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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Fahrregelung eines
Kraftfahrzeugs.
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Ein
automatisches Fahrregelungssystem, das einen Abstand zwischen einem
eigenen Fahrzeug und einem vor dem eigenen Fahrzeug befindlichen
Fahrzeug (im Folgenden "Vorausfahrzeug" genannt) auf einen
größeren Abstand
einstellt, wenn das Vorausfahrzeug ein großes Fahrzeugs ist, ist in der
JP-A-2-40798 offenbart. Dieses System umfasst zwei Sonardetektoren,
d.h. einen Sonardetektor, der Ultraschallwellen in Richtung eines
Vorausfahrzeugs in einem Winkel nach oben aussendet, und einen weiteren
Sonardetektor, der Ultraschallwellen horizontal aussendet. Abstände zwischen
dem Vorausfahrzeug und dem eigenen Fahrzeug, die mittels der zwei
Sonardetektoren erfasst werden, werden vergleichen, und es wird
bestimmt, dass das Vorausfahrzeug ein großes Fahrzeug ist, wenn der
Wert des bestimmten Abstandes kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist. Wenn das Vorausfahrzeug ein großes Fahrzeug ist, wird der
Abstand zu dem Vorausfahrzeug auf einen größeren Abstand eingestellt,
und das eigene Fahrzeug folgt dem Vorausfahrzeug derart, dass der
eingestellte Abstand nicht verändert
wird. Da zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem großen Vorausfahrzeug
ein größerer Abstand
gehalten wird, wird verhindert, dass ein Verkehrssignal durch das
Vorausfahrzeug verdeckt wird.
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Es
gibt außer
dem Vorausfahrzeug verschiedene weitere Objekte, die Hindernisse
darstellen und sich vor dem eigenen Fahrzeug befinden können (im Folgenden
als "Voraushindernisse" bezeichnet). Zum Beispiel
sorgt eine Wand bzw. Mauer entlang einer gekrümmten Straße dafür, dass die Kurve nicht einsichtig
ist, bzw. eine ansteigende Straße
bildet ein vorausliegendes Hindernis. Das in der JP-A-2-40798 offenbarte
Fahrregelungssystem erfasst nur eine Abmessung des Vorausfahrzeugs,
während
weitere Voraushindernisse nicht in Betracht gezogen sind.
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts des oben genannten Problems
gemacht worden, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein verbessertes Fahrregelungssystem für ein Kraftfahrzeug (im Folgenden
als "eigenes Fahrzeug" bezeichnet) bereitzustellen,
das zusätzlich
zu Vorausfahrzeugen Vorausobjekte wie etwa eine Wand entlang einer
gekrümmten
Straße
erkennt und ein Fahrzeug so regelt, dass die Sicherheit eines Fahrers
bzw. von Insassen des eigenen Fahrzeugs verbessert ist.
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Das
Fahrregelungssystem für
ein Kraftfahrzeug umfasst einen Bildverarbeitungssystem zur Verarbeitung
eines Vorausbildes, d.h., wie oben erwähnt, eines in Fahrtrichtung
aufgenommenen Bildes des Bereichs vor dem eigenen Fahrzeug, ein elektronisches
Steuergerät
(im Folgenden als "ECU" = "electronic control
unit" bezeichnet)
zur Erzeugung von Soll-Stellwerten und Aktoren wie etwa einen Beschleunigungs-(Verzögerungs-)aktor
und einen Lenkaktor. Hindernisse wie etwa ein Vorausfahrzeug, eine
nicht einsehbare Kurve oder eine ansteigende Straße (im Folgenden
als "Bergaufstraße" bezeichnet), die
sich im vorderen Blickfeld eines Fahrers befinden, werden aufgenommen
und von dem Bildverarbeitungssystem verarbeitet. Die ECU erzeugt
die Soll-Stellwerte auf der Grundlage von Ausgangssignalen von dem
Bildverarbeitungssystem. Die Aktoren regeln eine Geschwindigkeit
des eigenen Fahrzeugs und/oder eine seitliche Position in einer
Fahrspur auf der Grundlage der von der ECU zugeführten Soll-Stellwerte.
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Das
Bildverarbeitungssystem gibt ein durch ein Voraushindernis wie etwa
ein Vorausfahrzeug, eine nicht einsehbare Kurve oder eine Steigung
einer Straße
(Bergaufstraße)
verdecktes Gesichtsfeldverhältnis
aus. Durch Division des Rückseitenbereichs des
Vorausfahrzeugs durch das gesamte Gesichtsfeld wird ein Gesichtsfeldverhältnis Rpv
bei einem durch ein Vorausfahrzeug eingeschränkten Gesichtsfeld berechnet.
Durch Division einer Differenz zwischen einem normalerweise sichtbaren
Abstand und einem berechneten Abstand zu einer die Sicht nehmende
Wand durch den normalerweise sichtbaren Abstand wird ein Gesichtsfeldverhältnis Rpc
bei einem durch eine nicht einsehbare Kurve eingeschänkten Gesichtsfeld
berechnet. Durch Division einer Differenz zwischen einem normalerweise
sichtbaren Abstand und einem Abstand zu einem Horizont einer Bergaufstraße durch
den normalerweise sichtbaren Abstand wird ein Gesichtsfeldverhältnis bei
einem durch eine Bergaufstraße
eingeschränkten
Gesichtsfeld berechnet. Das Vorausbild kann von einer Bordkamera
aufgenommen werden. Das durch ein Vorausfahrzeug eingeschränkte Gesichtsfeld
kann durch einen Rückseitenbereich
des Vorausfahrzeugs ersetzt werden, das aus einem von der Kamera
aufgenommenen Vorausbereich berechnet wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können andere
Hindernisse als ein Vorausfahrzeug erfasst werden. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit
und/oder die seitliche Position in der Fahrspur auf der Grundlage
des durch ein Vorausobjekt eingeschränkten Gesichtsfeldes geregelt
wird, ist eine verbesserte Fahrsicherheit gegeben. Der Fahrer kann
eine geeignete Sicht nach vorn haben, da ein Abstand zu dem Voraushindernis
und die seitliche Position des eigenen Fahrzeugs in einer Fahrspur
auf der Grundlage einer Abmessung des Hindernisses, das dem Fahrer die
Sicht nach vorn nimmt, geregelt wird.
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Die
obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
deutlicher ersichtlich. In den Zeichnungen sind:
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1 ein
Blockdiagramm, das eine Gesamtstruktur eines Fahrregelungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2A eine
Darstellung, die ein vorderes Gesichtsfeld (im Folgenden "Vorausgesichtsfeld" genannt) zeigt,
in dem ein Vorausfahrzeug zu sehen ist;
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2B eine
Kennlinie, die eine Sollfahrzeit (Tt) bis zu einem Vorausfahrzeug
relativ zu einem durch ein Vorausfahrzeug eingeschränkten Gesichtsfeldverhältnis zeigt;
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3A eine
Darstellung, die eine seitliche Position eines Fahrzeugs in einer
Fahrzeugspur zeigt, um eine bessere Sicht nach vorn zu erhalten, wenn
ein Vorausfahrzeug vorhanden ist;
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3B eine
Darstellung, die eine seitliche Position eines Fahrzeugs in einer
Fahrspur zeigt, um eine bessere Sicht nach vorn zu erhalten, wenn
eine Wand entlang einer gekrümmten
Straße
vorhanden ist;
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4 ein
Flussdiagramm, das ein in einem Bildverarbeitungssystem ausgeführtes Verfahren zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erfassen eines Vorausfahrzeugs
zeigt;
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6 ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Regelung eines Fahrzeugs zeigt,
die in einer in einem Fahrzeug eingebauten ECU ausgeführt wird;
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7 ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Erzeugung von Soll-Stellwerten
zeigt;
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8 eine
Kennlinie, die eine Sollfahrzeit Tt bis zu dem Vorausfahrzeug bezogen
auf einen Rückseitenbereich
Sb des Vorausfahrzeugs zeigt;
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9A eine
Darstellung, die spätere
Positionen des eigenen Fahrzeugs zeigt, das entlang einer gekrümmten Straße fährt;
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9B eine
Darstellung, die eine Wand zeigt, welche eine nicht einsehbare Kurve
bildet;
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10 ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Erfassung von Vorausobjekten
zeigt, das gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
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11 ein
Flussdiagramm, das einen Prozess zur Erzeugung von Soll-Stellwerten
zeigt, der gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegende Erfindung ausgeführt
wird;
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12A eine Darstellung, die ein normales Gesichtsfeld
bei einer ebenen Straße
zeigt;
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12B eine Darstellung, die einen Horizont einer
Bergaufstraße,
nahe an deren oberstem Punkt zeigt; und
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12C eine Darstellung, die eine Wand entlang einer
gekrümmten
Straße
und ein auf der Straße
fahrendes Fahrzeug zeigt.
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst ein Fahrregelungssystem 100 eine Bordkamera 10,
ein Bildverarbeitungssystem 20, eine ECU 30 zur
Erzeugung von Soll-Stellwerten,
einen Geschwindigkeitssensor 40 zur Erfassung der Geschwindigkeit
eines Fahrzeugs, einen Aktor 50 zur Steuerung bzw. Einstellung
der Beschleunigung bzw. Verzögerung
und einen Lenkaktor 60.
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Die
Kamera 10 ist in einem vorderen Abschnitt des eigenen Fahrzeugs
zur Aufnahme von Bildern eines vor dem eigenen Fahrzeug befindlichen Bereichs
(im Folgenden "Vorausbereich") eingebaut. Das
Bildverarbeitungssystem 20 verarbeitet die von der Kamera 10 aufgenommenen
Bilder, um Informationen über
vor dem eigenen Fahrzeug (d.h. im Vorausbereich) befindlicher Objekte
(im Folgenden "Vorausobjekte" genannt) und das
eigene Fahrzeug in einer Fahrspur zu erzeugen und bereitzustellen.
Die Informationen werden der ECU 30 zugeführt, so
dass diese die Soll-Stellwerte
erzeugt. Die ECU 30 umfasst einen Mikrocomputer, der Soll-Stellwerte
erzeugt, die den Aktoren 50 bzw. 60 zugeführt werden. Das
heißt,
die ECU 30 stellt, sofern ein Vorausfahrzeug erfasst wird,
eine Sollfahrzeit Tt bis zu dem Vorausfahrzeug ein (Tt = Dbet/Veigen,
wobei Dbet ein Abstand zwischen dem Vorausfahrzeug und dem eigenen
Fahrzeug und Veigen die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs ist).
Die Fahrzeuggeschwindigkeit Veigen wird so geregelt, dass die Sollfahrzeit
Tt erreicht wird. Wenn kein Vorausfahrzeug erfasst wird, wird die
Fahrzeuggeschwindigkeit Veigen des eigenen Fahrzeugs so geregelt, dass
eine Sollgeschwindigkeit Vt erreicht wird. Die ECU 30 erzeugt
ferner Soll-Stellwerte für
den Lenkaktor 60.
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Der
Aktor 50 zur Beschleunigung und Verzögerung umfasst verschiedene
Aktoren wie etwa einen Drosselklappenaktor, einen Bremsaktor oder
einen Übersetzungsaktor.
Jeder Aktor wird auf der Grundlage der von der ECU 30 eingegebenen Soll-Stellwerte
angesteuert. Der Lenkaktor 60 umfasst einen Motor zum Antrieb
einer Lenkwelle. Der Motor wird auf der Grundlage der von der ECU 30 eingegebenen
Soll-Stellwerte angesteuert.
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Nachstehend
ist ein in dem Bildverarbeitungssystem 20 ausgeführter Prozess
mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben.
In Schritt S10 in 4 werden alle in dem Bildverarbeitungssystem 20 gespeicherten
Daten gelöscht
(initialisiert). In Schritt S20 wird überprüft, ob eine Regelungsperiode (z.B.
100 ms) verstrichen ist. Wenn die eine Regelungsperiode verstrichen
ist, fährt
der Prozess mit Schritt S30 fort, wenn nicht, wartet der Prozess,
bis die Durchlaufzeit verstrichen ist. In Schritt S30 wird ein Prozess
zur Erfassung eines Vorausobjekts ausgeführt (Einzelheiten sind nachstehend
mit Bezug auf 5 erläutert). In Schritt S40 werden
Informationen bezüglich
der Vorausobjekte sowie der Fahrspur, auf der das eigene Fahrzeug
fährt,
an die ECU 30 übermittelt.
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Der
in dem in 4 gezeigten Schritt S30 ausgeführte Erfassungsprozess
ist im Folgenden mit Bezug auf 5 ausführlich erläutert. In
Schritt S100 werden die durch die Kamera 10 gewonnenen
Bilddaten dem Bildverarbeitungssystem 20 zugeführt und
darin gespeichert. In Schritt S110 werden weiße Linien, die eine Fahrspur
definieren (Fahrbahnmarkierungen), auf der das eigene Fahrzeug fährt, aus den
Bilddaten erfasst, und Positionen der weißen Linien, eine Form der Fahrspur,
eine Breite der Fahr spur, eine seitliche Position des eigenen Fahrzeugs innerhalb
der Fahrspur Pl (eigen) werden berechnet. Die Form der Fahrspur
kann auf der Grundlage von Daten von einem Lenksensor und einem
Gierratensensor abgeschätzt
werden.
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In
Schritt S120 werden spätere
Positionen des eigenen Fahrzeugs aus den Informationen über die
in Schritt S110 berechnete Fahrspur abgeschätzt, wobei angenommen wird,
dass das eigene Fahrzeug auf der vorliegenden Fahrspur fährt, wie
es in 9A gezeigt ist. In Schritt S130
wird ein Gesichtsfeld an der späteren
Position des Fahrzeugs, an der sich Vorausobjekte wie etwa eine
Wand, die eine nicht einsehbare Kurve bildet, befinden, bestimmt.
In Schritt S140 wird ein Vorausfahrzeug in dem in Schritt S130 bestimmten
Gesichtsfeld aus dem Vorausbild mit Hilfe eines Konturabstraktionsverfahrens
oder eines Musterübereinstimmungsverfahrens
erfasst. Wenn ein Vorausfahrzeug erfasst wird, wird ein Abstand von
dem eigenen Fahrzeug zu dem Vorausfahrzeug aus Pixelpositionen einer
Unterkante bzw. einer unteren Linie des Vorausfahrzeugs in dem Vorausbild
berechnet, wobei angenommen wird, dass die Fahrspur vor dem eigenen
Fahrzeug eben ist. Der Abstand zu dem Vorausfahrzeug kann auf der
Grundlage von Daten von einem Radar oder einer (nicht gezeigten) Stereokamera
gewonnen werden. Ein Fahrzeug, das in größerer Entfernung vor dem Vorausfahrzeug fährt, kann
in den Vorausfahrzeugen enthalten sein.
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In
Schritt S150 wird bestimmt, ob in dem Prozess des Schritts S140
das Vorausfahrzeug erfasst wird. Wenn das Vorausfahrzeug erfasst
wird, fährt der
Prozess mit Schritt S160, wenn nicht, mit Schritt S170 fort. In
Schritt S160 wird ein Verhältnis
Rpv von einem durch das Vorausfahrzeug verdeckten Gesichtsfeld St
zu einem Gesamtgesichtsfeld aus dem Vorausbild berechnet. Ferner
wird eine seitliche Position des Vorausfahrzeugs Pl(pv) in der Fahrspur
berechnet. Die gesamte Information, einschließlich Rpv, Pl(pv) und dem Abstand
zum Vorausfahrzeug, wird der ECU 30 zugeführt, wie
es in Schritt S40 in 4 gezeigt ist. Das Gesichtsfeldverhältnis Rpv
zwischen dem durch das Vorausfahrzeug verdeckten Gesichtsfeld und
dem Gesamtgesichtsfeld St wird so berechnet, wie es in 2A gezeigt
ist. Das heißt,
es wird eine Größe des Vorausfahrzeugs
aus dessen Höhe Hpv
und Breite Wpv (Hpv·Wpv)
gewonnen, und Rpv wird gemäß folgender
Gleichung ermittelt: Rpv = (Hpv·Wpv)/St. Alternativ kann
Rpv aus einem erfassten Fahrzeugtyp gewonnen werden, indem das Vorausbild
analysiert wird, oder auf der Grundlage von über eine drahtlose Kommunikation
mit dem Vorausfahrzeug gewonnenen Informationen.
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In
Schritt S170 wird ein Punkt, bis zu dem sich die momentane Fahrspur
fortsetzt, auf der Grundlage der Informationen bezüglich der
in Schritt S110 berechneten Fahrspur und den in Schritt S120 berechneten
späteren
Positionen des eigenen Fahrzeugs bestimmt. Wie es in 9B gezeigt
ist, werden ein Punkt Rp an einem Rand einer Wand entlang einer
gekrümmten
Straße,
wo die rechte weiße
Linie unsichtbar wird, und ein Punkt Lp, wo die linke weiße Linie
unsichtbar wird, von dem Vorausbild abstrahiert. Der Rand der Wand
entlang der gekrümmten Straße wird
ebenfalls abstrahiert. In Schritt S180 wird bestimmt, ob der Rand
der Wand, die die nicht einsehbare bzw. verdeckte Kurve bildet,
erfasst wird. Wenn der Rand der Wand, die die nicht einsehbare Kurve
bildet, erfasst wird, fährt
der Prozess mit Schritt S190, wenn nicht, mit Schritt S200 fort.
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In
Schritt S190 wird ein Abstand D entlang eines geschätzten Fahrweges
des eigenen Fahrzeugs von der momentanen Position zu dem Punkt Rp
(siehe 9B), an dem die rechte weiße Linie
unsichtbar wird, berechnet. Ein Gesichtsfeldverhältnis Rbc bei einem durch eine
nicht einsehbare Kurve eingeschränkten
Gesichtsfeld wird gemäß folgender
Formel berechnet: Rbc = (Dv – D)/Dv,
wobei Dv der normalerweise sichtbare Bereich bei einer geraden und ebenen
Spur ist.
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In
Schritt S200 wird bestimmt, ob sich die in Schritt S170 erfassten
Punkte Rp und Lp nahe an einem obersten Punkt einer Bergaufstraße (einem obersten
Punkt einer Fahrspur, die eine Steigung aufweist) befinden. Wie
es in 12A gezeigt ist, erstrecken
sich die weißen
Linien, die die Fahrspur definieren, zu einem oberen Abschnitt in
dem Vorausbild, wenn die Fahrspur eben ist. Ein Abstand D1 ist ein Abstand
zu dem oberen Ende der weißen
Linien in dem Vorausbild. Andererseits, wie es in 12B gezeigt ist, werden weiße Linien bei einem Horizont
der Straße
unsichtbar, wenn die Fahrspur eine ansteigende Straße (Bergaufstraße) ist.
Das heißt,
der Abstand D1 ist in diesem Fall viel kürzer als der bei der ebenen
Straße.
Ob sich das eigene Fahrzeug nahe an dem obersten Punkt der Bergaufstraße befindet, kann
auf der Grundlage des Abstandes D1 bestimmt werden. In Schritt S210
wird bestimmt, ob der Horizont der Bergaufstraße erfasst wird oder nicht.
Wenn der Horizont erfasst wird, fährt der Prozess mit Schritt S220
fort, andernfalls endet der Prozess (Zurück).
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In
Schritt S220 wird ein Gesichtsfeldverhältnis Ri bei einem durch eine
Steigung begrenzten Gesichtsfeld entsprechend der nachstehenden
Formel berechnet: Ri = (Dv – D1)/Dv,
wobei Dv der oben erläuterte
normalerweise einsehbare Bereich und D1 ein Abstand zu dem Horizont
der Bergaufstraße
ist. Sämtliche
Informationen über
das Vorausfahrzeug, einschließlich
Rpv, und sämtliche
Informationen über die
Fahrspur, einschließlich
Rbc und Ri, wer den in dem in 4 gezeigten
Schritt S40 der ECU 30 zugeführt.
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Nachfolgend
ist ein in der Soll-Stellwert-Erzeugungs-ECU 30 ausgeführter Prozess
mit Bezug auf die 6 und 7 beschrieben.
In dem in 6 gezeigten Schritt S500 werden
alle in der ECU 30 gespeicherten Daten gelöscht (initialisiert).
In Schritt S510 wird überprüft, ob sämtliche
Informationen über
das Vorausfahrzeug und die Fahrspur, die von dem Bildverarbeitungssystem 20 ausgegeben wurden,
und Daten, die von dem Geschwindigkeitssensor 40 ausgegeben
wurden, empfangen wurden. Wenn sämtliche
Informationen und Daten empfangen sind, fährt der Prozess mit Schritt
S520 fort, andernfalls verharrt der Prozess solange hier, bis die
Informationen und Daten empfangen sind. In Schritt S520 werden die
Soll-Stellwerte erzeugt, und in Schritt S530 werden die erzeugten
Soll-Stellwerte zu den Aktoren 50, 60 übertragen.
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Nachfolgend
ist der in dem in 6 gezeigten Schritt S520 ausgeführte Prozess
zur Erzeugung der Soll-Stellwerte
mit Bezug auf 7 ausführlich erläutert. In Schritt S300 wird
aus den in Schritt S510 (6) empfangenen Informationen
bestimmt, ob ein Vorausfahrzeug erfasst wird. Wenn das Vorausfahrzeug
erfasst wird, fährt
der Prozess mit Schritt S310 fort, andernfalls mit Schritt S340.
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In
Schritt S310 wird eine Sollfahrzeit Tt bis zu dem Vorausfahrzeug
(Tt = Dbet/Veigen, wobei Dbet ein Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug
und dem Vorausfahrzeug und Veigen die Geschwindigkeit des eigenen
Fahrzeugs ist) entsprechend dem Gesichtsfeldverhältnis Rpv bei einem durch das
Vorausfahrzeug eingeschränkten
Gesichtsfeld eingestellt. Die Sollfahrzeit Tt wird so eingestellt,
dass Tt mit größer werdendem
Verhältnis
Rpv länger
wird, wie es in 2B gezeigt ist. Das bedeutet,
dass Tt länger
eingestellt wird, wenn das Vorausfahrzeug größer ist, da das Verhältnis Rpv
größer ist,
wenn das Vorausfahrzeug größer ist.
Auf diese Weise ist ein geeignetes Gesichtsfeld des Fahrers gewährleistet. In
Schritt S320 wird eine Sollbeschleunigung (oder -verzögerung)
dVt entsprechend der Sollfahrzeit Tt berechnet, wobei die Geschwindigkeit
Veigen des eigenen Fahrzeugs und der Abstand Dbet zwischen dem eigenen
Fahrzeug und dem Vorausfahrzeug berücksichtigt wird. Der Aktor 50 regelt
die Geschwindigkeit Veigen des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage
des von der ECU 30 gelieferten Wertes dVt.
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In
Schritt S330 wird eine seitliche Sollposition Plt(eigen) des eigenen
Fahrzeugs in der Fahrspur auf der Grundlage des Verhältnisses
Rpv, der seitlichen Position Pl(pv) des Vorausfahrzeugs in der Fahrspur
und der seitlichen Position Pl(eigen) des eigenen Fahrzeugs in der
Fahrspur berechnet. Plt(eigen) wird so berechnet, dass ein gutes
Gesichtsfeld für
den Fahrer gewährleistet
ist. Insbesondere wird das eigene Fahrzeug, dessen Fahrposition
Plc (die Mitte der Fahrspur) ist, wie es in 3A gezeigt
ist, zu einer Position Pl verschoben, die näher an der rechten Seite der
Fahrspur ist, um ein besseres Gesichtsfeld zu gewährleisten.
Der Betrag der Verschiebung wird mit zunehmendem Gesichtsfeldverhältnis Rpv
größer. Wenn
sich der Fahrersitz auf der rechten Seite des eigenen Fahrzeugs
befindet, wird das eigene Fahrzeug zur rechten Seite verschoben,
um ein besseres Gesichtsfeld zu gewährleisten, wenn in einer geraden
Fahrspur gefahren wird. Der Lenkaktor 60 stellt die seitliche
Position des eigenen Fahrzeugs in der Fahrspur entsprechend der
seitlichen Sollposition Plt, die von der ECU 30 geliefert
wird, ein.
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In
Schritt S340 (wenn kein Vorausfahrzeug erfasst wird), wird eine
Sollgeschwindigkeit Vt eingestellt. In Schritt S350 wird überprüft, ob das
Gesichtsfeldverhältnis
Rbc bei einem durch eine nicht einsehbare Kurve eingeschränkten Gesichtsfeld
in den Informationen über
die Fahrspur, die in Schritt S510 (6) empfangen
werden, enthalten ist. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob
eine nicht einsehbare Kurve vor dem Fahrzeug erfasst wird. Wenn
die nicht einsehbare Kurve erfasst wird, fährt der Prozess mit Schritt
S360 fort, andernfalls mit Schritt S380.
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In
Schritt S360 wird eine Sollbeschleunigung (bzw. -verzögerung)
dVt auf der Grundlage der in Schritt S340 eingestellten Sollgeschwindigkeit
Vt, einer momentanen Geschwindigkeit V und dem Gesichtsfeldverhältnis Rbc
so berechnet, dass die Geschwindigkeit die Sollgeschwindigkeit Vt
nicht überschreitet.
Der Aktor 50 regelt die Geschwindigkeit auf der Grundlage
der von der ECU 30 gelieferten Sollbeschleunigung (bzw.
-verzögerung)
dVt. Wie es in 12C gezeigt ist, wird die Geschwindigkeit
derart geregelt, dass sie die Sollgeschwindigkeit Vt nicht überschreitet,
wenn kein Vorausfahrzeug gefunden wird und eine nicht einsehbare
Kurve vor dem Fahrzeug erfasst wird.
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In
Schritt S370 wird eine seitliche Sollposition Plt in der Fahrspur
auf der Grundlage des Gesichtsfeldverhältnisses Rbc (nicht einsehbare
Kurve) und einer momentanen seitlichen Position Pl so berechnet,
dass ein gutes Gesichtsfeld für
den Fahrer gewährleistet
ist. Wie es in 3B gezeigt ist, wird das Fahrzeug,
wenn die nicht einsehbare Kurve vor dem eigenen Fahrzeug erfasst
und die Mitte der Spur Plc befahren wird (linke Figur), zur linken
Seite (rechte Figur) verschoben, um ein besseres Gesichtsfeld für den Fahrer
zu gewährleisten.
Der Lenkaktor 60 regelt die seitliche Position Pl entsprechend
der von der ECU 30 gelieferten seitlichen Sollposition
Plt. Wenn eine gekrümmte
Fahrspur einsehbar ist, wie es in 9A gezeigt
ist, wird die seitliche Position Pl nicht verschoben, sondern bleibt
in der Mitte der Spur Plc.
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In
Schritt S380 wird bestimmt, ob das Gesichtsfeldverhältnis Ri
bei einem durch eine Steigung eingeschränkten Gesichtsfeld in den in
Schritt S510 (6) gelieferten Informationen
enthalten ist. Wenn das Gesichtsfeldverhältnis Ri (Steigung) enthalten ist,
fährt der
Prozess mit Schritt S390 fort, andernfalls mit Schritt S400. In
Schritt S390 wird auf der Grundlage der in Schritt S340 eingestellten
Sollgeschwindigkeit Vt, einer momentanen Geschwindigkeit V und dem
Gesichtsfeldverhältnis
Ri (Steigung) eine Sollbeschleunigung (bzw. -verzögerung)
dVt so berechnet, dass die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs
die Sollgeschwindigkeit Vt nicht überschreitet. Der Aktor 50 regelt
die Geschwindigkeit entsprechend der von der ECU 30 gelieferten
Sollbeschleunigung dVt. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit derart
geregelt wird, dass sie die Sollgeschwindigkeit Vt nicht überschreitet,
wenn sich das Fahrzeug dem obersten Punkt der Bergaufstraße nähert, wo
ein gutes Gesichtsfeld nicht vorhanden ist.
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Andererseits
wird in Schritt S400 (wo keine Steigung erfasst wird) eine Sollbeschleunigung
(-verzögerung)
dVt entsprechend der in Schritt S340 eingestellten Sollgeschwindigkeit
Vt und einer momentanen Geschwindigkeit so berechnet, dass das Fahrzeug
mit der Sollgeschwindigkeit Vt fährt.
Der Aktor 50 stellt die Geschwindigkeit auf der Grundlage
der von der ECU 30 gelieferten Sollbeschleunigung (bzw. -verzögerung)
dVt ein.
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Wie
es oben beschrieben ist, berechnet das Fahrregelungssystem 100 gemäß der vorliegenden Erfindung
das Ge sichtsfeldverhältnis
Rpv (bei einem durch ein Vorausfahrzeug eingeschränkten Gesichtsfeld),
das Gesichtsfeldverhältnis
Rbc (bei einem durch eine nicht einsehbare Kurve eingeschränkten Gesichtsfeld)
und das Gesichtsfeldverhältnis
Ri (bei einem durch eine Steigung eingeschränkten Gesichtsfeld). Die Geschwindigkeit
und die seitliche Position des eigenen Fahrzeugs in der Fahrspur
werden entsprechend diesen Gesichtsfeldverhältnissen Rpv, Rbc und Ri geregelt.
Auf diese Weise werden Situationen, in denen das vordere Gesichtsfeld
des Fahrers eingeschränkt
ist, weitestgehend erfasst, und die Geschwindigkeit und die seitliche
Position in der Fahrspur werden entsprechend der jeweils erfassten Situation
entsprechend geregelt. Somit liefert das Fahrregelungssystem 100 der
vorliegenden Erfindung einem Fahrer Fahrsicherheit, und der Fahrer fühlt sich
beim Fahren sicher.
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Nachfolgend
ist eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug hauptsächlich auf die 10 und 11 beschrieben.
Die zweite Ausführungsform
ist ähnlich
der ersten Ausführungsform,
und unterscheidet sich nur in dem folgenden Punkt. In der zweiten
Ausführungsform
wird ein Rückseitenbereich
Sb eines Vorausfahrzeugs aus einem mit der Kamera 10 aufgenommenen
Vorausbild statt aus dem auf der Grundlage des Vorausbildes berechneten
Gesichtsfeldverhältnis
Rpv (Vorausfahrzeug) berechnet. Die Sollfahrzeit Tt und die seitliche
Sollposition Plt werden in der ersten Ausführungsform auf der Grundlage
des Gesichtsfeldverhältnisses
Rpv eingestellt, während
Tt und Plt in der zweiten Ausführungsform
auf der Grundlage des Rückseitenbereichs
Sb eines Vorausfahrzeugs eingestellt werden.
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Daher
unterscheidet sich 10, die den Prozess zur Erfassung
der Vorausobjekte zeigt, von 5 nur in
Schritt S160a. 10 ist in allen weiteren Schritten mit 5 identisch. 11,
die den Prozess zur Erzeugung von Soll-Stellwerten zeigt, unterscheidet
sich von 7 nur in den Schritten S310a,
S320a und S330a. 11 ist in allen weiteren Schritten
mit 7 identisch. In Schritt S160a in 10 wird
der Rückseitenbereich
Sb des Vorausfahrzeugs aus einem von der Kamera 10 aufgenommenen
Vorausbild berechnet. Der Abstand Dbet zwischen dem eigenen Fahrzeug
und dem Vorausfahrzeug und die seitliche Position Pl(pv) des Vorausfahrzeugs
in der Fahrspur werden ebenfalls in Schritt S160a berechnet. All
diese Daten, Sb, Dbet und Pl(pv), werden der ECU 30 zugeführt.
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In
Schritt S310a in 11 wird auf der Grundlage des
Rückseitenbereichs
Sb des Vorausfahrzeugs eine Sollfahrzeit Tt (= Dbet/Veigen wie oben
erläutert)
bis zu dem Vorausfahrzeug berechnet. Die Sollfahrzeit Tt wird gemäß dem in 8 gezeigten
Prinzip berechnet. In 8 ist ein Tt-Verhältnis auf
der Ordinate und der Rückseitenbereich
Sb eines Vorausfahrzeugs auf der Abszisse gezeigt. Das Tt-Verhältnis ist
1,0, wenn das Vorausfahrzeug ein kleines Fahrzeug ist, und das Tt-Verhältnis wird mit
größer werdendem
Vorausfahrzeug größer. Mit anderen
Worten, die Sollfahrzeit Tt wird auf eine umso längere Zeit eingestellt, je
größer der
Rückseitenbereich
Sb wird. Das bedeutet, dass der Abstand Dbet zwischen dem Vorausfahrzeug
und dem eigenen Fahrzeug auf einen umso längeren Abstand eingestellt
wird, je größer das
Vorausfahrzeug ist.
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In
Schritt S320a wird auf der Grundlage der Sollfahrzeit Tt und unter
Berücksichtigung
einer momentanen Geschwindigkeit sowie des Abstandes Dbet zwischen
dem eigenen Fahrzeug und dem Vorausfahrzeug eine Sollbeschleunigung
(bzw. -verzögerung)
dVt berechnet. Der Aktor 50 regelt die Geschwindigkeit
auf der Grundlage der Sollbeschleunigung (bzw. -verzögerung)
dVt. In Schritt S330a wird eine seitliche Sollposition Plt(eigen)
des eigenen Fahrzeugs in der Fahrspur auf der Grundlage des Rückseitenbereichs
Sb des Vorausfahrzeugs, einer seitlichen Position Pl(pv) des Vorausfahrzeugs
in der Fahrspur und einer momentanen seitlichen Position Pl(eigen)
des eigenen Fahrzeugs in der Fahrspur so berechnet, dass für den Fahrer
ein besseres Gesichtsfeld gewährleistet
ist. Insbesondere wird, wie es in 3A gezeigt
ist, das eigene Fahrzeug, das die mittlere Position Plc einnimmt
(linke Zeichnung) seitwärts
zur rechten Seite PL (rechte Zeichnung) verschoben. Der Betrag der
seitlichen Verschiebung wird so eingestellt, dass er mit größer werdendem Rückseitenbereich
Sb des Vorausfahrzeugs größer wird.
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Das
Fahrregelungssystem 100 gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung regelt die Geschwindigkeit und die seitliche
Position in der Fahrspur auf der Grundlage des Rückseitenbereichs eines Vorausfahrzeugs.
Da das Gesichtsfeld eines Fahrers umso stärker eingeschränkt ist,
je größer das
Vorausfahrzeug ist, werden die Geschwindigkeit und die seitliche
Position entsprechend dem Rückseitenbereich
Sb des Vorausfahrzeugs geregelt. Eine geeignetes Gesichtsfeld eines
Fahrers wird gewährleistet,
so dass sich der Fahrer beim Fahren sicher fühlt.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung bezüglich
der bevorzugten Ausführungsformen
offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen,
sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene
Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie
alle möglichen
Ausführungsformen
und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die
realisiert werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.