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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein in ein Kraftfahrzeug eingebautes System zum Erfassen eines Hindernisses,
wie zum Beispiel eines vorausfahrenden Fahrzeugs, durch Abgeben
von Radarstrahlen und Empfangen von Strahlen, die von dem Hindernis
reflektiert werden.
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Ein Beispiel eines Hinderniserfassungssystems,
das in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, ist in der JP-A-2002-40137
gezeigt. Bei diesem System werden Radarstrahlen, wie zum Beispiel
Lichtstrahlen oder Millimeterwellenstrahlen, zu einem Hindernis, wie
zum Beispiel einem vorausfahrenden Fahrzeug, abgegeben und werden
Strahlen empfangen, die von dem Hindernis reflektiert werden. Auf
der Grundlage der Strahlen, die von dem System empfangen werden,
wird ein Abstand von dem Fahrzeug, das das System trägt, zu dem
vorausfahrenden Fahrzeug erfaßt.
Wenn der Abstand zwischen den zwei Fahrzeugen zu klein wird, wird
zum Beispiel eine Warnung zu einem Fahrer des Fahrzeugs abgegeben,
das das System trägt,
oder wird der Abstand zwischen den zwei Fahrzeugen durch Steuern
einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs derart gesteuert, daß er nicht kleiner
als ein vorbestimmter Abstand wird.
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Laserstrahlen werden abgegeben, während in
beiden der horizontalen und vertikalen Richtungen abgetastet wird,
um dadurch ein Hindernis, wie zum Beispiel ein vorausfahrendes Fahrzeug,
zu erfassen, das sich in einem vorbestimmten Abtastbereich befindet.
Der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und seine Winkelrichtung
bezüglich
einer Richtung in welcher das Fahrzeug fährt, das das System trägt, werden
auf der Grundlage der Laserstrahlen erfaßt, die von dem vorausfahrenden
Fahrzeug reflektiert werden. Anders ausgedrückt wird das vorausfahrende
Fahrzeug als mehrere Punkte erfaßt, die die Laserstrahlen reflektieren.
Die horizontale Breite und die vertikale Höhe des Hindernisses, wie zum Beispiel
eines vorausfahrenden Fahrzeugs, werden auf der Grundlage des Horizontalwinkels
von reflektierten Strahlen bzw. des Vertikalwinkels der reflektierten
Strahlen erfaßt.
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Genauer gesagt wird, nachdem eine
Abtastung in der horizontalen Richtung beendet ist, der Vertikalwinkel
des Strahls um einen bestimmten Winkel geändert und wird die nächste horizontale
Abtastung ausgeführt.
Dieses Verfahren wird wiederholt, bis der gesamte Abtastbereich
abgedeckt ist. Nachdem eine horizontale Abtastung beendet ist, werden die
mehreren Punkte, die die Laserstrahlen reflektieren, welche in einen
bestimmten Abstandsbereich von dem Fahrzeug, das das Hinderniserfassungssystem
trägt,
und in einen bestimmten Breitenbereich in der horizontalen Richtung
fallen, in Vorsegmentdaten gruppiert. Weiterhin werden die Vorsegmentdaten,
die durch Abtasten jeder horizontalen Abtastzeile erzielt werden,
welche einander ähnlich
sind, in Hauptsegmentdaten gruppiert. Die Vorsegmentdaten und die
Hauptsegmentdaten beinhalten lediglich eine begrenzte Anzahl der
reflektierten Punkte, die in dem abgetasteten Bereich erfaßt werden,
um eine Speicherkapazität
in einem RAM zu sparen und eine Datenverarbeitungszeit zu verkürzen.
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Wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit Kurve
fährt,
wird ein vorausfahrendes Fahrzeug in der Mitte des horizontalen
Abtastbereichs nicht erfaßt,
sondern es wird an einem Rand des horizontalen Abtastbereichs erfaßt. Um mit
dieser Situation zurechtzukommen, wird eine Referenzwinkelrichtung, an
welcher der Gruppierungsvorgang eingeleitet wird, um die Vorsegmentdaten
auszubilden, auf der Grundlage eines Radius der Straße mit Kurve
berechnet. Die Referenzwinkelrichtung dehnt sich zu einem Punkt
auf der Straße
mit Kurve aus, an dem sich das vorausfahrende Fahrzeug am wahrscheinlichsten
befindet. Somit werden die Vorsegmentdaten aus den reflektierten
Punkten ausgebildet, die sich in der Nähe der Referenzwinkelrichtung
befinden.
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Bei dem System, das in der JP-A-2002-40137
offenbart ist, wird die Referenzwinkelrichtung auf der Grundlage
von lediglich dem Radius der Straße mit Kurve berechnet. Es
ist jedoch schwierig, die Position auf der Straße mit Kurve, an der sich das
vorausfahrende Fahrzeug am wahrscheinlichsten befindet, auf der
Grundlage von lediglich dem Radius der Straße mit Kurve anzunehmen. Wenn
das vorausfahrende Fahrzeug auf der Straße mit Kurve fährt, die
einen gegebenen Radius aufweist, wird es am wahrschein lichsten an
einer Position erfaßt,
die näher
an dem Rand des Abtastwinkelbereichs ist, wenn der Abstand zwischen
den zwei Fahrzeugen groß ist.
Im Gegensatz dazu wird, wenn der Abstand nicht groß ist, das
vorausfahrende Fahrzeug auch dann an einer Position erfaßt, die
näher an der
Mitte des Abtastbereichs ist, wenn das vorausfahrende Fahrzeug auf
der Straße
mit Kurve fährt,
die den gleichen Radius aufweist. Zusätzlich zu dem Radius der Straße ist der
Abstand zwischen den Fahrzeugen ebenso wichtig, um die Position
des vorausfahrenden Fahrzeugs richtig anzunehmen. Deshalb ist es
bei dem System, das in der JP-A-2002-40137 offenbart ist, ein Problem,
daß die
Vorsegmentdaten, die das vorausfahrende Fahrzeug darstellen, nicht zufriedenstellend
ausgebildet werden können.
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Die vorliegende Erfindung ist im
Hinblick auf das zuvor erwähnte
Problem geschaffen worden und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein verbessertes Hinderniserfassungssystem zu schaffen,
welches auch dann imstande ist, ein vorausfahrendes Fahrzeug sicherer
zu erfassen, wenn das vorausfahrende Fahrzeug auf einer Straße mit Kurve
fährt.
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Diese Aufgabe wird mit den in den
Ansprüchen
1 und 6 angegebenen Maßnahmen
gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das in ein Kraftfahrzeug eingebaute
Hinderniserfassungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung weist einen Radarsensor, wie zum Beispiel einen Laserradarsensor,
und eine elektronische Steuereinheit zum Verarbeiten der Daten auf,
die von dem Radarsensor erfaßt
werden. Radarstrahlen, wie zum Beispiel Laserstrahlen, werden vor
das Fahrzeug abgegeben, in welche das Hinderniserfassungssystem eingebaut
ist. Ein vorbestimmter zweidimensionaler Bereich vor dem Fahrzeug
wird durch die Radarstrahlen abgetastet und die reflektierten Strahlen werden
von dem frontalen Hindernis, wie zum Beispiel einem vorausfahrenden
Fahrzeug, zu dem Sensor zurückgeführt. Das
Hindernis wird als mehrere reflektierende Punkte erfaßt. Die
elektronische Steuereinheit verarbeitet die reflektierten Punkte
und dadurch wird die Position des Hindernisses erfaßt.
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Um das vorausfahrende Fahrzeug auch dann
zu erfassen, wenn das vorausfahrende Fahrzeug auf einer Straße mit Kurve
fährt,
wird ein Referenzabstand in Übereinstimmung
mit der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs eingestellt, in welches
das System eingebaut ist. Der Referenzabstand wird länger eingestellt,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird. Ebenso wird ein Radius
der Straße
mit Kurve auf der Grundlage von verschiedenen Daten berechnet, die
durch die Sensoren erfaßt werden,
die in das Fahrzeug eingebaut sind. Ein Punkt, der um den Referenzabstand
von dem eigenen Fahrzeug entfernt ist, wird auf der Straße mit Kurve
festgelegt, die den berechneten Radius aufweist. Eine Referenzwinkelrichtung
wird auf einer Linie festgelegt, die den Punkt, der auf der Straße mit Kurve
festgelegt ist, und das eigene Fahrzeug verbindet. Es ist am wahrscheinlichsten,
daß das
vorausfahrende Fahrzeug in der Referenzwinkelrichtung gefunden wird.
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Die reflektierenden Punkte, die sich
in der Nähe
der Referenzwinkelrichtung befinden, werden gesucht und zu einem
Zielmodell gruppiert. Da die Anzahl von reflektierenden Punkten,
die zu gruppieren sind, begrenzt ist, um eine Speicherkapazität zu sparen
und eine Verarbeitungszeit zu verkürzen, ist es wirkungsvoll,
um die Referenzwinkellinie herum zu suchen, an der sich das vorausfahrende
Fahrzeug am wahrscheinlichsten befindet. Wenn das vorausfahrende
Fahrzeug für
eine vorbestimmte Dauer andauernd überwacht wird und wenn der
berechnete Radius der Straße
mit Kurve kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (das heißt, wenn
es angenommen wird, daß die
Straße
nicht gerade ist), wird die Referenzwinkelrichtung auf eine Linie
festgelegt, die das überwachte
vorausfahrende Fahrzeug und das eigene Fahrzeug verbindet.
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Die reflektierenden Punkte zum Ausbilden des
Zielmodells können
aufeinanderfolgend aus denjenigen ausgewählt werden, die sich näher an der Referenzwinkelrichtung
befinden, bis die Anzahl der ausgewählten reflektierenden Punkte
die vorbestimmte Anzahl erreicht. Alternativ kann ein reflektierender
Punkt von einer Seite der Referenzwinkelrichtung und der nächste reflektierende
Punkt von der anderen Seite ausgewählt werden. Dieses Verfahren kann
wiederholt werden, bis die Anzahl der reflektierenden Punkte, die
ausgewählt
werden, die vorbestimmte Anzahl erreicht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann das vorausfahrende Fahrzeug auch dann sicher erfaßt werden,
wenn es auf einer Straße
mit Kurve fährt.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems mit einem Hinderniserfassungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2A ein
Blockschaltbild eines in dem Hinderniserfassungssystem verwendeten
Laserradarsensors;
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2B einen
Graph eines abgegebenen Laserpulses und eines reflektierten Laserpulses;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines von den Laserradarstrahlen abgetasteten
Erfassungsbereichs;
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4A ein
Flußdiagramm
eines Verfahrens eines Erfassens eines Hindernisses;
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4B ein
Flußdiagramm
eines Verfahrens eines Ausbildens eines Zielmodels;
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5A und 5B Graphen zum Erläutern eines Verfahrens
eines Ausbildens von Vorsegmentdaten;
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6 eine
schematische Ansicht einer auf einer Straße mit Kurve festgelegten Referenzwinkelrichtung;
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7 einen
Graph eines Verfahrens eines Berechnens einer Soll- Strahlnummer bzw.
-anzahl;
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8 eine
Konzeptionsdarstellung einer Reihenfolge eines Gruppierens von Daten
in Vorsegmentdaten, welches bei einer Soll-Strahlnummer eingeleitet
wird; und
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9A und 9B Graphen zum Erläutern eines Verfahrens
eines Ausbildens von Hauptsegementdaten aus den Vorsegmentdaten.
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Unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
ein Fahrzeugsteuersystem, das ein Hinderniserfassungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet. Das Fahrzeugsteuersystem ist in ein Kraftfahrzeug
eingebaut und beinhaltet eine ECU bzw. elektronische Steuereinheit 3 und
verschiedene Eingabe/Ausgabeschnittstellen. Da diese Geräte, die
in dem Fahrzeugsteuersystem 1 enthalten sind, bekannte
Geräte
sind, werden ihre Erläuterungen
im Detail hier nicht gegeben.
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Signale aus einem Laserradarsensor 5,
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7, einem Bremsenschalter 9 und
einem Drosselventilsensor 11 werden der ECU 3 zugeführt. Signale
zum Ansteuern eines Alarmgenerators 13, einer Abstandsanzeige 15,
einer Störungsanzeige 17,
einer Bremsen-Ansteuereinrichtung 19,
einer Drosselventil-Ansteuereinrichtung 21 und einer Automatikgetriebe-Steuereinrichtung 23 werden
diesen Vorrichtungen zugeführt.
Eine Alarmlautstärke-Einstelleinrichtung 24, eine
Alarmempfindlichkeits-Einstelleinrichtung 25, die in einem
Verfahren einer Alarmerzeugung einen Empfindlichkeitspegel einstellt,
ein Tempomatschalter 26, ein Lenksensor 27, der
einen Lenkgrad erfaßt, und
ein Gierwertsensor 28, der einen Gierwert erfaßt, der
in dem Fahrzeug erzeugt wird, sind ebenso mit der ECU 3 verbunden.
Eine Funktionsweise der ECU 3 wird durch Einschalten eines
Energieversorgungsschalters 29 eingeleitet.
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Der Laserradarsensor 5 ist
in 2A im Detail gezeigt.
Der Laserradarsensor 5 besteht aus einem Sender, einem
Empfänger,
einer Radar-CPU 70 und anderen zugehörigen Bauteilen. Der Sender
beinhaltet eine Halbleiter- Laserdiode 75,
die Laserpulse durch eine Sendelinse 71, eine Abtasteinrichtung 72 und
eine Glasplatte 77 abgibt. Die Laserdiode 75, die über eine
Laserdioden-Ansteuerschaltung 76 mit der Laserradar-CPU 70 verbunden
ist, wird durch ein Ansteuersignal angesteuert, das von der Laserradar-CPU 70 zugeführt wird.
Die Abtasteinrichtung 72 beinhaltet einen Polygonspiegel 73,
der sich um eine vertikale Achse dreht, wenn ein Ansteuersignal über eine
Motor-Ansteuerschaltung 74 von der Laserradar-CPU 70 zugeführt wird.
Drehpositionen eines Motors (nicht gezeigt) zum Antreiben des Polygonspiegels 73 werden
durch einen Motorpositionssensor 78 erfaßt und der
Laserradar-CPU 70 zugeführt.
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Da der Polygonspiegel 73 sechs
Spiegel aufweist, von denen jeder jeweilige unterschiedliche Neigungswinkel
bezüglich
der vertikalen Richtung aufweist, können die Laserstrahlen in den
horizontalen und den vertikalen Richtungen abgetastet werden. Die
Laserstrahlen werden in einer Form von diskreten Pulsen abgegeben.
Ein Bereich, der von den Laserstrahlen abgetastet wird (ein Erfassungsbereich 91)
ist in 3 gezeigt. Eine
Z-Achse ist auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs festgelegt, in welche der
Laserradarsensor 5 eingebaut ist. Eine X-Y-Ebene, die senkrecht
zu der Z-Achse ist, ist die abzutastende Ebene. Die X-Achse dehnt
sich in der horizontalen Richtung oder der Richtung aus, die parallel
zu der Breite des Fahrzeugs ist. Die Y-Achse dehnt sich in der vertikalen
Richtung oder der Richtung aus, die parallel zu der Höhe des Fahrzeugs
ist.
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Wie es in 3 gezeigt ist, ist die erste Abtastzeile
an dem oberen Abschnitt des Erfassungsbereichs 91 festgelegt
und das Abtasten wird von links nach rechts in der X-Achsen-Richtung
durchgeführt.
Nachdem das Abtasten entlang der ersten Abtastzeile beendet ist,
geht das Abtasten zu der zweiten Abtastzeile. Dieses Verfahren wird
wiederholt, bis das Abtasten die untere Abtastzeile erreicht. In
diesem besonderen Ausführungsbeispiel
ist ein Abtastwinkelbereich in der X-Richtung 15,75° (0,15° × 105 Punkte)
und ist ein Abtastbereich in der Y-Richtung 4,2° (0,7° × 6 Zeilen). Das heißt, der
Laserstrahl in einer Pulsform wird diskret zu 105 Punkten auf jeder Abtastzeile
in der X-Richtung abgegeben und der Laserstrahl wird in der Y-Richtung verschoben,
bis alle 6 Abtastzeilen abgetastet sind. Daher werden 630 (105 × 6) diskrete
Laserstrahlen abgegeben, um den gesamten Erfas sungsbereich 91 abzutasten.
Anders ausgedrückt
werden 630 Daten durch Abtasten des gesamten Erfassungsbereichs
erzielt.
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Ein Muster 92 des Laserstrahls
ist in diesem Ausführungsbeispiel
oval, wie es in 3 gezeigt
ist. Jedoch ist das Laserstrahlmuster 92 nicht auf die ovale
Form beschränkt,
sondern es kann eine runde Form oder andere Formen sein. Der Strahl
ist nicht auf den Laserstrahl beschränkt, sondern andere Strahlen,
wie zum Beispiel eine elektromagnetische Millimeterwelle oder eine
Ultraschallwelle, können verwendet
werden.
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Durch Abtasten des zweidimensionalen
Erfassungsbereichs 91 und Empfangen von Reflexionen von
einem Zielobjekt wird ein Abstand zwischen dem Laserradarsensor 5 und
dem Zielobjekt in der Z-Richtung auf der Grundlage einer Zeitdauer
zwischen einer Zeit, zu der Strahl abgegeben wird, und einer Zeit
erzielt, zu der seine Reflexion empfangen wird. Ebenso werden ein
horizontaler Abtastwinkel θx und ein vertikaler θy erzielt.
Der horizontale Abtastwinkel θx ist als ein Winkel zwischen der Z-Achse
und einem abgegebenen Strahl definiert, der auf die X-Z-Achse projiziert
wird. Der vertikale Abtastwinkel θy ist
als ein Winkel zwischen der Z-Achse und einem abgegebenen Strahl
definiert, der auf die Y-Z-Ebene projiziert wird.
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Es wird erneut auf 2 verwiesen. Eine Verarbeitung der reflektierten
Strahlen wird beschrieben. Der Laserstrahl, der von einem Hindernis
(oder einem Zielobjekt) reflektiert wird, wird von einer Empfangslinse 81 in
dem Empfänger
empfangen und einem Empfangselement 83 zugeführt. Das
Empfangselement 83 gibt eine Spannung aus, die proportional zu
der empfangenen Reflexion ist. Das Ausgangssignal des Empfangselement 83 wird
einem Verstärker 85 und
dann einem Komparator 87 zugeführt, der die Ausgangsspannung
aus dem Verstärker 85 mit
einer Referenzspannung vergleicht. Wenn die Ausgangsspannung höher als
die Referenzspannung ist, wird ein vorbestimmtes Signal zu einer
Zeitmeßschaltung 89 gesendet.
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Das Laserdioden-Ansteuersignal aus
der Laserradar-CPU wird ebenso der Zeitmeßschaltung 89 zugeführt. Wie
es in 2B gezeigt ist,
wird ein Puls PA, der zu einer Zeit T0 abgegeben wird, durch das Hindernis
reflektiert und kehrt ein reflektierter Puls PB zu einer Zeit T1
zurück.
Die Zeitmeß schaltung 89 berechnet
eine Zeitdifferenz ΔT
zwischen der Zeit T1 und der Zeit T0 und wandelt die berechnete
Zeitdifferenz ΔT
zu einem binären
digitalen Signal. Die Laserradar-CPU 70 berechnet einen
Abstand r von dem Hinderniserfassungssystem (des Fahrzeugs, in welches
das Hinderniserfassungssystem eingebaut ist) zu dem Hindernis auf
der Grundlage der Zeitdifferenz ΔT.
Die Laserradar-CPU 70 formuliert auf der Grundlage des
Abstands r, des horizontalen Abtastwinkels ZX und
des vertikalen Abtastwinkels θy Positionsdaten (X, Y, Z) in dem dreidimensionalen
orthogonalen Koordinatensystem, das an der Position des Laserradarsensors 5 seinen
Ursprung (0, 0, 0) aufweist. Die berechneten Positionsdaten (X,
Y, Z) werden der ECU 3 (in 1 gezeigt)
zugeführt.
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Die ECU 3 erfaßt und erkennt
das Hindernis auf der Grundlage der Positionsdaten (X, Y, Z) und betreibt
verschiedene Ansteuervorrichtungen und Alarme in Übereinstimmung
mit den Situationen der erfaßten
Hindernisse. Das heißt,
der Abstand von dem Fahrzeug zu dem Hindernis wird durch Betreiben
einer Bremsen-Ansteuereinrichtung 19, einer Drosselventil-Ansteuereinrichtung 21 und
einer Automatikgetriebe-Steuereinrichtung 23 auf eine gesteuerte
Weise gesteuert. Wenn es erforderlich ist, gibt die ECU 3 Signale
zum Betreiben von Alarmvorrichtungen aus.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird die Funktionsweise der ECU 3 beschrieben.
Die Positionsdaten (X, Y, Z), die aus dem Laserradarsensor 5 ausgegeben
werden, werden einem Block 43 zum Formulieren eines Zielmodells
zugeführt.
Der Zielmodell-Formulierungsblock 43 führt einen Gruppierungsvorgang
aus, um Vorsegmentdaten und Hauptsegmentdaten zu erzielen. Jedes
Hindernis, das sich vor dem Fahrzeug befindet, wird durch die Hauptsegmentdaten
dargestellt. Der Gruppierungsvorgang wird später im Detail erläutert. Auf
der Grundlage der Hauptsegmentdaten, die für jedes Hindernis erzielt werden,
werden eine Mittenposition (X, Y, Z) des Hindernisses und eine Abmessung
des Hindernisses (W, D, N) berechnet. W ist die Breite des Hindernisses
in der X-Richtung, D ist die Tiefe in der Z-Richtung und N ist die
Höhe in
der Y-Richtung. Weiterhin wird eine Geschwindigkeit (Vx, Vy, Vz)
des Hindernisses bezüglich
des Fahrzeugs auf der Grundlage von Änderungen der Mittenposition
(X, Y, Z) berechnet.
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Weiterhin bestimmt der Zielmodell-Formulierungsblock 43 auf
der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungsschaltung 47 zugeführt wird,
und der berechneten Relativgeschwindigkeit (Vx, Vy, Vz), ob das
Hindernis ein feststehendes Hindernis oder ein sich bewegendes Hindernis,
wie zum Beispiel ein vorausfahrendes Fahrzeug, ist. Die Daten, die
durch die Mittenposition (X, Y, Z), die Abmessung (W, D, H) und
die Relativgeschwindigkeit Vx, Vy, Vz gebildet werden, werden als
ein "Zielmodell" bezeichnet.
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Ein Störungsdetektor 44 bestimmt,
ob das Zielmodell, das in dem Block 43 formuliert wird,
irgendwelche anomale Daten beinhaltet. Wenn anomale Daten enthalten
sind, wird dies auf einer Störungsanzeige 17 angezeigt.
Die Lenkwinkel-Berechnungsschaltung 49 berechnet einen
Lenkwinkel auf der Grundlage eines Signals, das von einem Lenksensor 27 zugeführt wird.
Die Gierwert-Berechnungsschaltung 51 berechnet einen Gierwert
des Fahrzeugs auf der Grundlage eines Signals, das von dem Gierwertsensor 28 zugeführt wird.
Eine Kurvenradius-Berechnungsschaltung 57 berechnet einen Radius
R einer Straße
mit Kurve auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von
der Schaltung 47 zugeführt
wird, und des Gierwerts, der von der Schaltung 51 zugeführt wird.
Der Kurvenradius R, der aus der Kurvenradius-Berechnungsschaltung 57 ausgegeben
wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 47 ausgegeben
wird, werden in dem Zielmodell-Formulierungsblock 43 zum
Bestimmen eines Punkts verwendet, um den Gruppierungsvorgang einzuleiten.
Dies wird später
im Detail erläutert.
Weiterhin berechnet der Zielmodell-Formulierungsblock 43 eine
Fahrzeugwahrscheinlichkeit (eine Wahrscheinlichkeit, das das erfaßte Hindernis
ein vorausfahrendes Fahrzeug ist) und eine Wahrscheinlichkeit einer
gleichen Fahrspur (eine Wahrscheinlichkeit, daß das vorausfahrende Fahrzeug
auf der gleichen Fahrspur wie das eigene Fahrzeug ist) auf der Grundlage
der Daten, die in dem Zielmodell enthalten sind.
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Ein Block 53 zum Erfassen eines vorausfahrenden
Fahrzeugs empfängt
Daten bezüglich
des Hindernisses (die die Fahrzeugwahrscheinlichkeit und die Wahrscheinlichkeit
einer gleichen Fahrspur enthalten) von dem Zielmodell-Formulierungsblock 43 und
wählt ein
vorausfahrendes Fahrzeug aus, das sich am nächsten zu dem Fahrzeug befindet,
das das Hinderniserfassungssystem trägt. Ebenso werden ein Abstand
Z zwischen zwei Fahrzeugen in der Z-Richtung und eine Relativgeschwindigkeit
Vz in der Z-Richtung berechnet. Ein Fahrzeugsteuer- und -alarmblock 55 betreibt
einen Alarmgenerator 13, wenn es auf der Grundlage der
verschiedenen Daten, die den Abstand Z, die Relativgeschwindigkeit Vz,
einen Einstellungszustand eines Tempomatschalters 26, einen
Zustand eines Bremsenschalters 9, einen Offnungsgrad eines
Drosselventils, der von einem Drosselventilsensor 11 zugeführt wird,
enthalten, bestimmt wird, daß dies
erforderlich ist. Wenn es bestimmt wird, daß eine Temporegelung des Fahrzeugs
durchzuführen
ist, betreibt der Fahrzeugsteuer- und -alarmblock 55 die
Automatikgetriebe-Steuereinrichtung 23,
die Bremsen-Ansteuereinrichtung 19 und die Drosselventil-Ansteuereinrichtung 21 auf eine
gesteuerte Weise. Der Zustand der verschiedenen Steuervorgänge wird
auf der Abstandsanzeige 15 angezeigt.
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Es ist wichtig, das Hindernis, wie
zum Beispiel ein vorausfahrendes Fahrzeug, richtig zu erfassen,
um die Fahrzeugsteuervorgänge
und die Alarmierungsvorgänge,
die zuvor beschrieben worden sind, geeignet durchzuführen. Der
Zielmodell-Formulierungsblock 43 formuliert das Zielmodell
zum richtigen Erfassen des Hindernisses auf die nachstehend beschriebene
Weise.
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4A zeigt
ein Hauptverfahren eines Erfassens des Hindernisses. In einem Schritt
S110 werden Daten bezüglich
der reflektierten Strahlen, die von dem Laserradarsensor 5 zugeführt werden,
für jede
Abtastzeile gelesen. Die Abtastdauer ist 100 ms, das heißt, alle
Positionsdaten, die den gesamten Erfassungsbereich 91 bedecken,
werden alle 100 ms gelesen. In einem Schritt S120 wird ein Segmentierungsverfahren
durchgeführt,
in welchem die Positionsdaten in die Segmentdaten gruppiert werden. Das
Segmentierungsverfahren beinhaltet ein Verfahren eines Ausbildens
der Vorsegmentdaten und ein Verfahren eines Ausbildens der Hauptsegmentdaten.
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In dem Verfahren eines Ausbildens
der Vorsegmentdaten werden die Positionsdaten, die vorbestimmte
Gruppierungsbedingungen erfüllen,
aus all den Positionsdaten ausgebildet, die in dem X-Y-Z-Koordinatensystem
für jede
Abtastzeile gezeigt sind. Die ausgewählten Positionsdaten bilden die Vorsegmentdaten
für jede
Abtastzeile aus. Positionsdaten, die auf der X-Z-Ebene aufgetragen sind, sind als Beispiele
in 5A gezeigt. Positionsdaten in
der Y-Richtung sind nicht gezeigt, da sie einzig durch den Abtastwinkel
(0,7° für jede Abtastzeile)
bestimmt sind. Die Gruppierungsbedingungen bestehen aus zwei Bedingungen:
eine Bedingung ist, daß ein
Abstand ΔX
zwischen zwei benachbarten Punkten in der X-Richtung nicht 20 cm überschreitet
(ΔX ≤ 20 cm); und
die andere ist, daß ein ΔZ zwischen
zwei benachbarten Punkten der Z-Richtung nicht 5 m überschreitet
(ΔZ ≤ 5 m). Die
Positionsdaten, die die Gruppierungsbedingungen erfüllen, werden
für jede Abtastzeile
zu einem Vorsegmentdatum gruppiert.
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In 5B ist
ein Vorsegmentdatum, das eine Breite wa in der X-Richtung und eine
Tiefe da in der Z-Richtung und ein anderes Vorsegmentdatum gezeigt,
das eine Breite wb und eine Tiefe db aufweist. Die Abmessung der
Vorsegmentdaten (Breite x Tiefe) wird auf eine derartige Abmessung
festgelegt, die darin alle Positionsdaten umfaßt, die die Gruppierungsbedingungen
erfüllen.
Alle Segmentdaten bestehen aus ihrer Mittenposition (X, Z) und ihrer
Abmessung (W, D). Ein Segmentdatum, das beispielhaft in 5 dargestellt ist, weist
seine Mittenposition (xa, za) und seine Abmessung (wa, da) auf.
Das andere Vorsegmentdatum weist seine Mittenposition (xb, zb) und
seine Abmessung (wb, db) auf.
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Bei dem Verfahren eines Ausbildens
der Vorsegmentdaten wird das Verfahren in einer Mitte (X, Z) eines
vorausfahrenden Fahrzeugs eingeleitet, wenn das vorausfahrende Fahrzeug,
das auf einer Straße mit
Kurve fährt,
andauernd erfaßt
wird. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug nicht andauernd erfaßt wird, wird
das Verfahren in einer Referenzwinkelrichtung P eingeleitet, welche
von dem Radius R der Straße
mit Kurve und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Eine besondere
Strahlennummer, die der Referenzwinkelrichtung entspricht, wird
als eine Soll-Strahlennummer bezeichnet, an welcher das Segmentierungsverfahren
eingeleitet wird.
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Wie es in 6 gezeigt ist, wird die Soll-Strahlnummer
aus einer Winkeldifferenz zwischen der Mittenrichtung (entspricht
der Mittenstrahlnummer) und der Referenzrichtung P (entspricht der Soll-Strahlennummer)
bestimmt. Durch Einleiten des Verfahrens eines Ausbildens der Vorsegmentdaten aus der
Soll-Strahlennummer kann das vorausfahrende Fahrzeug auch dann sicher
erfaßt
werden, wenn das eigene Fahrzeug 300 entlang einer kurvigen
Linie 330 auf einer Straße 320 mit Kurve fährt.
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Unter Bezugnahme auf 7 wird erläutert, wie die Soll-Strahlennummer
bestimmt wird. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug stabil erfaßt wird,
wird die Soll-Strahlennummmer No, an welcher das Segmentierungsverfahren
eingeleitet wird, aus der Mittenposition (X0, Z0) des vorausfahrenden
Fahrzeugs gemäß der nachfolgenden
Formel bestimmt. No
= Nc + (X0 + ΔX) × 180 ∻ (0,15 × π) ∻ Z0 (1)
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Nc ist die Mittenstrahlennummer,
welche 53 ist, da eine Abtastzeile in der X-Richtung aus 105 Strahlen
besteht. 0,15 in der Formel (1) stellt einen Winkel zwischen zwei
benachbarten Strahlen dar. ΔX ist
eine Versatzhöhe
einer Einbauposition des Hinderniserfassungssystems 350 bezüglich der
Drehmitte 100 des Fahrzeugs 300, wie es in 7 gezeigt ist. Die Drehmitte 100 ist
ein Punkt, um welchen sich das Fahrzeug 300 dreht, wenn
das Fahrzeug gelenkt wird.
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Es ist jedoch möglich, die Soll-Strahlennummer
gemäß der vorhergehenden
Formel (1) lediglich zu bestimmen, wenn die folgenden Bedingungen
erfüllt
sind: (a) Das vorausfahrende Fahrzeug wird andauernd für eine bestimmte
Dauer als ein sich bewegendes Objekt erfaßt. (b) Ein Änderungswert
der Relativgeschwindigkeit zwischen dem erfaßten Objekt und dem Fahrzeug
ist kleiner als ein bestimmter Pegel. Feststehende Objekte, die
wiederholt erfaßt
werden (wie zum Beispiel straßenseitige
Pfosten), können
fehlerhaft als ein sich bewegendes Objekt bestimmt werden. Eine
derartige fehlerhafte Bestimmung kann durch Anwenden dieser Bedingung
beseitigt werden. (c) Die Wahrscheinlichkeit einer gleichen Fahrspur
(später
erläutert)
ist höher
als ein bestimmter Pegel. (d) Das Fahrzeug fährt auf einer Straße mit Kurve.
Wenn das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt, ist es bevorzugt, das
Segmentierungsverfahren an dem Mittenstrahl, nicht an der Soll-Strahlennummer einzuleiten,
die gemäß der Formel
(1) bestimmt wird, um einen breiten Erfassungsbereich sicherzustellen.
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Wenn mehrere vorausfahrende Fahrzeuge, die
die vorhergehenden Bedingungen erfüllen, erfaßt werden, wird ein vorausfahrendes
Fahrzeug ausgewählt,
das sich am nächsten
an dem eigenen Fahrzeug befindet. Das Segmentierungsverfahren wird von
der Strahlennummer eingeleitet, die der Mittenposition (X0, Z0)
des ausgewählten
Fahrzeugs entspricht.
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Wenn das vorausfahrende Fahrzeug
nicht andauernd erfaßt
wird, wird das Segmentierungsverfahren an der Soll-Strahlennummer
eingeleitet, die wie folgt bestimmt wird. Eine Position, an der
sich das vorausfahrende Fahrzeug am wahrscheinlichsten befindet,
wird auf der Grundlage eines Referenzabstands in der Z-Richtung
und eines berechneten Radius R einer Straße mit Kurve angenommen. Der
Referenzabstand, der einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht,
ist derart vorbestimmt, daß der Referenzabstand
länger
wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird. Dies ist so, da ein
Abstand zwischen zwei Fahrzeugen im allgemeinen länger festgelegt
wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird.
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Die angenommene Position (X0, Z0)
des vorausfahrenden Fahrzeugs wird gemäß der folgenden Formel durch
Einstellen des Referenzabstands in der Z-Richtung auf Z0 (siehe 7) ausgedrückt. X0 = Zr2/2R;
Zr = Z0 + ΔZ (2)
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Alternativ kann die Position X0 in
der X-Richtung gemäß der folgenden
Formel berechnet werden. X0 = (No – Nc) × Z0 × 0,15 × π ∻ 180 – ΔX (3)
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In den vorhergehenden Formeln ist
No die Soll-Strahlennummer, ist Nc die Mittenstrahlennummer und
ist ΔX die
Versatzhöhe
des Hinderniserfassungssystems 350 bezüglich der Mittenrichtung, wie es
in 7 gezeigt ist. Aus
den Formeln (2) und (3) wird die folgende Formel abgeleitet und
wird die Soll-Strahlennummer No bestimmt. No = Nc + (Zr2/2R + ΔX) × 180 ∻ (0,15 × π) ∻ Z (4)
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Das Verfahren eines Ausbildens der
Vorsegmentdaten wird an der Soll-Strahlennummer
eingeleitet, wie sie zuvor bestimmt worden ist, und Positionsdaten
werden aufeinanderfolgend von beiden Seiten der Soll-Strahlennummer
ausgewählt,
um die Vorsegmentdaten auszubilden. Dieses Verfahren wird unter
Bezugnahme auf 8 erläutert. Die
Vorsegmentdaten ➀ werden an der Position der Soll-Strahlennummer
ausgebildet und die Vorsegmentdaten ➁ werden an der rechten
Seite der Soll-Strahlennummer durch Suchen der Punktdaten ausgebildet,
die Gruppierungsbedingungen erfüllen. Dann
werden die Vorsegmentdaten ➂ an der linken Seite der Soll-Strahlennummer durch
Suchen der Punktdaten ausgebildet, die die Gruppierungsbedingungen
erfüllen.
Nachdem die Vorsegmentdaten ➁ und ➂ an beiden
Seiten der Soll-Strahlennummer ausgebildet worden sind, wird ein
Abstand von ➁ von der Soll-Strahlennummer mit einem Abstand ➂ von der
Soll-Strahlennummer verglichen. In diesem Beispiel ist die Position ➁ näher an der
Soll-Strahlennummer als die Position ➂. Deshalb werden,
nachdem die Vorsegmentdaten ➂ ausgebildet worden sind,
die nächsten
Vorsegmentdaten ➃ auf der rechten Seite des Soll-Strahls
(der Seite der Position ➁ gesucht. Nachdem die
Daten ➃ ausgebildet worden sind, werden ein Abstand von ➂ von
der Soll-Strahlennummer und ein Abstand von ➃ von der Soll-Strahlennummer
verglichen. Die nächsten
Daten werden von der Seite ausgewählt, die näher zu der Soll-Strahlennummer
ist. Ein ähnliches
Verfahren wird wiederholt, bis eine vorbestimmte Anzahl von Punktdaten
zu den Vorsegmentdaten gruppiert sind.
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Bei dem herkömmlichen System werden zuerst
reflektierende Punkte, die sich an einer Seite der Soll-Strahlennummer
befinden, zum Ausbilden der Vorsegmentdaten aufgenommen und werden
dann reflektierende Punkte, die sich an der anderen Seite befinden,
aufgenommen. Wenn eine vorbestimmte Anzahl von Daten, die in den
Segmentdaten einzuschließen
sind, von einer Seite der Soll-Strahlennummer aufgenommen worden
ist, können
auch dann keine anderen Daten von der anderen Seite aufgenommen
werden, wenn es ein zu erfassendes vorausfahrendes Fahrzeug gibt.
Bei dem System gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Daten in der Nähe
der Soll-Strahlenlinie sicher zu den Vorsegmentdaten gruppiert,
da die reflektierenden Punkte abwechselnd von einer Seite und der
anderen Seite der Soll-Strahlennummer aufgenommen werden.
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Die Anzahl von Daten, die in ein
Vorsegmentdatum zu gruppieren sind, ist für jede Abtastzeile vorbestimmt.
In diesem besonderen Ausführungsbeispiel
gibt es sechs Abtastzeilen, wie es in 3 gezeigt
ist. Die vorbestimmte Anzahl wird für jede Abtastzeile wie folgt
eingestellt: jeweils 12 für
die dritte Zeile und die vierte Zeile; jeweils 8 für die zweite
Zeile und die vierte Zeile; und jeweils 4 für die erste Zeile und die sechste
Zeile. Der Grund zum Einstellen dieser Anzahlen besteht darin, eine
Speicherkapazität eines
RAM zu sparen und eine Zeitdauer für eine Datenverarbeitung zu
verkürzen.
Höhere
Anzahlen werden für
die Abtastzeilen eingestellt, welche in der Nähe der Mitte des Erfassungsbereichs 91 sind,
während
niedrigere Anzahlen für
die Abtastzeilen eingestellt werden, die sich an den Rändern des
Erfassungsbereichs befinden. Dies ist so, da es höchstwahrscheinlich
ist, daß sich
die Hindernisse, die zu erfassen sind, an der Mittenposition des
Erfassungsbereichs befinden.
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Nun wird das Verfahren eines Ausbildens
der Hauptsegmentdaten unter Bezugnahme auf die 9A und 9B beschrieben.
Wenn die Vorsegmentdaten der gleichen Abtastzeile oder der benachbarten
Abtastzeile die Gruppierungsbedingungen für die Hauptsegmentdaten erfüllen, werden
diese Daten zu einem Hauptsegmentdatum gruppiert. In diesem Ausführungsbeispiel
wird die maximale Datenanzahl in dem Hauptsegment auf 16 eingestellt
und schreitet das Gruppierungsverfahren von der ersten Abtastzeile
zu der sechsten Abtastzeile fort, bis die Datenanzahl 16 erreicht.
Es ist ebenso möglich,
das Gruppierungsverfahren von den Abtastzeilen in der Nähe der Mitte
des Erfassungsbereichs, zum Beispiel von der dritten Abtastzeile
oder der vierten Abtastzeile, zu starten, welche eine höhere Wahrscheinlichkeit
aufweisen, eine erforderliche Information zu enthalten.
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Die Hauptsegmentdaten sind in dem
orthogonalen Koordinatensystem gezeigt, das die X-, Y- und Z-Achsen
aufweist (9B). Die Mittenposition der
Hauptsegmentdaten ist (X, Y, Z). Sie weisen eine Breite W in der
X-Richtung, eine
Tiefe D in der Z-Richtung und eine Höhe H in der Y-Richtung auf. Alle
der Vorsegmentdaten, die die Gruppierungsbedingungen für die Hauptsegmentdaten
erfüllen,
werden in das Hauptsegment aufgenommen, das die Abmessung (W, H,
D) aufweist.
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Wie es in 9A gezeigt ist, weisen die Vorsegmentdaten
der ersten Abtastzeile ihre Breite w1 und ihre Tiefe d1 auf und
ihre Mittenposition auf der X-Z-Ebene ist (x1, z1) (als Vorsegmentdaten
(w1, d1), (x1, z1) bezeichnet). Die Vorsegmentdaten (w1, d1), (x1,
z1) werden zu einem Hauptsegmentdatum (W1, N1, D1), (X1, Y1, Z1)
gewandelt. Bei dieser Wandlung sind W1 und D1 das Gleiche wie w1
bzw. d1, ist aber N1 eine Länge
in der Y-Richtung
auf der X-Y-Ebene, die dem Abtastwinkelintervall 0,7° entspricht.
X1 und Z1 sind das Gleiche wie x1 bzw. z1, aber Y ist eine Länge in der
Y-Richtung auf der X-Y-Ebene,
die dem Winkel (0,7° × 2,5) entspricht, der
durch einen Strahl gebildet ist, der die erste Zeile und die Z-Achse
abtastet.
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Dann wird ein Hauptsegmentdatum (W2,
N2, D2), (X2, Y2, Z2) für
die zweite Abtastzeile durch Kombinieren (oder Gruppieren) des Hauptsegmentdatums
(W1, H1, D1), (X1, Y1, Z1), das aus den Vorsegmentdaten der ersten
Abtastzeile gewandelt worden ist, mit den Vorsegmentdaten (w2, d2),
(x2, z2) der zweiten Abtastzeile ausgebildet, wenn die Gruppierungsbedingungen
erfüllt
sind. W2, D2 werden derart eingestellt, daß sie sowohl den Bereich, der durch
W1, D1 definiert ist, als auch den Bereich beinhalten, der durch
w2, d2 auf die X-Z-Ebene definiert ist. N2 ist eine Länge auf
der Y-Achse, die
den zwei Abtastwinkelintervallen (0,7° × 2) entspricht. X2 und Z2
werden als eine Mitte eines Bereichs berechnet, der durch W2 und
D2 definiert ist, und Y2 ist eine Länge auf der Y-Achse, die einem
Winkel (0,7° × 2) entspricht,
der durch einen Strahl gebildet wird, der sich auf eine Mitte der
ersten und zweiten Abtastzeilen und die Z-Achse richtet. Das Verfahren
eines Ausbildens der Hauptsegmentdaten wird bis zu der sechsten
Abtastzeile wiederholt.
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Die Gruppierungsbedingungen für die Hauptsegmentdaten
sind wie folgt: ein Abstand zwischen zwei Daten in der X-Richtung überschreitet nicht
20 cm (ΛX ≤ 20 cm) und
ein Abstand zwischen zwei Daten in der Z-Richtung überschreitet
nicht 5 m (ΛZ ≤ 5 m). Diese
zwei Bedingungen sind die Gleichen wie diejenigen zum Ausbilden
der Vorsegmentdaten. Zusätzlich
zu diesen zwei Bedingungen wird eine weitere Bedingung zum Ausbilden
der Hauptsegmentdaten festgelegt. Das heißt, lediglich die Daten auf
der gleichen Abtastzeile oder den benachbarten Abtastzeilen können zu
den Haupt segmentdaten gruppiert werden. Die Daten, die alle dieser
drei Bedingungen erfüllen,
werden zu den Hauptsegmentdaten gruppiert.
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Nun wird ein Verfahren eines Ausbildens
eines Zielmodells beschrieben das in einem Schritt S130 durchgeführt wird,
der in 4A gezeigt ist. Detaillierte
Schritte dieses Verfahrens sind in 4B gezeigt.
In einem Schritt S131 wird ein Hauptsegmentdatum, das einem Zielmodell
entspricht, das in der vorhergehenden Erfassung formuliert worden
ist, aus den Hauptsegmentdaten gesucht, die bei der derzeitigen
Erfassung ausgebildet worden sind. Bei diesem Suchverfahren wird
eine angenommene Zielmodellposition aus seiner vorhergehenden Position unter
der Annahme berechnet, daß sich
das Zielmodell von der vorhergehenden Position mit einer Relativgeschwindigkeit
bewegt hat, welche bei der vorhergehenden Erfassung gemessen worden
ist. Dann wird jeder Position in den X, Y und Z-Richtungen ein bestimmter
Toleranzbereich gegeben. Das Hauptsegmentdatum, von dem mindestens
ein Teil in dem Toleranzbereich enthalten ist, wird als das Hauptsegmentdatum
der derzeitigen Erfassung bestimmt.
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Wenn das neue Hauptsegmentdatum,
das die vorhergehenden Bedingungen erfüllt, gefunden ist, wird das
vorhergehende Zielmodell auf der Grundlage des neuen Hauptsegmentdatums
erneuert. Das erneuerte Zielmodell beinhaltet eine Mittenposition
des Hauptsegmentdatums (X, Y, Z), seine Abmessung (W, H, D), seine
Bewegungsgeschwindigkeit (Vx, Vy, Vz) in den X-, Y- und Z-Richtungen bezüglich des
eigenen Fahrzeugs und Daten, die die Mittenposition zeigen, die
bei vergangenen vier Erfassungen erzielt worden ist. Wenn kein Hauptsegmentdatum
gefunden wird, das die vorhergehenden Bedingungen erfüllt, wird
das Zielmodell nicht erneuert und bleibt das vorhergehende Zielmodell
unverändert.
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In einem Schritt S133 wird eine Fahrzeugwahrscheinlichkeit,
das heißt
eine Wahrscheinlichkeit, daß das
Zielmodell ein vorausfahrendes Fahrzeug darstellt, auf der Grundlage
seiner Relativbeschleunigung, Form, Position und erfaßten Dauer
berechnet. Die Fahrzeugwahrscheinlichkeit fällt in einen Bereich von 0
bis 100%. Um irgendeine augenblickliche Abweichung oder Störung aufgrund
von Rauschen zu beseitigen, wird die Fahrzeugwahrscheinlichkeit
durch Mitteln seiner mehreren augenblicklichen Werte erzielt.
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Das Verfahren eines Berechnens der
Fahrzeugwahrscheinlichkeit ist im Detail in der JP-A-2002-40139
offenbart. Deshalb wird es hier nicht im Detail beschrieben.
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In einem Schritt S134 wird die Wahrscheinlichkeit
einer gleichen Fahrspur, das heißt eine Wahrscheinlichkeit,
daß das
Zielmodell ein vorausfahrendes Fahrzeug darstellt, welches auf der
gleichen Fahrspur wie das eigene Fahrzeug fährt, auf die folgende Weise
berechnet. Die Position des Zielmodells wird auf der Grundlage des
Radius der Straße
mit Kurve, der in der Kurvenradius-Berechnungsschaltung 57 (siehe 1) berechnet wird, zu einer
Positition auf einer geraden Straße gewandelt. Dann wird eine
augenblickliche Wahrscheinlichkeit einer gleichen Fahrspur durch Überlappen
der gewandelten Position auf einer Abbildung für eine Wahrscheinlichkeit einer
gleichen Fahrspur erzielt, die vorbestimmt ist. Die Abbildung für eine Wahrscheinlichkeit
einer gleichen Fahrspur zeigt jeweilige Wahrscheinlichkeiten in
Bereichen, die durch Teilen eines Frontalbereichs des eigenen Fahrzeugs
ausgebildet sind. Zum Beispiel wird ein Frontalbereich, der 5 m
an jeder Seite des Fahrzeugs und 100 m vor dem Fahrzeug aufweist,
in mehrere Bereiche geteilt. Die Wahrscheinlichkeit einer gleichen
Fahrspur wird zu jedem Bereich gegeben, so daß die Wahrscheinlichkeit höher wird,
wenn ein gegebener Bereich näher
an dem eigenen Fahrzeug ist.
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Ein Wert der augenblicklichen Wahrscheinlickeit
einer gleichen Fahrspur, der wie zuvor berechnet wird, und ihr vorhergehender
Wert werden unter Verwendung eines bestimmten Gewichtungsfaktors
gemittelt, um dadurch die Wahrscheinlichkeit einer gleichen Fahrspur
zu erzielen, die dem Block 53 (siehe 1) zuzuführen ist. Da das Verfahren
eines Berechnens der Wahrscheinlichkeit einer gleichen Fahrspur
ebenso im Detail in der vorhergehenden Offenlegungsschrift JP-A-2002-40139
offenbart ist, wird hier keine weitere Erläuterung gegeben.
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Nachdem das Zielmodell wie zuvor
formuliert worden ist, wird das Zielmodell dem Block 53 (siehe 1) zum Bestimmen eines vorausfahrenden
Fahrzeugs zusammen mit der Fahrzeugwahrscheinlichkeit und der Wahrscheinlichkeit
einer gleichen Fahrspur zugeführt.
Der Block 53 zum Bestimmen eines vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt
das Zielmodell, das eine vorbestimmte Fahrzeugwahrscheinlichkeit
(zum Beispiel höher
als 50%), eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit einer gleichen Fahrspur (zum
Beispiel höher
als 50%) und einen Abstand in der Z-Richtung aufweist, der am nächsten an
dem eigenen Fahrzeug ist, als ein vorausfahrendes Fahrzeug. Dann
werden der Abstand Z zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem
eigenen Fahrzeug und eine Relativgeschwindigkeit Vz in der Z-Richtung dem
Fahrzeugsteuer- und Alarmblock 55 zugeführt. Somit wird ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand
gesteuert und werden zweckmäßige Alarme
auf der Grundlage des Abstands Z und der Relativgeschwindigkeit
Vz erzeugt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern
kann verschiedenartig ausgestaltet werden. Zum Beispiel kann der
Polygonspiegel 73, der unterschiedliche Neigungswinkel
aufweist, der zum Abtasten des zweidimensionalen Erfassungsbereichs 91 verwendet
wird, durch einen Galvanospiegel ersetzt werden, der eine Spiegelfläche aufweist,
deren Neigungswinkel steuerbar ist. Obgleich die Neigungswinkel θx und θy in dem
vorhergehenden Ausführungsbeispiel
in dem Laserradarsensor von Polarkoordinaten zu Orthogonalkoordinaten
gewandelt werden, ist es ebenso möglich, dieses Verfahren in
dem Zielmodell-Formulierungsblock 43 zuzuführen.
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Obgleich das Erfassen des Hindernisses
in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
durch Abgeben des Laserstrahls durchgeführt wird, ist es ebenso möglich, das
Erfassen unter Verwendung von anderen Strahlen, wie zum Beispiel
elektromagnetischen Millimeterwellen oder Ultraschallwellen, durchzuführen, solange
ein Abstand zwischen einem frontalen Hindernis und dem eigenen Fahrzeug
und eine Winkelrichtung erfaßt
werden, in welcher sich das Hindernis befindet. Wenn ein FMCW-Radar
oder ein Doppler-Radar, der Millimeterwellen abgibt, verwendet wird,
ist es nicht erforderlich, eine Relativgeschwindigkeit auf der Grundlage
der Abstandsdaten zu berechnen, die dem System durchgeführt werden, das
den Laserradar verwendet, da die Geschwindigkeit bezüglich des
vorausfahrenden Fahrzeugs zusammen mit den Abstandsdaten erzielt
wird.
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Ein zur beschriebenes erfindungsgemäßes Hinderniserfassungssystem
beinhaltet einen Laserradarsensor, der Laserstrahlen zum Abtasten
eines zweidimensionalen Erfassungsbereichs vor einem Fahrzeug abgibt
und reflektierte Strahlen in einer Form von reflektierenden Punkten
empfängt,
die das Hindernis, wie zum Beispiel ein vorausfahrendes Fahrzeug,
darstellen. Um wirkungsvoll ein vorausfahrendes Fahrzeug zu erfassen,
das auf einer Straße mit
Kurve fährt,
wird eine Referenzwinkelrichtung, an welcher sich das vorausfahrende
Fahrzeug am wahrscheinlichsten befindet, auf der Grundlage einer Fahrgeschwindigkeit
des eigenen Fahrzeugs und eines berechneten Radius der Straße mit Kurve
eingestellt. Die reflektierenden Punkte werden aus denjenigen ausgewählt, die
sich näher
an der Referenzwinkelrichtung befinden, bis sie eine vorbestimmte
Anzahl erreichen, um dadurch ein Zielmodell auszubilden. Das vorausfahrende
Fahrzeug wird auf der Grundlage des Zielmodells erfaßt.