Fläche berechnet, wenn zwei Laserstrahlen die Reflexion des Reflektors gemeinsam erzeugen. [Gleichung 3]: Ziel_Fläche = (Flächennummer des oberen Laserstrahls + Flächennummer des unteren Laserstrahls)/2
Die Reflektorerfassungsflächennummer ist in der 4 oder in der 5 beispielsweise 1 (obere Fläche), 1,5 (obere und mittlere Fläche), 2 (mittlere Fläche), 2,5 (mittlere und untere Fläche) oder 3 (untere Fläche).
Auf diese Weise werden momentane Reflektorerfassungsflächennummern zusammen mit einer Inkrementierung der Anzahl von Malen N einer Berechnung der Reflektorerfassungsflächennummern ermittelt, indem die nachstehenden Gleichungen 4 und 5 verwendet werden. [Gleichung 4]: N = N + 1 [Gleichung 5]: Σ NZiel_Fläche = Σ NZiel_Fläche + Ziel_Fläche
Anschließend wird mit Hilfe der Gleichung 6 ein Mittelwert der Reflektorerfassungsflächennummern (”Ziel_Fläche ave”) berechnet, wenn die Anzahl von Malen N eine vorbestimmte Anzahl (z. B. N = 600) erreicht. [Gleichung 6]: Ziel_Fläche ave = Σ NZiel_Fläche + N
Die Anzahl von Malen N der Berechnung und die Summation der Reflektorerfassungsflächennummern (”Ziel_Fläche”) werden nach einer Berechnung des Mittelwerts der Reflektorerfassungsflächennummer (”Ziel_Fläche ave”) initialisiert.
Auf diese Weise wird eine fehlerhafte Bestimmung der Flächennummer aufgrund der Umgebungsstörgrößen verhindert, indem der Mittelwert der Reflektorerfassungsflächennummer Ziel_Fläche berechnet wird. Ferner ist die Initialisierung des Mittelwerts der Reflektorerfassungsflächennummer (”Ziel_Fläche”) für eine korrekte Erfassung des momentanen Fahrzeugfahrzustands effektiv.
Nach einer Berechnung der Reflektorerfassungsflächennummer (”Ziel_Fläche”) wird anschließend der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu berechnet. Der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu wird mit Hilfe der Gleichung 7 berechnet. [Gleichung 7]: θu [LSB = 0,01 Grad] = (Ziel_Fläche ave – 2) × 1,425 [Grad] – ΔA [Grad]
Der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu zeigt den Abweichungswinkel des Mittenlaserstrahls von dem Referenzwinkel ΔA in Y-Achsen-Richtung. Der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu nimmt dann, wenn die Mittenachse von dem Referenzwinkel ΔA nach oben abgelenkt ist, einen positiven Wert und dann, wenn die Mittenachse von dem Referenzwinkel ΔA nach unten abgelenkt ist, einen negativen Wert an.
In Schritt S270 wird die Korrektur bezüglich der Objekterkennung oder die Korrektur bezüglich des Messbereichs auf der Grundlage des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels θu vorgenommen.
Bezüglich der Korrektur der Objekterkennung wird die Laserradarsensorwinkelbestimmung ausgeführt, wenn der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu nicht innerhalb eines ersten Standardbereichs (z. B. –0,8 < θu < 0,8) liegt. Das Ergebnis der Bestimmung, d. h. der Anordnungswinkel des Laserradarsensors weist entweder eine Abweichung nach oben oder eine Abweichung nach unten auf, wird an den Objekterkennungsblock 43 gegeben.
Der Objekterkennungsblock 43 setzt die Zielprioritätswahrscheinlichkeit des Lernobjekts auf der Grundlage der Bestimmung des vertikalen Lichtachsenabweichungswinkels θu auf beispielsweise 20%. D. h., das Lernobjekt ist mit einer höheren Wahrscheinlichkeit kein Fahrzeug, wenn die Reflexion des Lernobjekts durch den neben dem Mittenlaserstrahl gelegenen Laserstrahl in einem über einem vorbestimmten Abstand liegenden Abstand erzeugt wird. Auf diese Weise wird die Objekterkennung des Lernobjekts korrigiert.
Beispielsweise wird der Laserstrahl, der in Y-Achsen-Richtung unter dem Mittenlaserstrahl liegt, mit einer höheren Wahrscheinlichkeit durch reflektierende Objekte, wie beispielsweise Leitpfosten (Katzenaugen) oder dergleichen an einer Straße, reflektiert, wenn der Laserradarsensor 5 abwärts gerichtet angeordnet ist. Der höher als der Mittenlaserstrahl liegende Laserstrahl wird mit einer höheren Wahrscheinlichkeit durch reflektierende Objekten, wie beispielsweise Straßenschilder oder dergleichen an einer Straße, reflektiert, wenn der Laserradarsensor 5 aufwärts gerichtet angeordnet ist. Folglich wird die Zielprioritätswahrscheinlichkeit des Lernobjekts verringert, wenn durch den Laserstrahl, der entweder aufwärts oder abwärts bezüglich des Mittenlaserstrahl abgestrahlt wird, ein reflektierendes Objekt in einem Abstand erfasst wird, der größer als ein vorbestimmter Abstand ist. Auf diese Weise wird eine fehlerhafte Bestimmung eines Objekts (welches kein Fahrzeug ist) als Fahrzeug verhindert.
Nachstehend wird die Korrektur des Messbereichs beschrieben. Der Laserradarsensor 5 wird derart gesteuert, dass eine Reflektorerfassungsflächennummer in Y-Achsen-Richtung um 1 erhöht oder verringert wird, wenn der vertikale Lichtachsenabweichungswinkel θu größer als ein zweiter Standardbereich (z. B. –1,2 < θu < 1,2) ist, der größer als der erste Standardbereich ist. D. h., der Mittenlaserstrahl wird entweder zu einen aufwärts gelegenen nächsten Laserstrahl oder zu einem abwärts gelegenen nächsten Laserstrahl gewechselt. Auf diese Weise wird die Mittenlaserstrahlachse nach dem Referenzwinkel ΔA in dem Messbereich 91 ausgerichtet.
Obgleich die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit ihrer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben wurde, sollte wahrgenommen werden, dass Fachleuten eine verschiedene Änderungen und Modifikationen ersichtlich sein werden.
Beispielsweise können der Abstand Z und der Abtastwinkel θx, θy in dem Objekterkennungsblock 43 und nicht in dem Laserradarsensor 5 von Polarkoordinaten in orthogonale Koordinaten gewandelt werden.
Vorstehend wurde eine Objekterkennungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug offenbart.
Eine Objekterkennungsvorrichtung 1 in einem Subjektfahrzeug weist eine Radareinheit 5 zum Senden einer Mehrzahl an Laserstrahlen in einen sich in horizontaler und vertikaler Richtung des Subjektfahrzeugs ausdehnenden Abtastbereich und zum Empfangen einer Reflexion, eine Erkennungseinheit 53 zum Erkennen des vor dem Subjektfahrzeug befindlichen Objekts auf der Grundlage der Reflexion, eine Bestimmungsuntereinheit 43 in der Radareinheit 5, eine Berechnungsuntereinheit 53 in der Radareinheit 5 und eine Einstellungsuntereinheit in der Radareinheit 5 auf. Die Radareinheit 5 ist derart mit einer Mittenachse von einem der Mehrzahl an Laserstrahlen nach einem Zielwinkel ausgerichtet in dem Subjektfahrzeug angeordnet, dass die Bestimmungsuntereinheit 43 eine Abdeckung des Laserstrahls in vertikaler Richtung, die ausreicht, um eine von der Radareinheit 5 erfasste Höhenänderung des Reflektors an dem Objekt in einem ersten Abstand zu umfassen, als vorbestimmte Bedingung zum Wählen des Objekts verwendet.

Claims

Objekterkennungsvorrichtung (1) in einem Subjektfahrzeug, mit: – einer Radareinheit (5) zum Senden einer Mehrzahl an Laserstrahlen in einen sich in horizontaler und vertikaler Richtung von dem Subjektfahrzeug ausdehnenden Abtastbereich und zum Empfangen einer Reflexion des Laserstrahls von einem Objekt; – einem Steuergerät (3), das mit der Radareinheit (5) verbunden ist; – einer Erkennungseinheit (53) in dem Steuergerät (3) zum Erkennen des vor dem Subjektfahrzeug befindlichen Objekts auf der Grundlage der Reflexion; – einer Bestimmungsuntereinheit (43) in dem Steuergerät (3); – einer Berechnungsuntereinheit in dem Steuergerät (3); – einer Einstellungsuntereinheit in dem Steuergerät (3); und – einem Geschwindigkeitsdetektor (7) zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs, wobei – die Radareinheit (5) mit einer Mittenachse von einem der Mehrzahl an Laserstrahlen nach einem Zielwinkel ausgerichtet in dem Subjektfahrzeug angeordnet ist, – die Bestimmungsuntereinheit (43) eine Position des einen der Mehrzahl an Laserstrahlen auf der Grundlage der Reflexion des von einem Reflektor an dem Objekt reflektierten Laserstrahls bei einer vorbestimmten Bedingung bestimmt, – die Berechnungsuntereinheit einen Abweichungswinkel der Mittenachse der Mehrzahl an Laserstrahlen von dem Zielwinkel auf der Grundlage der Positionen der Mehrzahl an Laserstrahlen von der Bestimmungsuntereinheit (43) berechnet, – die Einstellungsuntereinheit die Einstellung der Mittenachse des vertikalen Abtastbereichs und/oder die Einstellung zur Erkennung des Objekts durch die Erkennungseinheit (53) steuert, – die Bestimmungsuntereinheit (43) die Abdeckung des Laserstrahls in vertikaler Richtung, die ausreicht, um eine von der Radareinheit (5) erfasste Höhenänderung des Reflektors an dem Objekt in einem ersten Abstand zu umfassen, als die vorbestimmte Bedingung zum Wählen des Objekts verwendet, und – die Bestimmungsuntereinheit (43) die Position des die Reflexion an dem Reflektor des Objekts erzeugenden Laserstrahls bestimmt, wenn die Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs über einem vorbestimmten Wert liegt.
Objekterkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungsuntereinheit (43) die Abdeckung von jedem der Laserstrahlen in vertikaler Richtung, die ausreicht, um eine Höhenänderung des Reflektors an dem Objekt in einem zweiten Abstand, der größer als der erste Abstand ist, zu umfassen, als die vorbestimmte Bedingung zum Wählen des Objektes verwendet.
Objekterkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Berechnungsuntereinheit den Abweichungswinkel mit Hilfe eines Mittelwerts einer vorbestimmten Anzahl an Positionen des Laserstrahls bestimmt, und – die Daten der vorbestimmten Anzahl an Positionen gelöscht werden, wenn der Abweichungswinkel berechnet ist.
Objekterkennungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – zwei benachbarte Laserstrahlen derart in Richtungen projiziert werden, dass Abschnitte der Laserstrahlen einen überlappenden Bereich aufweisen, und – die Bestimmungsuntereinheit (43) eine Zwischenposition der zwei Laserstrahlen als die Position des Laserstrahls bestimmt, wenn die zwei Laserstrahlen gleichzeitig die Reflexion an dem Reflektor des Objekts erzeugen.
Objekterkennungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung des Laserstrahls in vertikaler Richtung der vorbestimmten Bedingung durch eine Breite eines nicht überlappenden Bereichs von jedem der Laserstrahlen in vertikaler Richtung definiert ist.
Objekterkennungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Beschleunigungsdetektor (47) zur Berechnung einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs aufweist, wobei die Bestimmungsuntereinheit (43) die Position des die Reflexion an dem Reflektor des Objekts erzeugenden Laserstrahls bestimmt, zumindest wenn die Beschleunigung des Subjektfahrzeugs kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Objekterkennungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Kurvenradiusdetektor (57) zur Erfassung eines Kurvenradius einer von dem Subjektfahrzeug befahrenen Straße aufweist, wobei die Bestimmungsuntereinheit (43) die Position des die Reflexion an dem Reflektor des Objekts erzeugenden Laserstrahls bestimmt, wenn der Kurvenradius der Straße größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Objekterkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Einstellungsuntereinheit einer Ausrichtung der Radareinheit (5) als eine Ausrichtung nach oben oder als eine Ausrichtung nach unten bestimmt, wenn der Abweichungswinkel einen ersten Winkelbereich verlässt, und – die Erkennungseinheit eine Wahrscheinlichkeit zur Erkennung des Objekts als vorderes Fahrzeug auf der Grundlage der Reflexion eines neben einem Mittenlaserstrahl des vertikalen Abtastbereichs liegenden Laserstrahls in Übereinstimmung mit der Bestimmung der Ausrichtung der Radareinheit (5) verringert.
Objekterkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Projektionseinstellungsbereich des Laserstrahls der Radareinheit (5) in vertikaler Richtung breiter als ein Gesamtabtastbereich der Laserstrahlen ist, und – die Einstellungsuntereinheit den Gesamtabtastbereich der Laserstrahlen in dem Projektionseinstellungsbereich verschiebt, wenn der Abweichungswinkel nicht innerhalb eines zweiten Winkelbereichs liegt, der größer als der erste Bereich ist.