-
Diese Erfindung betrifft eine Fahrzeugradarvorrichtung,
die eine Vielzahl von Übertragungswellen
in seitlicher Vorwärtsrichtung
aussendet, d. h. innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches in mindestens
eine Richtung der Fahrzeugbreite, und Objekte basierend auf abhängig von
den Intensitäten der
reflektierten Wellen schwankenden empfangenen Signalen erfasst,
wenn die reflektierten Wellen im Ansprechen auf die übertragenen
Signale empfangen werden.
-
Eine herkömmliche Fahrzeugradarvorrichtung
sendet Übertragungswellen,
wie z. B. Lichtwellen oder Millimeterwellen in Richtung der Fahrtrichtung
des Fahrzeugs und erfasst Objekte vor dem Fahrzeug basierend auf
den reflektierten Wellen, wie z. B. auch in der
JP-A-2002-40139 offengelegt.
Die Vorrichtung dieser Art wird für eine Vorrichtung verwendet,
die bei Erfassen eines Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug
einen Alarm erzeugt, oder einer Vorrichtung, die die Fahrzeuggeschwindigkeit
regelt, um einen vorbestimmten Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug
einzuhalten.
-
Bei obiger Fahrzeugradarvorrichtung
wird die Ausstrahlrichtung des Laserstrahls, der von einer Laserdiode
ausgesendet wird, unter Verwendung eines Polygonalspiegels, der
gedreht wird, variiert, um dadurch eine Vielzahl von Laserstrahlen über einen vorbestimmten
Winkelbereich in die Richtung der Breite und Höhe des Fahrzeugs auszustrahlen. Wenn
die Laserstrahlen durch Objekte reflektiert werden, werden die reflektierten
Strahlen durch eine Licht aufnehmende Linse bzw. ein Licht aufnehmendes Objektiv
aufgenommen. Die empfangenen reflektierten Strahlen werden zu einem
Licht aufnehmenden Element geführt,
das dann Spannungssignale entsprechend der Intensitäten der
empfangenen Strahlen erzeugt.
-
Der Abstand zu dem reflektierenden
Objekt wird basierend auf einem Zeitintervall von dem Zeitpunkt
des Ausstrahlens des Laserstrahls an bis zu dem Zeitpunkt, zu dem
das Spannungssignal größer wird
als eine Referenzspannung, erfasst. Ebenso wird auch die Position
in Richtung der Fahrzeugbreite und in die Richtung der Fahrzeughöhe, bzw.
auf einer Fläche,
die der Fahrzeugbreite und -höhe entspricht, basierend
auf dem Ausstrahlwinkel der Laserstrahlen erfasst.
-
Wie bereits beschrieben, sind die
von der Fahrzeugradarvorrichtung zu erfassenden Objekte vor dem
Fahrzeug befindliche vorausfahrende Fahrzeuge etc.. Für gewöhnlich weist
ein vorausfahrendes Fahrzeug Reflektoren auf der Rückseite
auf, um die Übertragungswellen,
wie z. B. Laserstrahlen, zu reflektieren. Die Fahrzeugkarosserie
weist ebenso eine relativ hohe Reflexionsintensität auf, obwohl
diese nicht so hoch ist wie die der Reflektoren. Daher ist die Fahrzeugradarvorrichtung
in der Lage vorausfahrende Fahrzeuge zu erfassen, um einen Abstand
von größer/gleich
100 Meter einzuhalten.
-
Allerdings ist die Ausgabeintensität bzw. Ausgangsleistungsdichte
der Übertragungswellen, wie
z. B. dem Laserstrahl, aus vielerlei Gründen begrenzt, und die Begrenzung
wirkt sich unweigerlich auf den erfassbaren Bereich des Abstandes
zu den vorausfahrenden Fahrzeugen aus.
-
Nebenbei bemerkt nimmt die Intensität des durch
die vorausfahrenden Fahrzeuge reflektierten Laserstrahls ab, wenn
Schlamm, Schnee, usw. auf der Rückseite
des vorausfahrenden Fahrzeuge anhaftet. Wenn die Lichtsignale in
diesem Fall empfangen werden, wird es schwierig, Rauschkomponenten,
die auf Grund vielfältiger
Faktoren erzeugt wurden, von empfangenen Lichtsignalkomponenten
zu unterscheiden, die Intensitäten
bzw. Leistungsdichten entsprechend des von den vorausfahrenden Fahrzeugen
reflektieren Lichts aufweisen. Demzufolge wird der erfassbare Abstand
der Radarvorrichtung kurz.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Fahrzeugradarvorrichtung bereitzustellen, die den erfassbaren
Abstand durch Verbessern der Ansprechempfindlichkeit beim Erfassen
der durch Objekte reflektierten Reflexionswellen erweitert, und
eine Abnahme des erfassbaren Abstands zu den vorausfahrenden Fahrzeugen
mit geringer Reflexionsfähigkeit
gering hält.
-
Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch
1 der vorliegenden Erfindung gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die Fahrzeugradarvorrichtung der
Erfindung fasst eine vorbestimmte Anzahl an empfangenen Signalen,
die basierend auf einer vorbestimmten Anzahl an benachbart zueinander
abgestrahlten Übertragungssignal
ausgegeben werden, zu einem Ganzen zusammen, und gibt ein zusammengefasstes, bzw.
integriertes Signal aus. Daher werden, selbst wenn die einzelnen
empfangenen Signalkomponenten, die den Intensitäten der reflektierten Wellen
entsprechen, kleine Intensitäten
aufweisen, die Intensitäten
der empfangenen Signalkomponenten entsprechend der reflektierten
Wellen von den Objekten durch Zusammenfassen einer vorbestimmten
Anzahl an empfangenen Signalen verstärkt. Andererseits können Rauschkomponenten,
die auf zufällige
Weise die empfangenen Signale auf Grund verschiedener Faktoren überlagern,
lediglich in einem kleinen Ausmaß verstärkt werden, selbst wenn eine
vorbestimmte Anzahl an empfangenen Signalen zusammengefasst wird.
Daher zeichnen sich die zusammengesetzten Signale durch ein verbessertes
Signal-Rausch-Verhältnis
der empfangenen Signalkomponenten aus, die den Wellen entsprechen,
die durch die reflektierenden Objekte reflektiert werden. Daher kann
beim Erfassen der reflektierenden Objekte basierend auf den zusammengesetzten
Signalen, der Abstand zum Erfassen der reflektierenden Objekte erweitert
werden. Ferner kann eine Abnahme des erfassbaren Abstands unterdrückt werden,
selbst wenn die Reflexionsintensität der reflektierenden Objekte abnimmt.
-
Hier nimmt allerdings, wenn die ausgegebenen
empfangenen Signale einfach in einer vorbestimmten Anzahl gruppiert
werden, um ein zusammengesetztes Signal zu bilden, die Winkelauflösung basierend
auf dem zusammengesetzten Signal auf eine Auflösung ab, die durch Multiplizieren
der Winkelauflösung
der einzeln empfangenen Signale eine bestimmte Anzahl von Malen
erhalten wird.
-
Daher werden beim Einstellen einer
vorbestimmten Anzahl an empfangenen Signalen, die basierend auf
der vorbestimmten Anzahl an Übertragungssignalen
ausgegeben werden, die benachbart zueinander als ein Bereich der
empfangenen zusammenzufassenden Signale ausgestrahlt werden, eine Mehrzahl
an Bereichen der zusammenzufassenden empfangenen Signale eingestellt,
während
die zu den Bereichen der zusammenzufassenden empfangenen Signale
gehörenden
empfangenen Signale, durch eine Anzahl kleiner als die vorbestimmte
Anzahl von empfangenen Signalen, verändert werden, so dass einige
der empfangenen Signale auf überlappende
Weise zu der Vielzahl an Bereichen der zusammenzufassenden empfangenen
Signale gehören.
Daher kann das zusammengesetzte Signal eine höhere Winkelauflösung in
Bezug auf die vorbestimmte Anzahl an empfangenen Signalen beibehalten,
während
die empfangenen Signale zusammengefasst werden, um das zusammengesetzte
Signal zu berechnen. Daher kann beim Erfassen der reflektierenden
Objekte die Erfassungsfähigkeit
oder -genauigkeit verbessert werden, während eine Abnahme der Winkelauflösung unterdrückt wird.
-
Die Aufgabe, die Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten
Beschreibung mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung erläutert.
-
1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln
eines Fahrzeugs zeigt, auf das die Erfindung angewendet wird;
-
2A ist
ein Diagramm, das einen Laserradarsensor zeigt, 2B ist ein Diagramm, das eine erste Detektorschaltung
in dem Laserradarsensor zeigt, und 2C ist
ein Diagramm, das eine Zeitdetektorschaltung in dem Laserradarsensor
zeigt;
-
3 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Bereich anzeigt, der von
dem Laserradarsensor bestrahlt wird;
-
4A ist
ein Diagramm mit Wellenformen, die ein Prinzip zum Erfassen des
Abstands erläutern und 4B ist ein Diagramm mit
Wellenformen, die ein Verfahren zum Berechnen von Spitzenwerten
in den Lichtaufnahmesignalen zeigen;
-
5 ist
ein Diagramm mit Wellenformen, die eine digitale Umwandlung der
empfangenen Lichtsignale durch eine A/D-Wandlerschaltung in der zweiten
Detektorschaltung zeigt;
-
6 ist
ein Diagramm, das ein Verfahren zum Einstellen der Anzahl der empfangenen
Lichtsignale, die zusammengefasst werden müssen, zeigt;
-
7 ist
ein Diagramm, das die Bewegung eines Bereiches empfangener Lichtsignale
zeigt, die unter Verwendung einer Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung
in der zweiten Detektorschaltung zusammengefasst werden müssen;
-
8A ist
ein Diagramm, das zeigt, dass ein Verstärkungsgrad der empfangenen
Lichtsignale, welcher der Intensität des reflektierten Lichts
entspricht, größer als
ein Verstärkungsgrad
der Rauschsignalkomponenten wird, wenn eine Vielzahl an Lichtaufnahmesignalen
zusammengefasst wird, und 8B ist
ein Diagramm mit Wellenformen, das ein Prinzip zum Erfassen eines
Abstandes zu einem reflektierenden Objekt basierend auf dem zusammengesetzten
Signal zeigt; und
-
9 ist
ein Diagramm mit Wellenformen, das eine lineare Interpolationsverarbeitung
zeigt, die durch eine Interpolationsschaltung der zweiten Detektorschaltung
bewirkt wird.
-
Gemäß einer in 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird eine Fahrzeugradarvorrichtung bei einer Fahrzeugsteuervorrichtung
bzw. Fahrzeugregelvorrichtung 1 verwendet. Die Fahrzeugregelvorrichtung
dient dazu, basierend auf einem von der Fahrzeugradarvorrichtung
erfassten Ergebnis ein Alarmsignal zu erzeugen, wenn ein Objekt
in einem einen Alarm auslösenden
Bereich ist. Ferner dient die Fahrzeugregelvorrichtung 1 dazu, das
Fahrzeug zu regeln, um einen vorbestimmten Abstand relativ zu dem
vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten.
-
Die Fahrzeugregelvorrichtung 1 besteht
aus einer Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstandsregel-ECU 3 als
eine zentrale Einheit. Die Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstandsregel-ECU 3 besteht
aus einem Mikrocomputer und enthält
eine I/O-Schnittstelle (I/O), verschiedenen Steuer- und Detektorschaltungen.
Dieser Hardwareaufbau ist bekannt und wird daher nicht detailliert
beschrieben.
-
Die Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstandsregel-ECU 3 empfängt Erfassungssignale
von einem Laserradarsensor 5, der eine Fahrzeugradarvorrichtung
darstellt, von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7,
von einem Bremsschalter 9 und einem Drosselöffnungssensor 11,
und sendet Steuersignale zu dem Alarmtongenerator 13, zu
einer Abstandsanzeige 15, zu einer Sensorfehlfunktion-Anzeige 17,
zu einer Bremssteuereinheit 19, zu einer Drosselsteuereinheit 21 und
zu einer Automatikgetriebe-Steuereinheit (A/T) 23. Mit
der Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstandsregel-ECU 3 sind ferner
eine Alarmtonlautstärkeeinstelleinheit 24 zum Einstelle
der Lautstärke
des Alarmtons, eine Alarmansprechempfindlichkeit-Einstelleinheit 25 zum Einstellen
der Ansprechempfindlichkeit bei der Alarmbestimmungsverarbeitung,
ein Fahrtreglerschalter 26, ein Lenksensor 27 zum
Erfassen des Betätigungsbetrags
eines Lenkrads, das nicht dargestellt ist, und einen Giergeschwindigkeitssensor 28 zum
Erfassen der in dem Fahrzeug auftretenden Giergeschwindigkeit. Die
Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstandsregel-ECU 3 enthält ferner
einen Stromquellenschalter 29 und beginnt die Ausführung der
vorbestimmten Verarbeitung mit dem Einschalten des Stromquellenschalters 29.
-
Wie in 2 gezeigt,
ist der Laserradarsensor 5 im Allgemeinen aus einer Licht
emittierenden Einheit, einer Licht aufnehmenden Einheit und einer Laserradar-CPU 70 aufgebaut.
Die Licht emittierende Einheit enthält eine Halbleiterlaserdiode 75,
die einen pulsähnlichen
Laserstrahl durch eine Licht emittierende Linse 71 und
eine Drehantenne bzw. einen Scanner 72 abstrahlt. Die Laserdiode 75 ist
mit der Laserradar-CPU 70 durch eine Laserdiode-Steuerschaltung 76 verbunden,
und strahlt einen Laserstrahl im Ansprechen auf ein Steuersignal
von der Laserradar-CPU 70 aus. Die Drehantenne 72 enthält einen
Polygonalspiegel 73, der sich um eine vertikale Achse dreht.
Wenn das Steuersignal von der Laserradar-CPU 70 durch eine
Motorsteuereinheit 74 eingegeben wird, wird der Polygonalspiegel 73 durch
die Antriebskraft eines nicht dargestellten Motors gedreht. Die
Rotationsposition des Motors wird durch einen Motorrotationspositionssensor 78 erfasst,
und wird an die Laserradar-CPU 70 ausgegeben.
-
Der Polygonalspiegel 73 dieser
Ausführungsform
weist sechs Spiegel mit verschiedenen ebenen Neigungswinkeln auf
und ist in der Lage einen Laserstrahl zu erzeugen, um unstetig bzw.
diskret über
Bereiche der vorbestimmten Winkel in seitlicher und vertikaler Richtung
abzutasten, d. h. in Richtung der Fahrzeugbreite und in Richtung
der Fahrzeughöhe.
Der Laserstrahl tastet somit auf zweidimensionale Weise ab.
-
Das Abtastmuster wird nun mit Bezug
auf 3 beschrieben, die
einen Fall zeigt, in dem ein Laserstrahlmuster 122 nur
zu dem rechten und dem linken Ende innerhalb eines messbaren Bereiches 121 ausgesendet
wird. Die Muster in den Zwischenabschnitten werden weggelassen.
In 3 ist das projizierte
Laserstrahlmuster 122 annähernd elliptisch. Nicht darauf
begrenzt, kann allerdings das projizierte Laserstrahlmuster 122 eine
rechteckige Form oder Ähnliches
aufweisen. Zusätzlich
zu der Verwendung des Laserstrahls können ferner elektromagnetische
Wellen, wie z. B. Millimeterwellen oder Ultraschallwellen verwendet
werden. Nicht auf dieses Scan-System bzw. Abtast-System begrenzt,
kann ferner ein System verwendet werden, das in der Lage ist zwei
Azimute zusätzlich
zu dem Abstand zu messen.
-
Wenn die Abstrahlrichtung die Z-Achse
ist, wird der Laserstrahl so abgestrahlt, dass er aufeinanderfolgend
innerhalb einer X-Y-Ebene senkrecht zu der Z-Achse abtastet. In
dieser Ausführungsform wird
die Y-Achse, die die Richtung der Fahrzeughöhe anzeigt (vertikale Richtung),
als die Referenzrichtung bezeichnet, und die X-Achse, die die Richtung
der Fahrzeugbreite anzeigt (seitliche Richtung), wird als die Abtastrichtung
bezeichnet. Der Abtastbereich, in dem der Laserstrahl die zweidimensionale
Abtastung bewirkt, ist ungefähr
36 Grad (0,08 Grad × 451
Punkte) in die X-Achsenrichtung und ist ungefähr 4 Grad (0,7 Grad × 6 Linien)
in die Y-Achsenrichtung. Ferner ist die Abtastrichtung von der linken
zur rechten Seite in X- Achsenrichtung
in 3, und von der oberen
zu der unteren Seite in Y-Achsenrichtung in 3.
-
Zunächst wird der Laserstrahl aufeinanderfolgend
entlang einer ersten Abtastlinie an der obersten Position in der
Y-Achsenrichtung von der linken zu der rechten Seite alle 0,08 Grad
in X-Achsenrichtung abgestrahlt. Als Nächstes wird ganz ähnlich der Laserstrahl
entlang einer zweiten Abtastzeile, die die nächste Spalte von der obersten
Zeile in Y-Achsenrichtung ist, aufeinanderfolgend alle 0,08 Grad
in die X-Achsenrichtung ausgestrahlt. Somit wird der Laserstrahl
auf ganz ähnliche
Weise bis zu der sechsten Abtastzeile abgestrahlt. Daher werden
eine Vielzahl von Laserstrahlen für jede Abtastzeile von der ersten
Abtastzeile bis zu der sechsten Abtastzeile abgestrahlt.
-
Wenn der reflektierte Laserstrahl
auf das Ausstrahlen des Laserstrahls auf obigen Abtastbereich hin
reflektiert wird, werden Abtastwinkel θx und θy, die die Winkel der Ausstrahlung
der Laserstrahlen darstellen, und ein gemessener Abstand L zu einem Objekt
erhalten. Die zwei Abtastwinkel θx
und θy
sind so, dass der Längsabtastwinkel θy einen
Winkel zwischen der Z-Achse und einer Linie darstellt, entlang derer
der Laserstrahl auf die Y-Z-Ebene projiziert wird, und dass der
quer laufende Abtastwinkel θx
einen Winkel zwischen der Z-Achse und einer Linie darstellt, entlang
derer der Laserstrahl auf die X-Z-Ebene projiziert wird.
-
Zurück zu 2A. Die Licht aufnehmende Einheit des
Laserradarsensors 5 enthält eine Sammellinse 81 zum
Fokussieren des von einem Objekt, das Objekt ist nicht dargestellt,
reflektierten Laserstrahls, und ein Licht aufnehmendes Element (Fotodetektor
PD) 83, das eine Spannung erzeugt (Signal, das durch das
aufgenommene Licht erzeugt wird bzw. Lichtaufnahmesignal) entsprechend
der Intensität
des fokussierten reflektierten Lichts. Das Lichtaufnahmesignal,
das von dem Licht aufnehmenden Element 83 erzeugt wird,
wird durch einen Verstärker 85 verstärkt und
wird in eine erste Detektorschaltung 86 eingegeben, die
das reflektierende Objekt basierend auf den einzelnen Lichtaufnahmesignalen
erfasst, und zu einer zweiten Detektorschaltung 90, die
eine vorbestimmte Anzahl an Lichtaufnahmesignalen erfasst und das
reflektierende Objekt basierend auf dem zusammengesetzten Signal
erfasst. Der Aufbau und die Wirkungsweise der ersten Detektorschaltung 86 und
der zweiten Detektorschaltung 90 wird nun beschrieben.
-
Bezug nehmend auf 2B enthält die erste Detektorschaltung
einen Komparator 87 zum Vergleichen der einzelnen eingegebenen
Lichtaufnahmesignale LS mit einer Referenzspannung V0, und eine Zeitmessschaltung 88 zum
Berechnen des Abstandes L zu dem reflektierenden Objekt basierend
auf der Ausgabe des Komparators 87.
-
Der Komparator 87 vergleicht
das von dem Verstärker 85 ausgegebenen
Lichtaufnahmesignal mit der Referenzspannung und gibt ein Vergleichssignal
an eine Zeitmessschaltung 88 aus, wenn das Lichtaufnahmesignal
LS größer als
die Referenzspannung V0 ist.
-
Basierend auf dem Vergleichssignal
von dem Komparator 87 erfasst die Zeitmessschaltung 88 die
Anstiegszeiten (t11, t21), wenn das Lichtaufnahmesignal LS die Referenzspannung
V0 überschreitet,
und die Abfallzeiten (t12, t22), wenn das Lichtaufnahmesignal kleiner
als die Referenzspannung V0 wird, wie in 4B gezeigt. Dann wird eine Zeit tp des
Erzeugens eines Spitzenwertes basierend auf der Anstiegszeit und
der Abfallzeit berechnet.
-
Hier zeigt 4B die Lichtaufnahmesignale L1 und L2
infolge von zwei reflektierten Lichtstrahlen mit unterschiedlichen
Intensitäten.
In 4B stellt eine Kurve
L1 ein Lichtaufnahmesignal auf Grund reflektierten Lichts mit relativ
großer
Intensität
dar, und eine Kurve L2 stellt ein Lichtaufnahmesignal infolge reflektierten
Lichts mit einer relativ schwachen Intensität dar.
-
Die den Intensitäten der reflektierten Strahlen
entsprechenden Lichtaufnahmesignale sind asymmetrisch, und der Grad
der Asymmetrie nimmt mit einer Zunahme der Amplitude der Lichtaufnahmesignale
zu. Daher stellt die Zeitmessschaltung 88 z. B. Zeitintervalle
(Δt1, Δt2) zwischen
den Anstiegszeiten (t11, t21) und den Abfallzeiten (t12, t22) fest, welche
Parameter sind, die den Amplituden der Lichtaufnahmesignale entsprechen.
Eine Zeit tp, bei der ein Spitzenwert erzeugt wird, wird basierend
auf den Anstiegszeiten (t11, t21) und den Abfallzeiten (t12, t22)
berechnet, wobei die Zeitintervalle (Δt1, Δt2) berücksichtigt werden.
-
Somit wird die Zeit tp zum Erzeugen
eines Spitzenwertes des Spannungssignals berechnet, und dann wird
eine Zeitdifferenz Δt
zwischen einer Zeit t0, bei der der Laserstrahl ausgesendet wird,
und einer Zeit tp, bei der der Spitzenwert erzeugt wird, festgestellt,
wie in 4A gezeigt. Und
zwar wird eine Steuersignalausgabe von der Laserradar-CPU 70 an
die Laserdiode-Steuerschaltung 76 in die Zeitmessschaltung 88 eingegeben,
und die Zeit t0 des Emittierens bzw. Ausstrahlens des Laserstrahls
kann von dem Steuersignal erfasst werden. Die Zeitdifferenz Δt zwischen
der Zeit t0 des Erzeugens des Laserstrahls und der Zeit tp des Spitzenwertes
wird in ein binäres
digitales Signal kodiert und an die Laserradar-CPU 70 ausgegeben.
-
Die zweite Detektorschaltung 90 enthält eine A/D-Wandlerschaltung 91,
wie in 2C gezeigt. Das
Lichtaufnahmesignal LS von dem Verstärker 85 wird an die
A/D-Wandlerschaltung 91 eingegeben und
in ein digitales Signal umgewandelt. Das Lichtaufnahmesignal, das
zu dem digitalen Signal gewandelt wird, wird in eine Speicherschaltung 93 eingegeben
und darin gespeichert. Das Lichtaufnahmesignal, das der digitalen
Umwandlung unterzogen wird, ist dasjenige, das von der Verstärkerschaltung 85 ausgegeben
wird, bis zum Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode (z. B. 2000
Nanosekunden) von dem Zeitpunkt t0 des Aussendens des Laserstrahls
an. Bezug nehmend auf 5 wird
das Lichtaufnahmesignal LS in N Abschnitte unterteilt, wobei jedes
dieser ein vorbestimmtes Zeitinter vall (z. B. 10 Nanosekunden) ist,
und ein Durchschnittswert der Lichtaufnahmesignale dieser Abschnitte
wird zu einem digitalen Wert gewandelt.
-
Eine Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 dient
dazu, eine vorbestimmte Anzahl an Lichtaufnahmesignalen, die der
vorbestimmten Anzahl an Laserstrahlen entsprechen, die benachbart
zueinander in die X-Achsenrichtung ausgestrahlt werden, zu einer
Zusammenfassungsschaltung 97 in einer darauf folgenden
Stufe auszugeben. Die vorbestimmte Anzahl an Lichtaufnahmesignalen entstammt
den Lichtaufnahmesignalen, die in der Speicherschaltung 93 gespeichert
sind. Der Bereich der zusammenzufassenden Lichtaufnahmesignale, die
durch die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 bestimmt
werden, wird mit Bezug auf die 6 und 7 beschrieben.
-
6 zeigt
eine Beziehung zwischen dem Bereich, zu dem der Laserstrahl abgestrahlt
wird, und einem vorausfahrenden Fahrzeug, das das zu erfassende
Objekt ist. 6 zeigt
der Einfachheit halber nur einen Abstrahlbereich einer Abtastzeile.
-
Das in 6 gezeigte
vorausfahrende Fahrzeug weist einen Reflektor auf der Rückseite
auf, um den Laserstrahl sehr stark zu reflektieren. Auch die Fahrzeugkarosserie
reflektiert den Laserstrahl relativ stark, obwohl die Reflexion
im Vergleich zu dem Reflektor niedriger ist. Für gewöhnlich ist daher das von dem
vorausfahrenden Fahrzeug reflektierte Licht ausreichend intensiv,
und das Lichtaufnahmesignal infolge des reflektierten Lichts ist
größer als
die Referenzspannung V0, wie in den 4A und 4B gezeigt.
-
Wenn allerdings z. B. Schlamm, Schnee oder Ähnliches
an der Rückseite
des vorausfahrenden Fahrzeugs anhaftet, fällt die Intensität des von dem
vorausfahrenden Fahrzeug reflektierten Lichts ab. Daher kann das
dem von dem vorausfahrenden Fahrzeug reflektierte Licht entsprechende
Lichtaufnahmesignal oft kleiner werden als die Referenzspannung
V0. Wenn das Lichtaufnahmesignal die Referenzspannung v0 nicht überschreitet,
ist es nicht zugelassen, das vorausfahrende Fahrzeug basierend auf
den einzelnen Lichtaufnahmesignalen zu erfassen. Im Übrigen nimmt
die Intensität
der reflektierten Wellen ab, wenn der Abstand zu dem vorausfahrenden
Fahrzeug zunimmt, und es wird schwierig basierend auf den einzelnen
Lichtaufnahmesignalen, das vorausfahrende Fahrzeug zu erfassen,
das weiter als einen vorbestimmten Abstand entfernt ist.
-
In dieser Ausführungsform wird daher eine Mehrzahl
von Lichtaufnahmesignalen zusammengefasst, um die Lichtaufnahmesignale
zu verstärken, die
von dem vorausfahrenden Fahrzeug reflektiert werden, um selbst die
reflektierten Wellen mit kleinen Intensitäten zu erfassen. Die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 90 bestimmt
die Lichtaufnahmesignale, die zusammengefasst werden müssen.
-
Es ist wünschenswert, dass die Anzahl
der Lichtaufnahmesignale, die zusammengefasst werden müssen, basierend
auf der Breite des zu erfassenden Objektes in Richtung der Fahrzeugbreite, dem
Abstand L0 zu dem zu erfassenden Objekt und dem Strahlschrittwinkel θ des
Laserstrahls in Richtung der Fahrzeugbreite bestimmt wird. Das heißt, die
Anzahl Nr der zusammenzufassenden Lichtaufnahmesignale ist so ausgewählt, dass
der Abstrahlbereich einer vorbestimmten Anzahl an Übertragungswellen
der Breite W des zu erfassenden Objekts in Richtung der Fahrzeugbreite
bei dem Abstand L0, der erfasst werden muss, entspricht. Dies kann
durch folgende Formel dargestellt werden. Nr
= W/(L0 × tan θ)
-
Durch Einstellen der Anzahl der zusammenzufassenden
Lichtaufnahmesignale existiert notwendigerweise eine Kombination,
bei der alle aufzunehmenden Lichtaufnahmesignale die Lichtaufnahmesignale
werden, die ausgegeben werden, wenn das von dem zu erfassenden Objekt
reflektierte Licht in einem Abstandsbereich mit dem zu erfassenden
Abstand L0 als eine Obergrenze empfangen wird. In diesem Fall werden
lediglich solche Lichtaufnahmesignale zusammengefasst, die Aufnahmesignalkomponenten
enthalten, die den Intensitäten
der reflektierten Wellen entsprechen, und daher kann die Ansprechempfindlichkeit
für das
Erfassen der reflektierten Wellen basierend auf dem zusammengesetzten Signal
effektiv verbessert werden.
-
Bei dem in 6 gezeigten Beispiel ist die quer verlaufende
Breite des zu erfassenden vorausfahrenden Fahrzeugs ungefähr 1,8 Meter,
der zu erfassende Abstand ist 80 Meter und der Strahlstufenwinkel
des Laserstrahls in die Richtung der Fahrzeugbreite ist 0,08 Grad.
Daher wird die Anzahl der zusammenzufassenden Lichtaufnahmesignale
auf 16 festgesetzt.
-
Die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 ändert den
Bereich der Lichtaufnahmesignale, die zusammengefasst werden müssen, wobei
ein Zeitintervall beibehalten wird, in dem die zusammenfassende
Schaltung 97 ein zusammengefasstes Signal der sechzehn
empfangenen Lichtsignale berechnet, ein Komparator 103 in
einer darauffolgenden Stufe die Vergleichsverarbeitung unter Verwendung
eines Schwellenwertes einer Schwellenwertschaltung 105 bewirkt,
eine Interpolationsschaltung 109 die lineare Interpolationsverarbeitung
bewirkt und eine Zeitmessschaltung 111 eine Zeitdifferenz Δt berechnet.
-
Das heißt, Bezug nehmend auf 7 werden die Nummern 1 bis 451 den
Lichtaufnahmesignalen zugewiesen, um den 451 Laserstrahlen
zu entsprechen, die abgestrahlt werden, um von der linken zu der
rechten Seite in die X-Achsenrichtung
abzutasten. Dann bestimmt die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 das
erste bis sechzehnte Lichtaufnahmesignal als ein Bereich der zusammenzufassenden
Lichtaufnahmesignale. Nach Durchlauf der obigen Zeitspanne wird
das zweite bis siebzehnte Lichtaufnahmesignal als ein Bereich der zusammenzufassenden
Lichtaufnahmesignale bestimmt. Somit ändert die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 den
Bereich der zusammenfassenden Lichtaufnahmesignale zu jedem Zeitpunkt
um ein Lichtaufnahmesignal. Das macht es möglich einen Abfall der Winkelauflösung basierend auf
den zusammengesetzten Signalen zu minimieren, während sechzehn Lichtaufnahmesignale
zusammengefasst werden.
-
Das heißt, wenn die von dem Licht
aufnehmenden Element 83 ausgegebenen Lichtaufnahmesignale
einfach zu sechzehn gruppiert werden, um ein zusammengefasstes Signal
festzulegen, ist es möglich
die Ansprechempfindlichkeit auf das reflektierte Licht zu verbessern,
was allerdings zu einem großen
Abfall der Winkelauflösung
auf Grund der zusammengesetzten Signale führt. Andererseits ist es möglich einen
Abfall der Winkelauflösung
zu unterdrücken,
wenn der Bereich der zusammenzufassenden Lichtaufnahmesignale um
ein Lichtaufnahmesignal zu jedem Zeitpunkt verschoben wird, wie
oben beschrieben.
-
Sechzehn Lichtaufnahmesignale, die
zu einem von der Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 bestimmten
Bereich gehören, werden
von der Speicherschaltung 93 ausgelesen und an die Zusammenfassungsschaltung 97 ausgegeben.
Die Zusammenfassungsschaltung 97 fasst sechzehn Lichtaufnahmesignale
zusammen, die in Digitalsignale umgewandelt wurden, wie in 8A gezeigt.
-
Hier erscheinen, wenn die sechzehn
Lichtaufnahmesignale alle Lichtaufnahmesignalkomponenten S enthalten,
die von den durch das gleiche reflektierende Objekt reflektierten
Wellen abhängen, die
Lichtaufnahmesignalkomponenten S in einem Moment, wenn die gleiche
Zeitspanne von dem Moment an, wenn der Laserstrahl ausgesendet wird,
abgelaufen ist. Dementsprechend wird die Lichtaufnahmesignalkomponente
S0 in dem zusammengesetzten Signal gleich der Lichtaufnahmesignalkomponente
S jedes Lichtaufnahmesignals, das sechzehn mal verstärkt wird.
Andererseits wird die in jedem Lichtaufnahmesignal enthaltene Rauschkomponente
N im Wesentlichen aufgrund externen Lichts auf zufällige Weise
erzeugt. Daher wird, selbst wenn sechzehn Lichtaufnahmesignale zusammengefasst
werden, die Rauschkomponente N0 einfach mit der Wurzel von 16 (√16), d. h. viermal verstärkt. Auf
die Berechnung der zusammengesetzten Signale durch die Zusammenfassungsschaltung 97 nimmt
daher das Verhältnis
(Signal-Rausch-Verhältnis)
der Lichtaufnahmesignalkomponente S0 und der Rauschkomponente N0
auf das Vierfache zu. Daher macht es die Verwendung obiger zusammengefasster
Signale möglich,
das reflektierende Objekt basierend auf der verstärkten Lichtaufnahmesignalkomponente
S0 zu erfassen, selbst wenn die Lichtaufnahmesignalkomponenten S,
die in den einzelnen Lichtaufnahmesignalen enthalten sind, so klein
sind, dass es schwierig ist, eine Unterscheidung zu der Rauschkomponente N
zu treffen.
-
In 2C bezeichnet
Bezugszeichen 100 einen Schaltkreis, der die Ausgabe der
Zusammenfassungsschaltung 97 zu dem Komparator 103 und
zu der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 wechselt.
Wenn der Laserstrahl nicht auf den in 3 gezeigten
Abtastbereich abgestrahlt wurde, berechnet die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 die
Rauschkomponenten, die die Lichtaufnahmesignale überlagern, basierend auf der
zusammengesetzten Signalausgabe von der Zusammenfassungsschaltung 97.
-
In dieser Ausführungsform wird der Laserstrahl
in die Richtungen der X-Achse und Y-Achse abgetastet, indem 451
Laserstrahlen vorhanden sind, die durch Spiegel des Polygonalspiegels 73 mit sechs
Spiegeln am äußeren Umfang
davon mit unterschiedlichen ebenen Neigungswinkeln reflektierte werden.
Wenn die sechs Spiegel durch das Drehen des Polygonalspiegels 73 geändert werden,
werden die durch die Spiegel reflektierten Laserstrahlen durch den
Rahmen eines Abstrahlfensters, das nicht dargestellt ist, abgeschirmt,
und werden nicht nach außen
abgestrahlt. Zum Zeitpunkt des Umstellens der sechs Spiegel des
Polygonalspiegels 73 ändert der
Schaltkreis 100 die Ausgabe der Zusammenfassungsschaltung 97 auf
die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung.
-
Zu diesem Zeitpunkt sind die Lichtaufnahmesignalkomponenten
S, die den von dem reflektierenden Objekt reflektierten Wellen entsprechen,
nicht in den Lichtaufnahmesignalen enthalten, die von der Zusammenfassungsschaltung 97 zusammengefasst werden.
Daher zeigt das zusammengefasste Signal, das von der Zusammenfassungsschaltung 97 ausgegeben
wird, eine Rauschkomponente N, die das Lichtaufnahmesignal überlagert.
Daher wird die Rauschkomponente N von dem zusammengesetzten Signal
durch eine Subtraktionsschaltung 101 entfernt, die später beschrieben
werden wird, um das Signal-Rausch-Verhältnis des zusammengesetzten
Signals weiter zu verbessern.
-
Die Rauschkomponente wird basierend
auf dem zusammengesetzten Signal berechnet, das von der Zusammenfassungs schaltung 97 ausgegeben wird,
während
der Laserstrahl ausgesendet wird (aber nicht nach außen abgestrahlt
wird), da das elektromagnetische Rauschen durch das Aussenden des
Laserstrahls erzeugt wird und oft auf die Lichtaufnahmesignale überlagert
wird.
-
Ferner erzeugt die Zusammenfassungsschaltung 97 eine
Mehrzahl von zusammengesetzten Signalen, wenn der Laserstrahl nicht
auf den in 3 gezeigten
Abtastbereich abgestrahlt wird. Die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 mittelt
die Mehrzahl an zusammengesetzten Signalen, um ein durchschnittliches
zusammengefasstes Signal zu berechnen. Die Durchschnittsbildungsverarbeitung
kann die einfache Mittelwertbildung einer Mehrzahl an zusammengesetzten
Signalen oder das Berechnen eines gewichteten Mittels sein. Auf
die Durchschnittsbildung der zusammengesetzten Signale der empfangenen
Signale auf Grund der Rauschkomponenten N hin erscheinen die Rauschkomponenten
mit Regelmäßigkeit
charakteristischerweise auf den gemittelten zusammengesetzten Signalen.
-
Das heißt, die die Lichtaufnahmesignale überlagernde
Rauschkomponenten werden im Wesentlichen zufällig erzeugt. Unter diesen
sind allerdings Rauschkomponenten enthalten, die eine Regelmäßigkeit
aufweisen, die durch elektromagnetisches Wellenrauschen auf Grund
von Taktimpulsen der Laserradar-CPU 70 und dem Aussenden
der Laserstrahlen beeinträchtigt
wird. Wenn die Durchschnittsbildungsverarbeitung wiederholt wird,
werden die Rauschkomponenten mit Regelmäßigkeit mehr betont als die
zufälligen
Rauschkomponenten. Die Rauschkomponenten mit Regelmäßigkeit
sind notwendigerweise in den zusammengesetzten Signalen enthalten.
Daher werden die Rauschkomponenten durch die Durchschnittsbildungsverarbeitung
durch die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung aufgefunden,
und die gemittelten Rauschkomponenten werden von den zusam mengesetzten
Signalen entfernt, um zuverlässig
die Rauschkomponenten mit Regelmäßigkeit
von den zusammengesetzten Signalen zu entfernen.
-
In 2C bezeichnet
Bezugszeichen 101 eine Subtraktionsschaltung, die die von
der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 berechnete
Rauschkomponente von dem zusammengesetzten Signal, das von der Zusammenfassungsschaltung 97 ausgegeben
wird, abzieht, wenn ein Laserstrahl auf den Abtastbereich abgestrahlt
wird. Das zusammengefasste Signal, von dem die Rauschkomponente
abgezogen wird, wird durch den Komparator 103 mit einem
Schwellenwert Vd, der von der Schwellenwerteinstellschaltung 105 ausgegeben wird,
verglichen. Der Schwellenwert Vd entspricht der Referenzspannung
V0, die mit Bezug auf 2B beschrieben
wurde.
-
Bezug nehmend auf 9 werden die diskret berechneten digitalen
Werte, die ein vorbestimmtes Zeitintervall halten, mit dem Schwellenwert VD
verglichen, der die Referenzspannung V0 entspricht. Hier wird, wenn
z. B. die Digitalwerte Db und Dc größer als der Schwellenwert VD
sind, das Vergleichsergebnis an eine Interpolationsschaltung 109 ausgegeben.
-
Die Interpolationsschaltung 109 findet
eine Anstiegszeit t1 und eine Abfallzeit t2, bei der durch lineare
Interpolation geschätzt
wird, dass der Schwellenwert durchquert ist. Das heißt, man
stellt sich eine gerade Linie vor, die den digitalen Wert Db, der
den Schwellenwert überschreitet,
mit einem digitalen Wert Da verbindet, der unmittelbar vorausgeht,
und eine Zeit entsprechend einem Punkt, in dem die gerade Linie
den Schwellenwert VD schneidet, wird gefunden und als die Anstiegszeit
t1 erachtet. Ähnlich stellt
man sich eine gerade Linie vor, die den digitalen Wert Dc, der den
Schwellenwert VD über schreitet, mit
einem digitalen Wert Dd verbindet, der unmittelbar nachfolgend ist,
und eine Zeit entsprechend einem Punkt, in dem die gerade Linie
den Schwellenwert schneidet, wird gefunden und als die Abfallzeit t2
erachtet.
-
Eine Zeitmessschaltung 111 führt die
gleiche Verarbeitung aus wie die Zeitmessschaltung 80 von 2B, findet eine Zeit des
Erzeugens eines Spitzenwertes in der Lichtaufnahmesignalkomponente
S basierend auf der Anstiegszeit t1 und der Abfallzeit t2, wie in 8B gezeigt, und berechnet
die Zeitdifferenz Δt
zwischen der Zeit des Aussendens des Laserstrahls und der Zeit des
Aussendens des Spitzenwerts, wie in 8B gezeigt.
-
Basierend auf der Zeitdifferenz Δt, die von den
Zeitmessschaltungen 88 und 111 eingegeben werden,
berechnet die Laserradar-CPU 70 einen Abstand zu dem reflektierenden
Objekt und bereitet Positionsdaten basierend auf dem Abstand und
den Abtastwinkeln θx
und θy
der entsprechenden Laserstrahlen vor. Insbesondere werden die Positionsdaten
des reflektierenden Objekts von dem Abstand und den Abtastwinkeln θx und θy auf einem
rechtwinkligen X-Y-Z-Koordinatensystem
herausgefunden, wobei die Mitte des Laserradars der Ursprung (0,
0, 0) ist, die Richtung der Fahrzeugbreite die X-Achse ist, die
Richtung der Fahrzeughöhe
die Y-Achse ist und die Richtung zum vorderen Ende des Fahrzeugs
die Z-Achse ist. Die Positionsdaten in dem rechtwinkligen X-Y-Z-Koordinatensystem
werden als Abstandsdaten in die Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstandsregel-ECU 3 ausgegeben.
-
Wenn der Abstand zu dem reflektierenden Objekt
basierend auf dem zusammengesetzten Signal berechnet werden muss,
ist der Abtastwinkel θx des
Laserstrahls, der dem zusammengesetzten Signal entspricht, der Abtastwinkel
des Laserstrahls an der Mittenposition der Mehrzahl an Laserstrahlen,
die der Mehrzahl der zusammengefassten Lichtaufnahmesignale entsprechen.
-
Die Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstandsregel-ECU 3 regelt
den Zwischenfahrzeugabstand durch Erkennen des Objekts basierend
auf den Abstandsdaten von dem Laserradarsensor 5 und durch
Regeln der Fahrzeuggeschwindigkeit durch Aussenden von Steuersignalen
zu der Bremssteuereinheit 19, der Drosselsteuereinheit 21 und
der Automatikgetriebesteuereinheit 23, um den Zuständen des
vorausfahrenden Fahrzeugs zu entsprechen, die von dem erkannten
Objekt erhalten werden. Eine Alarmbestimmungsverarbeitung wird ebenso
ausgeführt,
um einen Alarm zu erzeugen, für
den Fall, dass das erkannte Objekt in einem vorbestimmten Alarmbereich
für länger als
eine vorbestimmte Zeitspanne bleibt. Das Objekt in diesem Fall kann
ein Fahrzeug sein, das vorausfährt,
oder ein Fahrzeug, das sich in einer Ruhestellung befindet.
-
Der interne Aufbau der Erkennungs-/Zwischenfahrzeugabstandsregel-ECU 3 wird
nun als ein Steuerblock bzw. Regelblock beschrieben. Die Abstandsdaten,
die von dem Laserradarsensor 5 ausgegeben werden, werden
zu einem Objekterkennungsblock 43 gesendet. Basierend auf
den dreidimensionalen Positionsdaten, die als Abstandsdaten erhalten
werden, findet der Objekterkennungsblock 43 eine Mittenposition
(X, Y, Z) des Objekts heraus, und eine Größe (W, D, H) des Objekts, wie
z. B. die Breite W, die Tiefe D und die Höhe H. Basierend auf einer Änderung
der Mittenposition (X, Y, Z) mit Ablauf der Zeit, wird ferner eine
relative Geschwindigkeit (Vx, Vy, Vz) des Objekts, mit dem eigenen
Fahrzeug als Referenz, herausgefunden.
-
Der Objekterkennungsblock 43 unterscheidet
ferner, ob sich das Objekt in einer Ruhestellung befindet oder fährt, basierend
auf der Fahrzeuggeschwindigkeit (Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs),
die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47 basierend
auf dem durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 erfassten
Wert und auf der oben herausgefundenen Relativgeschwindigkeit (Vx,
Vy, Vz) ausgegeben wird. Basierend auf dem Ergebnis der Unterscheidung
und der Mittenposition des Objekts werden Objekte ausgewählt, die
die Fahrt des eigenen Fahrzeugs beeinträchtigen, und die Abstände werden
auf der Abstandsanzeigeeinheit 15 angezeigt.
-
Ferner findet basierend auf dem Signal
von dem Lenksensor 27 ein Lenkwinkelberechnungsblock 49 einen
Lenkwinkel heraus, und basierend auf einem Signal von dem Giergeschwindigkeitssensor 28 berechnet
ein Giergeschwindigkeitsberechnungsblock 51 eine Giergeschwindigkeit.
Ferner berechnet ein Kurvenradius-Berechnungsblock 57 (Radius
der Krümmung)
einen Radius der Kurve (Radius der Krümmung) R basierend auf der
Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock 47,
dem Lenkwinkel von dem Lenkwinkelberechnungsblock 49 und
der Giergeschwindigkeit von dem Giergeschwindigkeitsberechnungsblock 51.
-
Basierend auf dem Krümmungsradius
R, der Mittenposition zur Koordinate (X, Z), etc. bestimmt der Objekterkennungsblock 43 die
Wahrscheinlichkeit, mit der das Objekt ein Fahrzeug ist, und die Wahrscheinlichkeit,
mit der das Objekt in der selben Fahrspur wie das eigene Fahrzeug
fährt.
Ein Anomaliesensordetektorblock 44 erfasst jeden anomalen Wert
der Daten, die von dem Objekterkennungsblock 43 ermittelt
werden. Wenn die Daten anomale Werte annehmen, wird diese Tatsache
auf einer Anomaliesensoranzeigeeinheit 17 angezeigt.
-
Ein Block 53 zum Bestimmen
des vorausfahrenden Fahrzeugs wählt
das vorausfahrende Fahrzeug basierend auf verschiedenen Daten aus,
die von dem Objekterkennungsblock 43 erhalten werden und
findet einen Abstand Z zu dem vorausfahrenden Fahrzeug in die Richtung
der Z-Achse und eine relative Geschwindigkeit Vz heraus. Dann bestimmt
ein Block 55 zum Steuern des Zwischenfahrzeugabstandes
und zum Bestimmen des Alarmes, ob ein Alarm erzeugt werden soll,
wenn es die Alarmbestimmung ist oder bestimmt den Inhalt der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung,
wenn es die Fahrtregelbestimmung ist, basierend auf dem Abstand
Z zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, der relativen Geschwindigkeit
Vz, dem derzeitigen Zustand des Fahrtreglerschalters 26,
dem Zustand, in dem der Bremsenschalter gedrückt ist, dem Öffnungsgrad
von einem Drosselöffnungssensor 11 und
einem Ansprechempfindlichkeitseinstellpunktwert, durch eine Alarmansprechempfindlichkeitseinstelleinheit 25.
-
Wenn der Alarm erzeugt werden muss,
wird ein Alarmerzeugungssignal an einen Alarmtongenerator 13 ausgegeben.
Wenn es sich um die Fahrtregelbestimmung handelt, werden die Steuersignale
an die Automatikgetriebesteuereinheit 23, die Bremssteuereinheit 19 und
die Drosselsteuereinheit 21 gesendet, um die benötigten Steueroperationen
zu bewirken. Wenn diese Steueroperationen ausgeführt werden, werden die benötigten Anzeigesignale
zu der Abstandsanzeigeeinheit 15 ausgegeben, um die Zustände dem
Fahrer bekannt zu geben.
-
Gemäß dieser Ausführungsform
wird, wie oben beschrieben, ein zusammengesetztes Signal durch Zusammenfassen
einer Mehrzahl an Lichtaufnahmesignalen berechnet, um dadurch das
reflektierende Objekt durch Verwendung des zusammengesetzten Signals
zusätzlich
zu der Erfassung des reflektierenden Objekts basierend auf den einzelnen Lichtaufnahmesignalen
zu erfassen. Es wird daher möglich
gemacht das reflektierende Objekt in einem Abstand, der nicht erfasst
werden kann, wenn einzelne Lichtaufnahmesignale verwendet werden,
zu erfassen, oder das reflektierende Objekt zu erfassen, das nur
wenig Licht reflektiert.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf obige Ausführungsform
begrenzt, sondern kann auf jeden Fall auf folgende Weisen umgesetzt
werden, ohne dabei nicht im Bereich der erfinderischen Idee der vorliegenden
Erfindung zu liegen.
-
- (1) Bei obiger Ausführungsform ändert die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 den
Bereich der Lichtaufnahmesignale, die durch ein Lichtaufnahmesignal
zu jedem Zeitpunkt zusammengefasst werden müssen. Allerdings kann die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 den
Bereich der zusammenzufassenden Lichtaufnahmesignale so ändern, dass
er eine Mehrzahl von Lichtaufnahmesignalen innerhalb eines Bereiches
enthält,
der kleiner ist als die Anzahl der zusammenzufassenden Lichtaufnahmesignale.
In diesem Fall ist es ebenso möglich
die Winkelauflösung
der zusammengesetzten Signale verglichen mit dem Fall zu verbessern,
wenn die zusammengesetzten Signale durch mindestens das Gruppieren
einer vorbestimmten Anzahl empfangener Signale herausgefunden werden.
- (2) In obiger Ausführungsform
bestimmt die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 in
der zweiten Detektorschaltung 90 die Anzahl der zusammenzufassenden
empfangenen Signale nur von einer Art (16 Signale). Die
Anzahl der zusammenzufassenden empfangenen Signale wird abhängig von
dem zu erfassenden Abstand L0 bestimmt, wie durch obige Formel Nr dargestellt.
Daher
können
zwei oder mehrere zu erfassende Abstände L0 eingestellt werden,
und es kann die Anzahl der zusammenzufassenden empfangenen Signale
zweier oder mehrerer Arten bestimmt werden. In diesem Fall werden
die Aufbauten von der Zusammenfassungsschaltung 97 bis
zu der Zeitmessschaltung 111 parallel zu der Speicherschaltung 93 mit
der Anzahl der Arten der zusammenzufassenden empfangenen Signale
geschaltet. Dies macht es möglich,
eine Mehrzahl von zusammengesetzten Signalen zu berechnen, die unterschiedliche
Anzahlen der Zusammenfassung aufweisen, wie auch darauffolgende
arithmetische Verarbeitung parallel und gleichzeitig auszuführen.
Obiger
Aufbau macht es möglich
eine Mehrzahl an Abständen
und Bereichen zu dem gleichen Objekt (vorausfahrendes Fahrzeug),
das erfasst werden soll, einzustellen, um eine verbesserte Ansprechempfindlichkeit
zum Erfassen des reflektierten Lichts zu erhalten.
- (3) Bei obiger Ausführungsform
funktionieren die erste Detektorschaltung 86 und die zweite
Detektorschaltung 90, um das reflektierende Objekt unabhängig zu
erfassen, basierend auf den einzelnen Lichtaufnahmesignalen und
basierend auf den zusammengesetzten Signalen, die durch Zusammenfassung
einer Mehrzahl von Lichtaufnahmesignalen erhalten werden.
Allerdings
kann, wenn das reflektierende Objekt basierend auf einzelnen Lichtaufnahmesignalen erfasst
wird, d. h. wenn erfasst wird, dass die einzelnen Lichtaufnahmesignale
Amplituden größer als
die Referenzspannung VO aufweisen, die Zusammenfassungsbereich-Bestimmungsschaltung 95 die
Daten zum Bestimmen der Lichtaufnahmesignale empfangen, wie z. B.
die Anzahlen der Lichtaufnahmesignale von der Laserradar-CPU 70 oder
der ersten Detektorschaltung 80, um solche Lichtaufnahmesignale
von den Lichtaufnahmesignalen auszuschließen, die zusammengefasst werden
müssen.
Der
Grund für
das Verwenden der zusammengesetzten Signale der Lichtaufnahmesignale
ist es, das reflektierende Objekt selbst dann zu erfassen, wenn
die einzelnen Lichtaufnahmesignale keine Intensitäten (Amplituden)
aufweisen, die groß genug
sind zum Identifizieren des reflektierenden Objekts. Wenn die einzelnen
Lichtaufnahmesignale Intensitäten
(Amplituden) aufweisen, die groß genug
sind zum Erfassen des reflektierenden Objekts, dann gibt es keinen
Anlass die zusammengesetzten Signale herauszufinden. Ferner wird
die Winkelauflösung
noch weiter verbessert, wenn das reflektierende Objekt basierend auf
den einzelnen Lichtaufnahmesignalen erfasst wird, im Gegensatz zu
dem Fall, wenn das reflektierende Objekt basierend auf den zusammengesetzten
Signalen erfasst wird. Aus diesen Gründen sollten, wenn das reflektierende
Objekt durch die einzelnen Lichtaufnahmesignale erfasst werden kann,
dann die Abstandsdaten in Bezug auf das reflektierende Objekt basierend
auf den erfassten Ergebnissen berechnet werden.
Es ist ferner
möglich
die Menge der arithmetischen Verarbeitung zu verringern und die
Betriebszeit zu verkürzen,
durch Einstellen eines Bereiches der zusammenzufassenden empfangenen
Signale für
solche Lichtaufnahmesignale, die die Lichtaufnahmesignale ausschließen, die
Amplituden aufweisen, die groß genug
zum Erfassen des reflektierenden Objekts sind.
- (4) In obiger Ausführungsform
sind die erste Detektorschaltung 86 und die zweite Detektorschaltung 90 als
fest verdrahtete Logikschaltungen aufgebaut. Allerdings kann ein
Teil dieser unter Verwendung von Software in der Laserradar-CPU 70 verwirklicht
werden. Umgekehrt kann eine fest verdrahtete Schaltung zum Verwirklichen
der Verarbeitung der Laserradar-CPU 70 zum Herausfinden
eines Abstands zu dem reflektierenden Objekt von der Zeitdifferenz Δt zwischen
der Zeit t0 zum Aussenden des Laserstrahls und der Zeit tp zum Erzeugen
eines Spitzenwertes in dem Lichtaufnahmesignal verwendet werden.
- (5) Obige Ausführungsform
hat ein Beispiel des Zusammenfassens der Lichtaufnahmesignale basierend
auf einer Mehrzahl von Laserstrahlen behandelt, die einander benachbart
auf jeder Abtastzeile in Richtung der X-Achse ausgestrahlt wurden.
Allerdings können,
nicht auf die benachbart zueinander in Richtung der X-Achse ausgestrahlten
Laserstrahlen begrenzt, die zusammenzufassenden Lichtaufnahmesignale
Signale von Laserstrahlen sein, die benachbart zueinander in Richtung
der Y-Achse ausgestrahlt werden. Ferner kann der Bereich der Laserstrahlen,
die benachbart zueinander ausgestrahlt werden, eine Mehrzahl an
Abtastzeilen von X-Achse und Y-Achse abdecken.
- (6) Die obige Ausführungsform
verwendet den Polygonalspiegel 73, der verschiedene ebene Neigungswinkel
aufweist, zum Bewirken des zweidimensionalen Abtastens der Laserstrahlen. Allerdings
kann die Ausführungsform
ganz ähnlich
sogar durch Verwendung von z. B. einem galvanischen Spiegel verwirklicht
werden, der in der Lage ist die Richtung der Fahrzeugbreite abzutasten
und die Neigungswinkel der Spiegelebenen zu ändern. Der Polygonalspiegel 73 hat
allerdings den Vorteil, dass das zweidimensionale Abtasten lediglich
durch die Drehsteuerung verwirklicht werden kann.
- (7) Bei obiger Ausführungsform
wandelt der Laserradarsensor 5 den Abstand und die entsprechenden
Abtastwin kel θx, θy von diesen
des Polarkoordinatensystems in die des rechtwinkligen X-Y-Z-Koordinatensystems
um. Die Verarbeitung davon kann allerdings durch den Objekterkennungsblock 43 ausgeführt werden.
- (8) Obige Ausführungsform
verwendet den Laserradarsensor 5, der Laserstrahlen verwendet.
Allerdings können
elektromagnetische Wellen, wie z. B. Millimeterwellen oder Ultraschallwellen
verwendet werden. Nicht auf das Abtastsystem begrenzt, kann allerdings
irgend ein System verwendet werden, das in der Lage ist den Azimut
zusätzlich
zu dem Abstand zu messen. Wenn z. B. ein FMCW-Radar oder ein Dopplerradar
mit Millimeterwellen verwendet wird, werden zu einem Zeitpunkt die
Abstanddaten zu dem vorausfahrenden Fahrzeug erhalten, und die Daten
bezüglich
der relativen Geschwindigkeit von den reflektierten Wellen (empfangenen
Wellen). Ungleich dem Fall des Verwendens von Laserstrahlen ist
daher kein Schritt erforderlich zum Berechnen der relativen Geschwindigkeit
basierend auf den Abstandsdaten.
-
Zusammenfassend lässt sich vorliegende Erfindung
wie folgt darstellen. Bei einer Fahrzeugradarvorrichtung werden
eine vorbestimmte Anzahl an Lichtaufnahmesignalen, die basierend
auf einer vorbestimmten Anzahl an Laserstrahlen ausgegeben werden,
die von einem Radarsensor (5) abgestrahlt werden, durch
eine Zusammenfassungsschaltung (97) zusammengefasst, um
ein zusammengesetztes Signal zu erzeugen. Die Zusammenfassung der
vorbestimmten Anzahl an Lichtaufnahmesignalen hilft die Lichtaufnahmesignalkomponenten
zu verstärken, die
den von dem reflektierenden Objekt reflektierten Wellen entsprechen,
wodurch es möglich
wird die Ansprechempfindlichkeit zum Erfassen der durch das reflektierende
Objekt reflektierten Wellen zu erfassen. Es werden eine Mehrzahl
an Bereichen der zusammenzufassenden Lichtaufnahmesignale eingestellt,
wobei jeder um ein Lichtaufnahmesignal verschoben ist. Das minimiert
einen Abfa11 der Winkelauflösung
basierend auf den zusammengesetzten Signalen.
-
Weitere Modifikationen und Veränderungen sind
ebenso möglich,
ohne dass von der erfinderischen Idee der vorliegenden Erfindung
abgewichen wird.