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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Automobil-Zielerfassungssystem, das ein Ziel in der Umgebung eines Fahrzeugs erfasst.
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Fahrzeuge sind mit Sensoreinheiten zum Erfassen derartiger Ziele wie Menschen und Objekten in der Umgebung der Fahrzeuge ausgerüstet. Zum Beispiel ist eine vordere Radareinheit am Vorderteil eines Fahrzeugs zum Erfassen eines Ziels vor dem Fahrzeug vorgesehen. Zielinformationen über das durch die vordere Radareinheit erfasste Ziel werden zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU) übertragen, die als zentrale Steuereinheit wirkt. Auf Basis der Zielinformationen bestimmt die ECU das Risiko einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel. Beim Bestimmen des Risikos einer Kollision führt die ECU Kollisionsvermeidungs-Manöver wie das Ausgeben einer Warnung an einen Insassen und das Betätigen automatischer Bremsen aus.
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Eine Sensoreinheit wie z. B. die vordere Radareinheit identifiziert eine Position und berechnet eine relative Geschwindigkeit von jedem der durch die Sensoreinheit erfassten Ziele. Daher nimmt die Anzahl der zu erfassenden Ziele zu, falls ein Erfassungsbereich des Sensors sehr groß ist. Somit wird zusätzliche Zeit dafür benötigt, die Positionen zu identifizieren, und die Berechnung der relativen Geschwindigkeiten all der Ziele führt zu einer möglichen Verzögerung bei der Zielerfassung. Um ein derartiges Problem anzugehen, offenbart zum Beispiel die
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-58316 eine Technik zum Ändern eines Erfassungsbereichs einer Radareinrichtung in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und einem Lenkwinkel, um die Anzahl der zu erfassenden Ziele zu begrenzen.
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Anstatt mit der vorderen Radareinheit sind neuere Fahrzeuge mit diversen Arten von Sensoreinheiten ausgerüstet, wie z. B. einer vorderen horizontalen Radareinheit, einer Frontkamera, einer Heckkamera und einer hinteren horizontalen Radareinheit. Diese Sensoreinheiten können Ziele erfassen, die sich innerhalb von 360 Grad um die Fahrzeuge herum befinden. Daher nehmen, wenn die Anzahl der an einem Fahrzeug vorgesehenen Sensoreinheiten zunimmt, die zu der ECU zu übertragenden Zielinformationen zu, was ein Problem einer Zunahme der Arbeitsbelastung für die Zielinformationen in der ECU bewirkt. Um das Problem anzugehen, könnte die Verwendung der in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2009-58316 offenbarten Technik die Anzahl der zu erfassenden Ziele begrenzen. Falls jedoch eine tote Zone entsteht, wenn der Erfassungsbereich eines Sensors geändert wird, kann die tote Zone das Risiko mit sich bringen, dass der Sensor beim Erfassen eines Ziels versagt, das mit dem Fahrzeug kollidieren könnte.
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Die vorliegende Offenbarung ist im Hinblick auf die obigen Probleme abgefasst und versucht, ein Ziel in einem vorbestimmten Erfassungsbereich ohne Fehlversuche zu erfassen und die Arbeitsbelastung in einer ECU zu reduzieren.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung gibt ein Automobil-Zielerfassungssystem an, das versucht, ein Ziel in einem vorbestimmten Erfassungsbereich ohne Fehlversuche zu erfassen und die Arbeitsbelastung in einer ECU zu reduzieren.
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Insbesondere weist das Automobil-Zielerfassungssystem Folgendes auf: eine an einer vorbestimmten Position an einem Fahrzeug vorgesehene Sensoreinheit und eine mit der Sensoreinheit über einen fahrzeuginternen Bus verbundene zentrale Steuereinheit, wobei die Sensoreinheit Folgendes aufweist: einen Sensor zum Erfassen eines Ziels in der Umgebung des Fahrzeugs und eine Sensorsteuereinheit zum Erzeugen von Zielinformationen über die durch den Sensor erfassten Ziele und zum Übertragen der Zielinformationen über den fahrzeuginternen Bus zu der zentralen Steuereinheit, und wobei die Sensorsteuereinheit (i) bestimmt, in welcher der Zonen, in die ein Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs aufgeteilt ist, sich jedes der durch den Sensor erfassten Ziele befindet, (ii) eine Priorität von jedem der Ziele auf Basis einer für die Zonen festgelegten Bewertung berechnet, (iii) die Zielinformationen über ein Ziel, dessen Priorität hoch ist, zu der zentralen Steuereinheit überträgt und (iv) das Übertragen der Zielinformationen über ein anderes Ziel, dessen Priorität niedrig ist, zu der zentralen Steuereinheit vermeidet, wobei das Ziel und das andere Ziel in den Zielen enthalten sind.
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Derartige Merkmale ordnen jedem der durch den Sensor erfassten Ziele in Abhängigkeit davon, in welcher Zone in der Umgebung des Fahrzeugs das Ziel sich befindet, eine Priorität zu. Die Zielinformationen über ein Ziel mit einer hohen Priorität werden zu der zentralen Steuereinheit übertragen, und die Zielinformationen über ein Ziel mit einer niedrigen Priorität werden nicht zu der zentralen Steuereinheit übertragen. Daher erfasst die Sensoreinheit all die zu erfassenden Ziele ohne eine tote Zone und überträgt nur die Zielinformationen über ein Ziel mit einem hohen Kollisionsrisiko zu der zentralen Steuereinheit. Dies ermöglicht es, die Ziele in einem vorbestimmten Erfassungsbereich ohne Fehlversuche zu erfassen, die Menge der zu der zentralen Steuereinheit zu übertragenden Zielinformationen zu reduzieren und als Ergebnis die Arbeitsbelastung in der zentralen Steuereinheit zu reduzieren.
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Die Sensoreinheiten einschließlich der Sensoreinheit können an Positionen am Fahrzeug vorgesehen sein, und die Sensorsteuereinheit von jeder der an den Positionen vorgesehenen Sensoreinheiten kann die Priorität von jedem der Ziele gemäß einem einheitlichen Standard berechnen.
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Ein derartiges Merkmal ermöglicht es, eine Priorität eines Ziels zu berechnen, ohne durch Unterschiede im Erfassungsbereich und der Leistungsfähigkeit unter den Sensoren beeinflusst zu sein.
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Die Sensoreinheiten können mindestens an einem vorderen und einem hinteren Teil des Fahrzeugs vorgesehen sein, und die Zonen können eine Zone unmittelbar vor dem Fahrzeug und eine weitere Zone unmittelbar hinter dem Fahrzeug umfassen, wobei die Zone und die weitere Zone auf Basis eines Grenzwerts des Fahrzeugs zum Lenken und Vermeiden einer Kollision definiert sind.
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Ein derartiges Merkmal ermöglicht es, zu der zentralen Steuereinheit zuverlässig Zielinformationen über ein Ziel zu übertragen, das sich in einer Zone unmittelbar vor dem Fahrzeug und einer Zone unmittelbar hinter dem Fahrzeug befindet, wobei diese Zonen ein besonders hohes Kollisionsrisiko aufweisen.
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Die Sensorsteuereinheit kann eine Bewertung einer in den Zonen enthaltenen Zone, eine Bewertung, die auf einer Entfernung zu dem Ziel beruht, und eine Bewertung, die auf einer relativen Geschwindigkeit des Ziels beruht, aufsummieren, um die Priorität des Ziels zu berechnen.
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Die Bewertung der Zone allein kann nicht zwischen den Prioritäten der sich in der gleichen Zone befindenden Ziele unterscheiden, jedoch ermöglicht es dieses Merkmal, zwischen den Prioritäten der sich in der gleichen Zone befindenden Ziele zu unterscheiden, indem andere Indizes eingeführt werden, wie z. B. eine Entfernung zu einem Ziel und eine relative Geschwindigkeit des Ziels.
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Darüber hinaus kann die Sensorsteuereinheit die Priorität des Ziels derart berechnen, dass die Bewertung der Zone höher ist als eine Summe der Bewertung, die auf der Entfernung zu dem Ziel beruht, und der Bewertung, die auf der relativen Geschwindigkeit des Ziels beruht.
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Ein derartiges Merkmal ermöglicht es, eine Priorität eines Ziels im Hinblick darauf zu bestimmen, dass die erste Präferenz für eine Zone vorgesehen ist, in der sich ein Ziel befindet, und nicht im Hinblick auf die Entfernung zu dem Ziel und die relative Geschwindigkeit des Ziels.
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Weiterhin kann die Sensorsteuereinheit die Priorität des Ziels derart berechnen, dass die Bewertung, die auf der Entfernung zu dem Ziel beruht, höher ist als die Bewertung, die auf der relativen Geschwindigkeit des Ziels beruht.
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Im Fall zum Beispiel eines Ziels, das eine große relative Geschwindigkeit hat und vom Fahrzeug weit entfernt ist, und eines Ziels, das eine kleine relative Geschwindigkeit hat und nahe zu dem Fahrzeug ist, wird das letztere als mit einem höheren Kollisionsrisiko behaftet angesehen. Indem man der Entfernung zu dem Ziel eine höhere Präferenz als der relativen Geschwindigkeit des Ziels gibt, wird es ermöglicht, einem Ziel mit einem höheren Risiko der Kollision eine höhere Priorität zu geben.
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Wie man sehen kann, kann die vorliegende Offenbarung ohne Fehlversuche ein Ziel in einem vorbestimmten Erfassungsbereich erfassen und die Arbeitsbelastung in einer zentralen Steuereinheit (ECU) reduzieren.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs, die diverse Arten von in dem Fahrzeug vorgesehenen Sensoreinheiten und einen Erfassungsbereich der Sensoreinheiten darstellt.
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2 ist ein Blockdiagramm eines Automobil-Zielerfassungssystems gemäß einer Ausführungsform.
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3 ist eine beispielhafte Darstellung von in einem Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs definierten mehreren Zonen.
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4 ist ein Flussdiagramm, das darstellt, wie die Zielinformationen durch eine Sensor-CPU übertragen werden.
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5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel darstellt, wie durch eine Frontkamera zu erfassende Ziele vor dem Fahrzeug verteilt sind.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es wird angemerkt, dass übermäßig detaillierte Beschreibungen weggelassen werden können. Zum Beispiel können eine detaillierte Beschreibung eines bekannten Aspekts und überlappende Beschreibungen für im Wesentlichen die gleiche Struktur weggelassen werden. Dies deshalb, um die Beschreibungen nicht unnötigerweise aufzublähen und Fachpersonen auf diesem Gebiet beim Verständnis der Beschreibungen zu unterstützen.
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Es wird angemerkt, dass die Erfinder die Zeichnungen und die Beschreibungen weiter unten vorlegen, um Fachpersonen auf diesem Gebiet beim sorgfältigen Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu unterstützen, und dass nicht beabsichtigt ist, den in den Ansprüchen aufgeführten Gegenstand einzuschränken. Darüber hinaus können eine Größe, eine Dicke und eine bestimmte Form einer Einzelheit von jedem der in den Zeichnungen dargestellten Elemente von einer tatsächlichen Größe, Dicke und Form variieren.
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<<Beispiel für die Montage einer Sensoreinheit am Fahrzeug>>
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Zunächst wird ein Beispiel für die Montage von diversen Arten von Sensoreinheiten zum Erfassen von Zielen in der Umgebung des Fahrzeugs beschrieben. 1 ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs, die diverse Arten von an dem Fahrzeug vorgesehenen Sensoreinheiten und einen Erfassungsbereich der Sensoreinheiten darstellt. Ein Fahrzeug 100 ist mit mehreren (in diesem Beispiel neun) Sensoreinheiten 1A bis 1I ausgerüstet.
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Eine Sensoreinheit 1A (eine vordere Radareinheit) ist in einer vorderen Mitte (z. B. einer mittleren Position eines Kühlergrills 101) des Fahrzeugs 100 vorgesehen. Eine Sensoreinheit 1B (eine vordere linke Radareinheit) ist zum Beispiel an einer linken Position einer vorderen Stoßstange 102 vorgesehen. Eine Sensoreinheit 1C (eine vordere rechte Radareinheit) ist zum Beispiel an einer rechten Position der vorderen Stoßstange 102 vorgesehen. Weiterhin ist eine Sensoreinheit 1D (eine Frontkamera) in einer vorderen Mitte (z. B. einer oberen mittleren Position einer Windschutzscheibe 103) des Fahrzeugs 100 vorgesehen. Eine Sensoreinheit 1E (eine linke Frontkamera) ist an einer linken Seite (z. B. einem linken Außenspiegel 104L) des Fahrzeugs 100 vorgesehen. Eine Sensoreinheit 1F (eine rechte Frontkamera) ist an einer rechten Seite (z. B. einem rechten Außenspiegel 104R) des Fahrzeugs 100 vorgesehen. Darüber hinaus ist eine Sensoreinheit 1G (eine Heckkamera) in einer hinteren Mitte (z. B. nahe eines nicht gezeigten hinteren Nummernschilds) des Fahrzeugs 100 vorgesehen. Eine Sensoreinheit 1H (eine hintere linke Radareinheit) ist an einer linken Rückseite (z. B. einer linken Position einer hinteren Stoßstange 105) des Fahrzeugs 100 vorgesehen. Eine Sensoreinheit 1I (eine hintere rechte Radareinheit) ist an einer rechten Rückseite (z. B. einer rechten Position der hinteren Stoßstange 105) des Fahrzeugs 100 vorgesehen.
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Jede der Sensoreinheiten 1A bis 1I weist einen oder mehrere nicht gezeigte Sensoren auf. Millimeterwellenradar, Infrarotlaserradar, Sonar und eine Kamera können als Sensoren verwendet werden.
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Das Millimeterwellenradar emittiert eine Millimeterwelle und empfängt eine Reflexion der Millimeterwelle zum Erfassen eines Ziels. Das Millimeterwellenradar ist unempfindlich auf Regen und Nebel und wird durch Wetter nicht beeinflusst. Das Millimeterwellenradar hat einen großen Wirkungsbereich von 100 Metern bis 200 Meter und ist dafür geeignet, ein relativ weit entfernt liegendes Ziel zu erfassen.
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Das Infrarotlaserradar emittiert eine Infrarotstrahlung und empfängt eine Reflexion der Infrarotstrahlung zum Erfassen eines Ziels. Das Infrarotlaserradar ist weniger kostspielig als das Millimeterwellenradar. Das Infrarotlaserradar hat einen kurzen Wirkungsbereich von mehreren Dutzend Metern und ist dafür geeignet, ein relativ nahes Ziel zu erfassen.
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Das Sonar emittiert eine Schallwelle und empfängt eine Reflexion der Schallwelle zum Erfassen eines Ziels. Das Sonar hat einen Wirkungsbereich von ungefähr einem Meter und ist dafür geeignet, ein sehr nahe positioniertes Ziel zu erfassen.
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Die Kamera nimmt ein optisches Bild auf und erzeugt Bilddaten. Die erzeugten Bilddaten werden durch einen Bildprozessor verarbeitet, so dass ein Ziel in dem Bild erfasst werden kann.
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Die Kamera weist je nach zu verwendenden Bildsensoren ein ladungsgekoppeltes Bauelement (”Charge-coupled Device”, CCD) oder einen sich ergänzenden Metall-Oxid-Halbleiter (”Complementary Metal-oxide Semiconductor”, CMOS) auf. Im ersten Fall wird ein Bild mit hoher Auflösung erhalten. Im zweiten Fall wird mit niedrigem Leistungsverbrauch gearbeitet. Die Kamera hat derartige Vorteile wie einen großen Wirkungsbereich von mehreren Hundert Metern und einen breiteren Sichtwinkel als das Radar, das Laserradar und das Sonar. Jedoch hat die Kamera den Nachteil, dass ein Ziel weniger wahrscheinlich bei Nacht, im Dunkeln und bei schlechtem Wetter, wie z. B. Regen oder Nebel, zu erfassen ist.
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Jeder der Sensoren wird allein oder in Kombination verwendet, je nach einer Anforderung für die Sensoreinheiten 1A bis 1I. Zum Beispiel werden in der Sensoreinheit 1A das Millimeterwellenradar und das Infrarotlaserradar in Kombination verwendet.
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Ein Erfassungsbereich von jeder der Sensoreinheiten 1A bis 1I ist mit den strichpunktierten Linien in 1 dargestellt. Die Sensoreinheit 1A deckt eine Zone (einen Bereich A1) vor und relativ nahe zu dem Fahrzeug 100 bis zu einer Zone (einem Bereich A2) ab, die von dem Fahrzeug 100 entfernt liegt. Die Sensoreinheit 1B deckt eine Zone (einen Bereich A3) links und vor dem Fahrzeug 100 ab. Die Sensoreinheit 1C deckt eine Zone (einen Bereich A4) rechts und vor dem Fahrzeug 100 ab. Die Sensoreinheit 1D deckt eine Zone (einen Bereich A5) ab, der sich weit vor dem Fahrzeug 100 in einem breiten Winkel erstreckt. Die Sensoreinheit 1E deckt eine Zone (einen Bereich A6) links von dem Fahrzeug 100 in einem breiten Winkel ab. Die Sensoreinheit 1F deckt eine Zone (einen Bereich A7) rechts von dem Fahrzeug 100 in einem breiten Winkel ab. Die Sensoreinheit 1G deckt eine Zone (einen Bereich A8) hinter dem Fahrzeug 100 in einem breiten Winkel ab. Die Sensoreinheit 1H deckt eine Zone (einen Bereich A9) links und hinter dem Fahrzeug 100 ab. Die Sensoreinheit 1I deckt eine Zone (einen Bereich A10) rechts und hinter dem Fahrzeug 100 ab.
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Wie man sehen kann, haben die Sensoreinheiten 1A bis 1I Erfassungsbereiche, die sich teilweise überlappen und die gesamte Umgebung des Fahrzeugs 100 völlig abdecken. Ein derartiges Merkmal trägt zum Erfassen der sich innerhalb von 360 Grad um das Fahrzeug 100 befindenden Ziele bei.
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<<Ausführungsform eines Automobil-Zielerfassungssystems>>
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Als nächstes wird eine Ausführungsform eines an dem Fahrzeug 100 angebrachten Automobil-Zielerfassungssystems beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm eines Automobil-Zielerfassungssystems gemäß einer Ausführungsform.
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Ein Automobil-Zielerfassungssystem 10 gemäß dieser Ausführungsform weist Folgendes auf: die obigen Sensoreinheiten 1A bis 1I und eine integrierte ECU 20, die als zentrale Steuereinheit wirkt. Die Sensoreinheiten 1A bis 1I und die integrierte ECU 20 sind miteinander über einen fahrzeuginternen Bus 30 verbunden, wie z. B. das Controller Area Network (CAN®).
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Zusätzlich zu den Sensoreinheiten 1A bis 1I und der integrierten ECU 20 sind auch eine CPU 21 für die Bremsen, eine CPU 22 für eine Frontkollisionswarnung, eine CPU 23 für eine Heckkollisionswarnung und eine CPU 24 für eine Warnung vor einem sich hinten und seitlich nähernden Fahrzeug mit dem fahrzeuginternen Bus 30 verbunden. Die Rollen dieser CPUs werden weiter unten beschrieben. Die CPU 21 für die Bremsen steuert ein hydraulisches System für die Bremsen des Fahrzeugs 100 an. Die CPU 22 für eine Frontkollisionswarnung liefert eine Warnung, die vorzusehen ist, wenn das Fahrzeug 100 wahrscheinlich mit einem Ziel vor dem Fahrzeug 100 kollidiert. Die CPU 23 für eine Heckkollisionswarnung liefert eine Warnung, die vorzusehen ist, wenn das Fahrzeug 100 wahrscheinlich mit einem Ziel hinter dem Fahrzeug 100 kollidiert. Die CPU 24 für eine Warnung vor einem sich hinten und seitlich nähernden Fahrzeug liefert eine Warnung, die vorzusehen ist, wenn ein Ziel sich hinter und seitlich des Fahrzeugs 100 nähert.
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Jede der Sensoreinheiten 1A bis 1I weist Folgendes auf: einen Sensor 11 und eine Sensor-CPU 12, die als Sensorsteuereinheit wirkt. Der Sensor 11 ist einer der obigen Sensoren Millimeterwellenradar, Infrarotlaserradar, Sonar und Kamera oder eine Kombination davon.
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Der Sensor 11 für jede der Sensoreinheiten 1A bis 1I erfasst diverse Ziele in der Umgebung eines Fahrzeugs und gibt ein Signal aus. Die Sensor-CPU 12 steuert den Sensor 11 an und empfängt auch das Signal von dem Sensor 11, um Zielinformationen über jedes der durch den Sensor 11 erfassten Ziele zu erzeugen. Insbesondere ordnet die Sensor-CPU 12 jedem der Ziele eine eindeutige Identifikation (ID) zu, um jedes Ziel zu identifizieren, und berechnet eine Position und eine relative Geschwindigkeit des Ziels. Die Position des Ziels ist durch Koordinaten auf einer x-y-Ebene gegeben, wobei eine Position des Fahrzeugs 100 sich im Ursprung befindet. Die relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Ziel ist ein positiver Wert, wenn das Ziel sich vom Fahrzeug 100 weg bewegt, und ein negativer Wert, wenn das Ziel dem Fahrzeug 100 näher kommt. Weiterhin ordnet die Sensor-CPU 12 jedem der Ziele ein Zuverlässigkeitsniveau zu. Das Zuverlässigkeitsniveau gibt die Wahrscheinlichkeit einer Position des Ziels an.
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Die Sensor-CPU 12 von jeder der Sensoreinheiten 1A bis 1I überträgt die Zielinformationen über jedes der Ziele über den fahrzeuginternen Bus 30 zu der integrierten ECU 20. Die zu der integrierten ECU 20 zu übertragenden Zielinformationen umfassen eine ID, eine Position (Koordinateninformationen), eine relative Geschwindigkeit und ein Zuverlässigkeitsniveau des Ziels.
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Die integrierte ECU 20 empfängt die Zielinformationen von jeder der Sensoreinheiten 1A bis 1I und erkennt die sich in der Umgebung des Fahrzeugs 100 befindenden Ziele. Wie in 1 dargestellt, haben die Sensoreinheiten Erfassungsbereiche, die sich teilweise überlappen, und somit kann jede der Sensoreinheiten die Zielinformationen über das gleiche Ziel übertragen. Die integrierte ECU 20 eliminiert eine derartige Redundanz der Zielinformationen und erkennt das Ziel.
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Die integrierte ECU 20 empfängt von einem Raddrehzahlsensor 40 Informationen über die Raddrehzahl im Fahrzeug 100. Dann identifiziert die integrierte ECU 20 auf Basis der von den Sensoreinheiten 1A bis 1I empfangenen Zielinformationen und der von dem Raddrehzahlsensor 40 empfangenen Informationen über die Raddrehzahl ein Ziel mit einem Risiko einer Kollision mit dem Fahrzeug 100 und überträgt ein Steuersignal zum Beispiel zu der CPU 21 für die Bremsen, der CPU 22 für eine Frontkollisionswarnung, der CPU 23 für eine Heckkollisionswarnung und der CPU 24 für eine Warnung vor einem sich hinten und seitlich nähernden Fahrzeug, um eine Kollision mit dem Ziel zu vermeiden. Zum Beispiel berechnet die integrierte ECU 20 auf Basis der von den Sensoreinheiten 1A bis 1I empfangenen Zielinformationen und der von dem Raddrehzahlsensor 40 empfangenen Informationen über die Raddrehzahl eine Zeit bis zur Kollision (TTC), um ein Ziel mit dem Risiko der frühesten Kollision mit dem Fahrzeug 100 zu identifizieren, und überträgt in geeigneter Weise einen Bremsbefehl zu der CPU 21 für die Bremsen, um die Kollision mit dem Ziel zu vermeiden.
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Wie weiter oben beschrieben, nimmt, da viele Zielinformationen der Sensoreinheiten 1A bis 1I zu der integrierten ECU 20 übertragen werden, nicht nur die Arbeitsbelastung in der integrierten ECU 20 zu, sondern es nimmt auch die Kapazität einer Bandbreite des fahrzeuginternen Busses 30 wegen Kommunikationen zwischen den Sensoreinheiten 1A bis 1I und der integrierten ECU 20 ab. Somit bewirkt das Automobil-Zielerfassungssystem 10 gemäß dieser Ausführungsform, dass die Sensoreinheiten 1A bis 1I nur Zielinformationen mit einer hohen Priorität zu der integrierten ECU 20 übertragen und keine Zielinformationen mit einer niedrigen Priorität zu der integrierten ECU 20 übertragen.
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Um Ziele zu priorisieren, ist in dieser Ausführungsform ein Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs 100 in mehrere Zonen aufgeteilt, und eine Bewertung (ein Wert für die Zone) wird für jede der Zonen festgelegt. 3 ist eine beispielhafte Darstellung der in dem Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs 100 definierten mehreren Zonen. In dem Beispiel in 3 ist der Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs 100 in sieben Zonen aufgeteilt. Es wird angemerkt, dass in 3 das Fahrzeug 100 durch einen Punkt angezeigt wird, und ein Pfeil an dem Punkt zeigt eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 an.
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Eine Zone 1 entspricht einer Zone unmittelbar vor dem Fahrzeug 100. Die Zone 1 ist ein rechteckiger Bereich mit einer Breite von 40 Meter (jeweils 20 Meter rechts und links von der Mitte des Fahrzeugs 100) und einer Länge von 60 Meter (60 Meter vor der Mitte des Fahrzeugs 100). Die Länge von 60 Meter der Zone 1 wird auf Basis eines Grenzwerts des Fahrzeugs 100 zum Lenken und Vermeiden der Kollision bestimmt.
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Eine Zone 2 ist eine Zone weiter vor der Zone 1. Die Zone 2 ist ein rechteckiger Bereich mit einer Breite von 10 Meter (jeweils fünf Meter rechts und links von der Mitte des Fahrzeugs 100) und einer Länge von 140 Meter (140 Meter ab dem 60-Meter-Punkt vor dem Fahrzeug 100). Die Breite von 10 Meter für die Zone 2 wird als Breite für drei Fahrspuren angenommen.
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Die Zone 3 ist eine Zone, um einen breiten Bereich links vor dem Fahrzeug 100 abzudecken. Die Zone 3 ist ein restlicher Bereich eines rechteckigen Bereichs mit einer Breite von 70 Meter (70 Meter links von der Mitte des Fahrzeugs 100) und einer Länge von 200 Meter (200 Meter vor der Mitte des Fahrzeugs 100), wobei die Zone 1 und die Zone 2 abgezogen sind.
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Die Zone 4 ist eine Zone, um einen breiten Bereich rechts vor dem Fahrzeug 100 abzudecken. Die Zone 3 ist ein restlicher Bereich eines rechteckigen Bereichs mit einer Breite von 70 Metern (70 Meter rechts von der Mitte des Fahrzeugs 100) und einer Länge von 200 Meter (200 Meter vor der Mitte des Fahrzeugs 100), wobei die Zone 1 und die Zone 2 abgezogen sind.
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Eine Zone 5 entspricht einer Zone unmittelbar hinter dem Fahrzeug 100. Die Zone 5 ist ein rechteckiger Bereich mit einer Breite von 20 Meter (jeweils 10 Meter rechts und links von der Mitte des Fahrzeugs 100) und einer Länge von 15 Meter (15 Meter hinter der Mitte des Fahrzeugs 100).
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Die Zone 6 ist eine Zone, die sich weiter hinten und sowohl rechts als auch links von der Zone 5 befindet. Die Zone 6 ist ein restlicher Bereich eines rechteckigen Bereichs mit einer Breite von 60 Meter (30 Meter rechts und links von der Mitte des Fahrzeugs 100) und einer Länge von 50 Meter (50 Meter hinter der Mitte des Fahrzeugs 100), wobei die Zone 5 abgezogen ist.
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Die Zone 7 ist eine Zone, die sich weiter hinten und sowohl rechts als auch links von der Zone 6 befindet. Die Zone 7 ist ein restlicher Bereich eines rechteckigen Bereichs mit einer Breite von 140 Meter (70 Meter rechts und links von der Mitte des Fahrzeugs 100) und einer Länge von 100 Meter (100 Meter hinter der Mitte des Fahrzeugs 100), wobei die Zone 5 und die Zone 6 abgezogen sind.
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Die Werte für Zone 1 bis Zone 7 sind festgelegt, wie in Tabelle 1 zu sehen. [Tabelle 1]
| Zone | Bewertung |
| 1 | 50 |
| 2 | 30 |
| 3 | 15 |
| 4 | 15 |
| 5 | 15 |
| 6 | 5 |
| 7 | 0 |
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Insbesondere sind die Bewertungen für die Zonen vor dem Fahrzeug 100 (d. h. die Zonen in der Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 und unmittelbar um es herum) hoch angesetzt.
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Ein nicht gezeigter Speicher jeder der Sensoreinheiten 1A bis 1I speichert eine Tabelle, die die obigen Zonenbewertungen und Zoneninformationen aufführt, wie z. B. Zonengrenzen. Die Zonengrenzen sind zum Beispiel als Koordinaten auf einer x-y-Ebene angegeben, wobei die x-Achse eine Längenrichtung darstellt, die y-Achse eine Breitenrichtung darstellt, und der Ursprung die Mitte des Fahrzeugs 100 darstellt. Zum Beispiel sind die Grenzen der Zone 1 durch x = 60 und y = ±20 gegeben.
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Die Sensor-CPU 12 jeder der Sensoreinheiten 1A bis 1I berechnet Koordinaten in der x-y-Ebene für jedes der durch den Sensor 11 erfassten Ziele, vergleicht die Koordinaten mit den Zonengrenzen und bestimmt, in welcher der Zonen 1 bis 7 sich jedes Ziel befindet. Dann berechnet die Sensor-CPU 12 eine Priorität von jedem der Ziele auf Basis der Bewertung einer Zone, in der sich das Ziel befindet. In der Reihenfolge der Priorität überträgt die Sensor-CPU 12 zu der integrierten ECU 20 Zielinformationen über eine vorbestimmte Anzahl von Zielen und vermeidet das Übertragen von Zielinformationen über ein anderes Ziel mit einer niedrigen Priorität. Zum Beispiel befindet sich ein durch die Sensoreinheit 1A zu erfassendes Ziel in einer der Zonen 1 bis 4. Jedoch sind die zu der integrierten ECU 20 zu übertragenden Zielinformationen mit der ersten Präferenz die für das sich in der Zone 1 befindende Ziel, das heißt, in der Zone unmittelbar vor dem Fahrzeug 100. Falls die Anzahl der sich in der Zone 1 befindenden Ziele kleiner als die vorbestimmte Anzahl ist, werden zu der integrierten ECU 20 Zielinformationen über sich in den Zonen 2 bis 4 befindende Ziele übertragen.
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Wie man sehen kann, kann das Automobil-Zielerfassungssystem 10 gemäß dieser Ausführungsform die Anzahl der von den Sensoreinheiten 1A bis 1I zu der integrierten ECU 20 zu übertragenden Zielinformationen begrenzen, während erlaubt wird, dass die Sensoreinheiten 1A bis 1I ohne Fehlversuche Ziele in einem vorbestimmten Erfassungsbereich erfassen. Derartige Merkmale können die Arbeitsbelastung in der integrierten ECU 20 reduzieren. Darüber hinaus können die Merkmale mehr Platz für die Bandbreite des fahrzeuginternen Busses 30 liefern. Weiterhin überträgt jede der Sensoreinheiten 1A bis 1I Zielinformationen mit einer hohen Priorität zu der integrierten ECU 20, was Sicherheitsmaßnahmen wie z. B. ein Manöver zur Kollisionsvermeidung sicherstellen kann.
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Weiterhin ist jede der Zone 1 bis 7 als einfaches Rechteck geformt, so dass die Sensor-CPU 12 einfach die Koordinaten jedes Ziels mit den Zonengrenzen vergleicht, um eine Zone zu bestimmen, in der sich jedes Ziel befindet, wobei die Arbeitsbelastung in der Sensor-CPU 12 reduziert wird. Ein derartiges Merkmal kann das Risiko einer Verzögerung der Zielerfassungsbearbeitung durch die Sensor-CPU 12 reduzieren.
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Falls eine Priorität eines Ziels nur auf Basis einer Bewertung der Zone bestimmt wird, kann, wenn viele Ziele in der Zone mit der höchsten Bewertung erfasst werden, kein Unterschied in der Priorität zwischen den erfassten Zielen gemacht werden. Daher können als Faktoren zum Bestimmen einer Priorität eines Ziels eine Bewertung der Entfernung und eine Bewertung der relativen Geschwindigkeit hinzugefügt werden. Hier beruht die Bewertung der Entfernung auf einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug 100 und einem Ziel, und die Bewertung der relativen Geschwindigkeit beruht auf einer Geschwindigkeit eines Ziels relativ zu dem Fahrzeug 100. Eine Priorität P eines Ziels wird durch zum Beispiel die folgende Gleichung (1) dargestellt, wobei Sa eine Bewertung der Zone ist, Sd eine Bewertung der Entfernung ist, und Sv eine Bewertung der relativen Geschwindigkeit ist: P = Sa + Sd + Sv (1)
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Die Bewertung der Entfernung Sd wird durch zum Beispiel die folgende Gleichung (2) dargestellt, wobei d [m] eine Entfernung zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Ziel ist: Sd = α × 1/d (2)
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Der Koeffizient α ist ein gegebener positiver Wert. Insbesondere ist die Bewertung der Entfernung Sd höher, wenn das vorhandene Ziel sich näher zu dem Fahrzeug 100 befindet. Die Bewertung der relativen Geschwindigkeit Sv wird durch zum Beispiel die folgende Gleichung (3) dargestellt, wobei v [km/h] eine relative Geschwindigkeit des Ziels zu dem Fahrzeug 100 ist: Sv = β × v (3)
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Da die relative Geschwindigkeit als positiver Wert berechnet wird, wenn das Ziel sich von dem Fahrzeug 100 weg bewegt, und als negativer Wert berechnet wird, wenn das Ziel dem Fahrzeug 100 näher kommt, wird der Koeffizient β als geeigneter negativer Wert festgelegt. Insbesondere ist die Bewertung der relativen Geschwindigkeit Sv höher, wenn das Ziel dem Fahrzeug 100 mit einer größeren Geschwindigkeit näher kommt.
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Vorteilhafterweise werden die Koeffizienten α und β im Hinblick auf die Auflösung und den Erfassungsbereich des Sensors 11 festgelegt, und die Summe der Bewertung der Entfernung Sd und der Bewertung der relativen Geschwindigkeit Sv wird derart festgelegt, dass sie nicht die minimale Differenz der Bewertung der Zone Sa überschreitet. In dem obigen Beispiel entspricht die Differenz ”5” zwischen der Bewertung ”5” der Zone 6 und der Bewertung ”0” der Zone 7 der minimalen Differenz der Bewertung der Zone Sa. Daher werden vorteilhafterweise die Werte der Koeffizienten α und β derart festgelegt, dass die Beziehung Sd + Sv < 5 erfüllt ist. Ein derartiges Merkmal ermöglicht es, eine Priorität eines Ziels im Hinblick auf das Vorsehen der ersten Präferenz für eine Zone, in der sich ein Ziel befindet, und nicht im Hinblick auf die Entfernung bis zum Ziel und auf die relative Geschwindigkeit des Ziels zu bestimmen.
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Besonders vorteilhafterweise werden die Werte der Koeffizienten α und β derart festgelegt, dass die Bewertung der Entfernung Sd definitiv höher als die Bewertung der relativen Geschwindigkeit Sv ist. In dem obigen Beispiel ist die Summe der Bewertung der Entfernung Sd und der Bewertung der relativen Geschwindigkeit Sv kleiner als ”5”. Daher werden die Koeffizienten α und β derart festgelegt, dass zum Beispiel der maximale Wert der Bewertung der Entfernung Sd ”3” ist, und der maximale Wert der Bewertung der relativen Geschwindigkeit Sv ”2” ist.
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Ein derartiges Merkmal ermöglicht es, eine Priorität eines Ziels mit der Entfernung zu dem Ziel priorisiert über die relative Geschwindigkeit des Ziels zu bestimmen. Zum Beispiel wird, wenn ein entgegenkommendes Fahrzeug weiter entfernt von dem Fahrzeug 100 und ein Fahrzeug vor dem Fahrzeug 100 und näher als das entgegenkommende Fahrzeug in der gleichen Zone erfasst werden, die Priorität des letzteren (des näheren Fahrzeugs vor dem Fahrzeug 100) als höher als die des ersteren (des weiter entfernten entgegenkommenden Fahrzeugs) berechnet.
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Es wird angemerkt, dass, falls der Sensor 11 nicht nur das Vorhandensein des Ziels, sondern auch die Art des Ziels (z. B. eine Person oder ein Fahrzeug) bestimmen kann, eine Bewertung, die auf der Art des Ziels beruht, in die Berechnung der Priorität des Ziels aufgenommen werden kann.
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Als nächstes wird beschrieben, wie die Zielinformationen durch die Sensor-CPU 12 übertragen werden. 4 ist ein Flussdiagramm, das darstellt, wie die Zielinformationen durch die Sensor-CPU 12 übertragen werden.
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Die Sensor-CPU 12 empfängt ein Zielerfassungssignal von dem Sensor 11 und erzeugt Zielinformationen über jedes der Ziele (S1). Insbesondere ordnet die Sensor-CPU 12 jedem der Ziele eine eindeutige ID zu und berechnet Koordinaten, eine relative Geschwindigkeit und ein Zuverlässigkeitsniveau des Ziels.
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Als nächstes bestimmt die Sensor-CPU 12, in welcher der Zonen 1 bis 7 sich jedes der Ziele befindet (S2). Wie weiter oben beschrieben, kann diese Zonenbestimmung durch einen Vergleich zwischen den Koordinaten des Ziels und einem Wert für die Zonengrenze ausgeführt werden.
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Wenn die Bestimmung einer Zone, in der sich jedes Ziel befindet, beendet ist, berechnet die Sensor-CPU 12 eine Priorität von jedem der Ziele gemäß Gleichung (1) mit Bezug auf die in dem nicht gezeigten Speicher (S3) gespeicherten Zonenbewertungen. Es wird angemerkt, dass die Sensoreinheiten 1A bis 1I an diversen Positionen an dem Fahrzeug 100 vorgesehen sind. Vorteilhafterweise kann jede Sensoreinheit die gleichen Zoneninformationen und den gleichen Ausdruck zum Berechnen einer Priorität eines Ziels verwenden. Da die Sensor-CPUs 12 die Priorität des Ziels mit dem gleichen Standard berechnen, kann die Priorität des Ziels ohne Beeinflussung durch Unterschiede im Erfassungsbereich und im Erfassungsvermögen unter den Sensoren berechnet werden.
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Wenn die Berechnung der Priorität von jedem der Ziele abgeschlossen ist, überträgt die Sensor-CPU 12 eine vorbestimmte Anzahl von Zielinformationen in der Reihenfolge der Priorität (S4) zu der integrierten ECU 20. Die vorbestimmte Anzahl kann entweder fest sein oder in geeigneter Weise durch eine Anweisung von der integrierten ECU 20 geändert werden. Es wird angemerkt, dass unabhängig von der Priorität die Sensor-CPU 12 definitiv die Zielinformationen über ein durch die integrierte ECU 20 bezeichnetes Ziel übertragen kann (z. B. ein Ziel unter Überwachung durch die integrierte ECU 20 als Gegenstand eines Manövers zur Kollisionsvermeidung).
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Im Folgenden wird ein Beispiel für die in Schritt S3 ausgeführte Berechnung der Priorität beschrieben.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel darstellt, wie durch die Sensoreinheit
1D (eine Frontkamera) zu erfassende Ziele vor dem Fahrzeug
100 verteilt sind. Angenommen, Ziele A bis H sind vor dem fahrenden Fahrzeug
100 vorhanden. Zum Beispiel ist das Ziel A ein Fahrzeug, das auf einer anderen Straße in der gleichen Richtung wie das Fahrzeug
100 fährt. Das Ziel B ist ein Verkehrsschild oder ein am Straßenrand parkendes Fahrzeug. Ziel C bis F sind Fahrzeuge, die vor dem Fahrzeug
100 fahren. Das Ziel G und das Ziel H sind Fahrzeuge, die auf der entgegengesetzten Fahrbahn fahren. Es wird angemerkt, dass in
5 die Richtungen der Pfeile, die sich von den Punkten erstrecken, die das Fahrzeug
100 und das Ziel A bis H darstellen, die Fahrtrichtungen der Fahrzeuge darstellen, und die Längen der Pfeile die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge darstellen. Keinen Pfeil findet man für das Ziel B als stationäres Objekt. Die Tabelle 2 zeigt Folgendes: die Zonen, in denen sich die Ziele A bis H unter den obigen Bedingungen befinden, die Entfernungen von dem Fahrzeug
100, die relativen Geschwindigkeiten zum Fahrzeug
100 und die Prioritäten. Der Koeffizient α in Gleichung (2) ist 3, und der Koeffizient β in Gleichung (3) ist –4 × 10
–7. In der Tabelle sind die Ziele in abnehmender Reihenfolge der Priorität sortiert. [Tabelle 2]
| Ziel | Befindet sich in Zone | Entfernung | Relative Geschwindigkeit | Priorität |
| D | 1 | 30 | 0 | 50,1 |
| B | 1 | 40 | –40 | 50,075 |
| C | 2 | 90 | –10 | 30,0333 |
| F | 2 | 90 | 10 | 30,0272 |
| E | 2 | 150 | 0 | 30,02 |
| H | 4 | 90 | –100 | 15,0333 |
| A | 3 | 120 | 0 | 15,025 |
| G | 4 | 140 | –80 | 15,0214 |
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Wie man an diesem Beispiel für die Berechnung der Priorität sehen kann, sind die zwei höchsten Prioritäten dem Ziel D und dem Ziel B zugeordnet, die sich in der Zone 1 befinden, und für die die höchste Bewertung (eine Bewertung von 50 für die Zone) festgelegt ist. Nach Ziel D und Ziel B sind die drei zweithöchsten Prioritäten dem Ziel C, dem Ziel E und dem Ziel F zugeordnet, die sich in der Zone 2 befinden, für welche die zweithöchste Bewertung (eine Bewertung von 30 für die Zone) festgelegt ist. Niedrige Prioritäten sind dem Ziel A, dem Ziel G und dem Ziel H zugeordnet, die sich in der Zone 3 und der Zone 4 befinden (eine Bewertung von 15 für die Zone). Damit sind die Zonenbewertungen für die Berechnung der Prioritäten der Ziele priorisiert.
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Wenn sich mehrere Ziele in der gleichen Zone befinden, hat ein dem Fahrzeug 100 näheres Ziel eine höhere Priorität. Zum Beispiel wird, auch wenn sich beide Ziele B und D in der Zone 1 befinden, für das dem Fahrzeug 100 nähere Ziel D eine höhere Priorität als für das Ziel B berechnet. Dies deshalb, da die relative Geschwindigkeit des Ziels B negativer im Wert und schneller als die relative Geschwindigkeit des Ziels D ist, und da das Ziel B weiter entfernt von dem Fahrzeug 100 als das Ziel D ist.
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Wenn sich mehrere Ziele in der gleichen Zone befinden und darüber hinaus gleich entfernt von dem Fahrzeug 100 sind, wird die Differenz der Priorität auf Basis der relativen Geschwindigkeiten bestimmt. Zum Beispiel befinden sich beide der Ziele C und F in der Zone 2 und sind gleich entfernt von dem Fahrzeug 100, jedoch wird für das Ziel C eine höhere Priorität als für das Ziel F berechnet. Dies deshalb, da die relative Geschwindigkeit des Ziels C negativer im Wert und schneller als die des Ziels F ist.
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Wie man sehen kann, wird die obige Ausführungsform als Beispiel für die in der vorliegenden Offenbarung offenbarte Technik beschrieben. Daher werden die Zeichnungen angehängt und die ausführliche Beschreibung vorgestellt.
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Die Bauelemente in den beigefügten Zeichnungen und die ausführliche Beschreibung können nicht nur diejenigen enthalten, die wichtig zum Lösen der Probleme sind, sondern auch diejenigen, die möglicherweise nicht wichtig zum Lösen der Probleme sind, um die Technik als ein Beispiel darzustellen. Somit sollen diese nicht wichtigen Bauelemente nicht als wichtig festgelegt werden, einfach weil derartige Elemente in den beigefügten Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung zu finden sind.
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Darüber hinaus ist die Ausführungsform ein Beispiel zum Beschreiben der in der vorliegenden Offenbarung offenbarten Technik, und somit kann die Ausführungsform geändert, durch eine andere Ausführungsform ersetzt, mit einer weiteren Ausführungsform modifiziert und weggelassen werden, was alles in einen Schutzbereich der Ansprüche und einen den Ansprüchen äquivalenten Schutzbereich fällt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Automobil-Zielerfassungssystem
- 20
- ECU (Zentrale Steuereinheit)
- 30
- fahrzeuginterner Bus
- 1A bis 1I
- Sensoreinheit
- 11
- Sensor
- 12
- Sensor-CPU (Sensorsteuergerät)
- 100
- Fahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009-58316 [0003, 0004]
