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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zielerkennungsvorrichtung, die ein um ein Fahrzeug herum vorhandenes Zielobjekt erkennt, indem Informationen von einem Radarsensor und einem Bildsensor verwendet werden.
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[Stand der Technik]
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Herkömmlicherweise ist eine Technik bekannt, die der Erkennung eines um ein Fahrzeug herum vorhandenen Zielobjekts mittels Sensorfusion dient, bei der Informationen von einem Radarsensor und einem Bildsensor verwendet werden, um das erkannte Zielobjekt zur Fahrunterstützung für das Fahrzeug zu verwenden. Gemäß einer derartigen Technik werden von einem Radarsensor und einem Kamerasensor einzeln erfasste Erfassungsergebnisse zusammengeführt, um die Genauigkeit bei der Erfassung eines Objekts zu verbessern (siehe zum Beispiel Patentschrift 1).
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[Anführungsliste]
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[Patentschrift]
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- [Patentschrift 1] JP-A-2009-19914
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Dabei ist es für ein Millimeterwellenradar, bei dem es sich um eine Art eines Radarsensors handelt, schwierig, mehrere nahe beieinanderliegende Zielobjekte einzeln und separat zu erfassen, was auf die Streuung der Funkwellen (Millimeterwellen) zurückzuführen ist. Es besteht ein Problem dahingehend, dass die mehreren Zielobjekte als ein Zielobjekt erfasst werden. Folglich besteht ein Problem, dass die Genauigkeit bei der Erkennung eines Zielobjekts mittels Sensorfusion abnimmt, wenn die Erfassungsergebnisse des Millimeterwellenradars verwendet werden.
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[Lösung für das Problem]
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Bei einer Ausführungsform wird die Genauigkeit bei der Erfassung eines Zielobjekts in einer Zielerkennungsvorrichtung verbessert, in die ein elektromagnetische Wellen verwendender Sensor und ein Bildsensor eingebaut sind.
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Eine Zielerkennungsvorrichtung einer Ausführungsform ist in ein Fahrzeug eingebaut und umfasst eine Datenerfassungseinrichtung, die empfangene Daten von einem Sende-/Empfangsgerät erhält, das mehrere Sende- und Empfangskanäle hat, die Radarwellen senden und empfangen; eine Bilderfassungseinrichtung, die Bilddaten von einem Bildsensor erhält, der ein Bild eines Zustands um ein eigenes Fahrzeug herum aufnimmt; und eine Erfassungseinrichtung, die auf Grundlage der empfangenen Daten und der Bilddaten ein Zielobjekt erfasst, das die Radarwellen reflektiert hat.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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1 ist ein Blockschaltbild, das eine Auslegung einer Zielerkennungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform zeigt;
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2 ist eine erläuternde Abbildung, die Erfassungsbereiche eines Radarsensors und eines Bildsensors zeigt;
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3 ist ein Ablaufplan, der einen Vorgang einer Zielerkennung zeigt;
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4 ist ein Ablaufplan, der einen Normalerfassungsprozess zeigt;
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5 ist ein Ablaufplan, der einen in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess zeigt;
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6(a) ist eine erläuternde Abbildung, die zeigt, dass ein Gesamterfassungsprozess und ein in eine spezifische Richtung gehender Erfassungsprozess durch Timesharing oder einen Zeitmultiplexbetrieb in einem Zyklus ausgeführt werden; 6(b) ist eine erläuternde Abbildung, die zeigt, dass mehrere in eine spezifische Richtung gehende Erfassungsprozesse durchgeführt werden, wenn der Durchsatz einer CPU höher ist als im Falle von (a);
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7(a) ist eine erläuternde Abbildung, die eine Situation zeigt, bei der auf einer Autostraße ein vorne befindliches Fahrzeug und ein Motorrad vor dem eigenen Fahrzeug vorhanden sind und das vorne befindliche Fahrzeug nahe am Motorrad und nahe einer Leitplanke fährt; 7(b) ist eine erläuternde Abbildung, die Verarbeitungsergebnisse einer DBF zeigt; 7(c) ist eine erläuternde Abbildung, die Prioritäten von interessierenden Richtungen zeigt;
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8(a) ist eine erläuternde Abbildung, die eine Situation zeigt, bei der in einem städtischen Raum ein Motorrad, ein vorne befindliches Fahrzeug und ein Fußgänger mit engem Abstand zueinander vor dem eigenen Fahrzeug vorhanden sind; 8(b) ist eine erläuternde Abbildung, die Verarbeitungsergebnisse einer DBF zeigt; 8(c) ist eine erläuternde Abbildung, die Prioritäten von interessierenden Richtungen zeigt;
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9(a) ist eine erläuternde Abbildung, die eine Situation zeigt, bei der, zusätzlich zu der in 8(a) gezeigten Situation, ein Verkehrsschild und ein Kanalisationseinstieg nahe beieinander vorhanden sind; 9(b) ist eine erläuternde Abbildung, die Prioritäten von interessierenden Richtungen zeigt;
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10 ist ein Blockschaubild, das eine Auslegung einer Zielerkennungsvorrichtung einer zweiten Ausführungsform zeigt;
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11 ist ein Ablaufplan, der einen Normalerfassungsprozess der zweiten Ausführungsform zeigt.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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<Erste Ausführungsform>
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<Allgemeine Auslegung>
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Wie in 1 gezeigt, ist in einem Fahrunterstützungssystem 1, auf das eine Zielerkennungsvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung angewendet wird, die Zielerkennungsvorrichtung 10 jeweils an einen Radarsensor 20, einen Bildsensor 30 und eine Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung 40 angeschlossen, sodass die Zielerkennungsvorrichtung 10 mit diesen Daten austauschen kann. Der Radarsensor 20 strahlt Radarwellen zu einem vor dem eigenen Fahrzeug eingerichteten Abtastbereich ab und empfängt reflektierte Wellen von diesem. Der Bildsensor 30 nimmt ein Bild des Abtastbereichs auf. Die Zielerkennungsvorrichtung 10 erkennt gemäß den Erfassungsergebnissen des Radarsensors 20 und Bildsensors 30 verschiedene Zielobjekte, die im Abtastbereich vorhanden sind. Die Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung 40 steuert verschiedene bordeigene Einheiten gemäß Verarbeitungsergebnissen (Zielobjektinformationen) der Zielerkennungsvorrichtung 10, um eine vorbestimmte Fahrunterstützung auszuführen.
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<Radarsensor>
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Der Radarsensor 20 ist am Frontbereich des eigenen Fahrzeugs eingebaut. Der Radarsensor 20 bildet ein bekanntes FMCW-Radar (Frequency Modulated Continuous Wave = frequenzmodulierter Dauerstrich), das unter Verwendung von Millimeterwellen ein in einem vorbestimmten Abtastbereich vorhandenes Zielobjekt erfasst, zusammen mit einer nachfolgend beschriebenen Zielerfassungsvorrichtung 10 (insbesondere ein Normalerfassungsprozess).
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Im Einzelnen ist der Radarsensor 20 an einem vorderen Endabschnitt des Fahrzeugs angeordnet. Der Radarsensor 20 sendet zum Abtastbereich Sendewellen aus, bei denen bezüglich der Zeit die Frequenz linear erhöht (Aufwärtsmodulation) und erniedrigt (Abwärtsmodulation) wird, und empfängt Funkwellen, die von einem vorne befindlichen Zielobjekt reflektiert werden. Der Radarsensor 20 mischt die Sendewellen und die empfangenen Wellen, um ein Überlagerungssignal mit einer Überlagerungsfrequenz zu extrahieren, die einem Abstandstand R und einer Relativgeschwindigkeit V zwischen dem Radarsensor 20 und dem Zielobjekt entspricht.
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Es ist anzumerken, dass im Radarsensor 20 eine Sendeantenne und/oder eine Empfangsantenne durch eine Antennengruppe gebildet ist. Die Kombination aus Sendeantenne und Empfangsantenne wird als Kanal bezeichnet. Der Radarsensor 20 extrahiert ein Überlagerungssignal aus jedem der Kanäle. Der Radarsensor 20 führt mittels eines AD-Wandlers eine AD-Umwandlung des Überlagerungssignals durch und gibt das umgewandelte Überlagerungssignal aus. Das ausgegebene Überlagerungssignal wird in die Zielerkennungsvorrichtung 10 eingegeben.
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<Bildsensor>
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Der Bildsensor 30 ist durch eine CCD-Kamera gebildet, die im Nahbereich der Mitte der Vorderseite des eigenen Fahrzeugs angeordnet ist. Diese CCD-Kamera hat einen Erfassungsbereich mit einem Winkelbereich, der breiter ist als der Erfassungsbereich des Radarsensors 20 (siehe 2). Der Bildsensor 30 führt eine bekannte Bildverarbeitung wie zum Beispiel einen Vorlagenabgleich für von der CCD-Kamera aufgenommene Bilddaten durch, um ein vorbestimmtes Zielobjekt (Fahrzeug, Fußgänger oder dergleichen) zu erfassen, das sich in einem Abbildungsbereich befindet.
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Dann überträgt der Bildsensor 30 Informationen über ein durch diese Verarbeitung erfasstes Zielobjekt (nachstehend als Bildzielobjekt bezeichnet) als Bildzielobjektinformationen an die Zielerkennungsvorrichtung 10. Es ist festzuhalten, dass die Bildzielobjektinformationen Informationen über die Art, Größe und Position (Abstand, Richtung) des erfassten Bildzielobjekts beinhalten.
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<Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung>
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Die Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung 40 umfasst als zu steuernde, bordeigene Einheiten einen Monitor, der verschiedene Bilder anzeigt, und einen Lautsprecher, der akustische Warnungen und akustische Anleitungen ausgibt. Die Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung 40 kann als zu steuernde bordeigene Einheiten darüber hinaus verschiedene Steuereinheiten aufweisen, die einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsstrangmechanismus und einen Bremsmechanismus und dergleichen steuern, die im eigenen Fahrzeug eingebaut sind.
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Zielerkennungsvorrichtung
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Die Zielerkennungsvorrichtung 10 ist in erster Linie durch einen Mikrocomputer gebildet, der eine CPU, einen ROM und einen RAM umfasst, und darüber hinaus einen digitalen Signalprozessor (DSP) zur Ausführung einer Signalverarbeitung wie zum Beispiel einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) und dergleichen aufweist. Die Zielerkennungsvorrichtung 10 führt einen Zielerkennungsprozess durch, der Zielobjektinformationen erzeugt, die der Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung 40 bereitzustellen sind, und zwar gemäß vom Bildsensor 30 erfassten Bildzielobjektinformationen und einem vom Radarsensor 20 erfassten Überlagerungssignal. In der Zielerkennungsvorrichtung 10 führt die CPU ein im ROM gesteuertes Programm aus, um den Zielerkennungsprozess durchzuführen.
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<Zielerkennungsprozess>
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Der Zielerkennungsprozess wird gemäß einem in 3 gezeigten Ablaufplan beschrieben. Wenn der Motor gestartet ist, wird der vorliegende Prozess mit vorbestimmten Messzyklen wiederholt durchgeführt.
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Zuerst erfasst in S10 die Zielerkennungsvorrichtung 10 ein Überlagerungssignal, das von jedem der Kanäle vom Radarsensor 20 erzeugt wird. Als Nächstes führt in S20 die Zielerkennungsvorrichtung 10 einen Normalerfassungsprozess aus. Beim Normalerfassungsprozess werden unter Verwendung eines bekannten Verfahrens mittels eines FMCW-Radars ein Abstand und eine Relativgeschwindigkeit zwischen jedem Zielobjekt und dem eigenen Fahrzeug erfasst. Als Nächstes erfasst in S30 die Zielerkennungsvorrichtung 10 Bildzielobjektinformationen, die vom Bildsensor 30 erzeugt werden. Im nächsten Schritt S40 führt die Zielerkennungsvorrichtung 10 einen in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess aus, und zwar unter Verwendung von interessierenden Richtungen, die nachfolgend beschrieben und aus den Bildzielobjektinformationen extrahiert werden, und vervollständigt den vorliegenden Prozess.
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<Normalerfassungsprozess>
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Als Nächstes wird der in S20 des Zielerkennungsprozesses ausgeführte Normalerfassungsprozess gemäß einem in 4 gezeigten Ablaufplan beschrieben.
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Zuerst erfasst die Zielerkennungsvorrichtung 10 in S110 einen Abstand zu einem Zielobjekt durch Ausführung einer Abstands-FFT. Das heißt, dass die Zielerkennungsvorrichtung 10 für das erhaltene Überlagerungssignal für jeden der Kanäle und für jede Modulationsphase (Aufwärtsmodulation/Abwärtsmodulation) eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) in Zeitreihenrichtung ausführt. Dann extrahiert die Zielerkennungsvorrichtung 10 eine Frequenz (Spitzenfrequenz) als Verarbeitungsergebnis der FFT, deren Signalstärke einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und die den Spitzenwert auf der Frequenzachse einnimmt.
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Im nächsten Schritt S120 extrahiert die Zielerkennungsvorrichtung 10 für jede in S110 extrahierte Spitzenfrequenz Signalkomponenten (Amplitude, Phase) in jedem Kanal bei der Spitzenfrequenz. Die Zielerkennungsvorrichtung 10 verwendet die extrahierten Signalkomponenten, um die Richtung eines Zielobjekts mittels eines bekannten digitalen Beamforming (DBF) abzuschätzen.
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Als Nächstes führt in S130 die Zielerkennungsvorrichtung 10 einen Paarabgleichprozess durch, bei dem für eine Frequenzgruppe der in S110 extrahierten Spitzenfrequenzen die Spitzenfrequenzen zwischen beiden Modulationsphasen (Aufwärtsmodulationsphase/Abwärtsmodulationsphase) ermittelt werden, die als Paar angesehen werden (nachstehend als Spitzenwertpaar bezeichnet), die auf Grundlage von reflektierten Wellen von demselben Zielobjekt erzeugt werden, und zwar beruhend auf Spitzenwertsignalstärke, Ergebnissen der Richtungserfassung in S120 und Verlaufsinformationen.
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Dann berechnet die Zielerkennungsvorrichtung 10 beruhend auf den Ausdrücken (1) und (2) für jedes in dem Paarabgleichprozess ermittelte Spitzenwertpaar einen Abstand R und eine Relativgeschwindigkeit V zwischen der Zielerkennungsvorrichtung 10 und jedem Zielobjekt aus der Spitzenfrequenz (nachstehend als Überlagerungsfrequenz bezeichnet) fbu (Überlagerungsfrequenz bei der Aufwärtsmodulation) und fbd (Überlagerungsfrequenz bei der Abwärtsmodulation).
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[Ausdruck 1]
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Abstand R = (|fbu| + |fbd|)/2 (1)
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[Ausdruck 2]
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Relativgeschwindigkeit V = (|fbu| – |fbd|)/2 (2)
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Schließlich gibt in S140 die Zielerkennungsvorrichtung 10 die Berechnungsergebnisse (Abstand, Relativgeschwindigkeit, Richtung) als Normalzielerfassungsinformationen aus.
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<Erfassungsprozess, der in eine spezifische Richtung geht>
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Als Nächstes wird ein in eine spezifische Richtung gehender Erfassungsprozess gemäß einem in 5 gezeigten Ablaufplan beschrieben.
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Zuerst extrahiert die Zielerkennungsvorrichtung 10 in S210 eine oder mehrere interessierende Richtungen, die vorbestimmte interessierte Informationen erfüllen, indem die vom Bildsensor 30 erfassten Bildzielobjektinformationen (Art, Abstand, Richtung) verwendet werden, um Prioritäten der interessierenden Richtungen anzusetzen.
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Bei der interessierenden Richtung handelt es sich um eine Richtung, in der Informationen über ein Zielobjekt genau erfasst werden müssen. Die interessierende Richtung kann zum Beispiel eine Richtung sein, in der ein Zielobjekt vorhanden ist, das zu einem Hindernis wird, wenn das Fahrzeug fährt, oder es kann sich um eine Richtung handeln, in der ein fahrbahnseitiges Objekt vorhanden ist, das zur Erkennung einer Fahrspur verwendet wird, auf der das eigene Fahrzeug fährt.
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Im Einzelnen extrahiert die Zielerkennungsvorrichtung 10 als interessierende Richtung eine Richtung, in der eine Person (ein Fußgänger), ein Fahrzeug und dergleichen vorhanden sind, die durch Ausführung einer Bildverarbeitung wie zum Beispiel einer bekannten Vorlagenabgleichverarbeitung, Randextraktionsverarbeitung oder dergleichen durch den Bildsensor 30 erfasst werden, eine Richtung, in der ein fahrbahnseitiges Objekt wie zum Beispiel ein Kanalisationseinstieg, ein Verkehrsschild oder dergleichen vorhanden sind, oder eine Richtung, die einer gewissen Aufmerksamkeit bedarf und ausgehend von einer Richtung abgeschätzt wird, in der eine weiße Linie und eine Leitplanke vorhanden sind.
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Zusätzlich können die Prioritäten von interessierenden Richtungen die Eigenschaft haben, dass die Prioritäten z. B. höher sind in der Reihenfolge einer Richtung, in der ein Fußgänger vorhanden ist, einer Richtung, in der ein Zweirad (Motorrad) vorhanden ist, einer Richtung, in der ein Fahrzeug vorhanden ist, und einer Richtung, in der ein fahrbahnseitiges Objekt vorhanden ist.
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Des Weiteren können die Prioritäten von interessierenden Richtungen die Eigenschaft haben, dass die Prioritäten in einer Richtung höher sind, in der ein Zielobjekt vorhanden ist, das sich nahe dem eigenen Fahrzeug befindet. Des Weiteren können die Prioritäten interessierender Richtungen die Eigenschaft haben, dass die Priorität in einer Richtung höher ist, in der ein Zielobjekt vorhanden ist, das sich nahe der Frontrichtung des eigenen Fahrzeugs befindet. Zusätzlich können die Prioritäten interessierender Richtungen die Eigenschaft haben, dass die Prioritäten in einer Richtung höher sind, in der ein Zielobjekt vorhanden ist, das sich dem eigenen Fahrzeug nähert.
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Als Nächstes setzt die Zielerkennungsvorrichtung 10 in S220 die interessierende Richtung mit der höchsten Priorität, die sich unter den interessierenden Richtungen befindet, die nicht einer später noch zu beschreibenden Abarbeitung einer hochgenauen Wiederherstellung in S230 bis S260 unterworfen wurden, als spezifische Richtung an. Im nächsten Schritt S230 führt die Zielerkennungsvorrichtung 10 die DBF aus, bei der die spezifische Richtung als Azimutwinkel verwendet wird, indem das in S10 erhaltene Überlagerungssignal verwendet wird. Als Nächstes führt in S240 die Zielerkennungsvorrichtung 10 die Abstands-FFT für Datenreihenerfassungen als Ergebnis der DBF in S230 durch, um Spitzenfrequenzen zu extrahieren.
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Im nächsten Schritt S250 führt die Zielerkennungsvorrichtung 10 für eine Frequenzgruppe der in S240 extrahierten Frequenzen einen Paarabgleichprozess aus, der dem Prozess ähnlich ist, der in S130 des Normalerfassungsprozesses durchgeführt wird, um den Abstand R und die Relativgeschwindigkeit V zu berechnen. Als Nächstes gibt in S260 die Zielerkennungsvorrichtung 10 die Berechnungsergebnisse (Abstand, Relativgeschwindigkeit, Richtung) als hochgenaue Zielerfassungsinformationen aus.
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Wenn hierbei die Verarbeitungszeit ausreichend ist (S270: Ja) und eine interessierende Richtung übrig bleibt, die der hochgenauen Erfassungsverarbeitung noch nicht unterworfen wurde (S280: Ja), schreitet der vorliegende Prozess zu S220 fort. Als Nächstes setzt die Zielerkennungsvorrichtung 10 die interessierende Richtung mit höherer Priorität als spezifische Richtung an, um eine Reihe der hochgenauen Erfassungsverarbeitungen durchzuführen. Hier wird die Höchstdauer, die zur einmaligen Ausführung einer hochgenauen Erfassungsverarbeitung benötigt wird, als Höchstdauer einer hochgenauen Erfassung definiert. Wenn die verbleibende Verarbeitungszeit, die in einem Zyklus einer Verarbeitungszeit enthalten ist, größer oder gleich der Höchstdauer der hochgenauen Erfassung ist, stellt die Zielerkennungsvorrichtung 10 in S270 fest, dass die Verarbeitungszeit ausreichend ist.
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Dabei wird der vorliegende Prozess abgeschlossen, wenn die Verarbeitungszeit nicht ausreichend ist (S270: Nein) oder die interessierende Richtung nicht vorliegt, für die die hochgenaue Erfassungsverarbeitung nicht ausgeführt wurde (S280: Nein).
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Das heißt, dass, wie in 6(a) gezeigt, der Zielerkennungsprozess mit vorbestimmten Zyklen wiederholt wird. In einem Zyklus einer Verarbeitungszeit werden der Normalerfassungsprozess und die hochgenaue Erfassungsverarbeitung für möglichst viele der interessierenden Richtungen ausgeführt. Zum Beispiel wird, wie in 6(b) gezeigt ist, wenn der Durchsatz der CPU höher wird, die hochgenaue Erfassungsverarbeitung für viel mehr interessierende Richtungen durchgeführt.
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<Einsatzbeispiel>
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Mit Bezug auf die 7 bis 9 werden ein Berechnungsbeispiel des Ergebnisses der Zielerfassung des Normalerfassungsprozesses und ein Berechnungsbeispiel des Ergebnisses der hochgenauen Zielerfassung des in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozesses beschrieben.
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<Einsatzbeispiel 1>
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7(a) zeigt eine Situation, bei der auf einer Autostraße ein (vorne befindliches) Fahrzeug und ein Zweirad (Motorrad) vor dem eigenen Fahrzeug vorhanden sind und das vorne befindliche Fahrzeug nahe dem Motorrad und nahe einer Leitplanke fährt. In einer solchen Situation werden im Normalerfassungsprozess das vorne befindliche Fahrzeug und das Motorrad, die nahe beieinanderliegen, als integriertes Zielobjekt erfasst (siehe die dicke Linie in 7(b)).
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Es ist festzuhalten, dass bei dieser Situation beim Normalerfassungsprozess ein Zielobjekt (nachstehend als Phantomobjekt bezeichnet), das erkannt wird, als würde sich das Zielobjekt mit einer Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das eigene Fahrzeug bewegen, fälschlicherweise an einer Position erfasst werden kann, an der reflektierte Wellen erzeugt werden, und zwar über die reflektierten Wellen von der Leitplanke nahe dem Fahrzeug (siehe die doppelstrichpunktierte Linie in 7(b)).
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Im Gegensatz dazu kann bei dem in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess aus den erfassten Bildzielobjektinformationen die Richtung erkannt werden, in der ein vorne befindliches Fahrzeug, ein Motorrad und eine Leitplanke vorhanden sind. Somit kann durch Ausführung der hochgenauen Erfassungsverarbeitung am vorne befindlichen Fahrzeug und Motorrad (wobei die Leitplanke ausgenommen wird), die als interessierende Richtungen erachtet werden, jeweils verhindert werden, dass das vorne befindliche Fahrzeug und das Motorrad von anderen Zielobjekten beeinflusst werden, und das vorne befindliche Fahrzeug und das Motorrad werden einzeln wie in 7(b) gezeigt erfasst.
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Es ist festzuhalten, dass in dieser wie in 7(c) gezeigten Situation die Richtung, in der das Motorrad vorhanden ist, als interessierende Richtung 1 mit der höchsten Priorität angesetzt wird, und die Richtung, in der das vorne befindliche Fahrzeug vorhanden ist, als interessierende Richtung 2 mit der zweithöchsten Priorität angesetzt wird. In diesem Fall wird das Motorrad zeitlich vor dem vorne befindlichen Fahrzeug erfasst.
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<Einsatzbeispiel 2>
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8(a) zeigt eine Situation, bei der in einem städtischen Raum ein Motorrad, ein vorne befindliches Fahrzeug und ein Fußgänger, die eng voneinander beabstandet sind, vor dem eigenen Fahrzeug vorhanden sind. In so einer Situation werden bei einem Normalerfassungsprozess das Motorrad, das vorne befindliche Fahrzeug und der Fußgänger als integriertes Zielobjekt erfasst (siehe dicke Linie in 8(b)).
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Im Gegensatz dazu werden bei einem in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess durch Ausführung der hochgenauen Erfassungsverarbeitung jeweils am Motorrad, am vorne befindlichen Fahrzeug und am Fußgänger, die als interessierende Richtungen aufgefasst werden, wie in 8(b) gezeigt, das Motorrad, das vorne befindliche Fahrzeug und der Fußgänger einzeln und separat erfasst. Man beachte, dass in dieser Situation das vorne befindliche Fahrzeug sich näher am eigenen Fahrzeug befindet als das Motorrad. Deswegen wird, wie in 8(c) gezeigt ist, die Richtung, in der das vorne befindliche Fahrzeug vorhanden ist, als interessierende Richtung 2 mit der zweithöchsten Priorität angesetzt, und die Richtung, in der das Motorrad vorhanden ist, wird als interessierende Richtung 3 mit der dritthöchsten Priorität angesetzt. In diesem Fall wird, nachdem der Fußgänger zuerst erfasst worden ist, das vorne befindliche Fahrzeug zeitlich vor dem Motorrad erfasst.
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9(a) zeigt eine Situation, bei der zusätzlich zur in 8(a) gezeigten Situation ein Verkehrsschild und ein Kanalisationseinstieg nahe dem Motorrad und dem vorne befindlichen Fahrzeug vorhanden sind. In so einer Situation werden bei dem in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess, wie in 9(b) gezeigt ist, der dem eigenen Fahrzeug nahe liegende Kanalisationseinstieg als interessierende Richtung 4 mit der vierthöchsten Priorität angesetzt, und das Verkehrsschild wird als interessierende Richtung 5 mit der fünfthöchsten Priorität angesetzt. In diesem Fall wird das Verkehrsschild erfasst, nachdem der Kanalisationseinstieg erfasst wurde.
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<Vorteile>
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Wie vorstehend beschrieben ist, führt die Zielerkennungsvorrichtung 10 zuerst den Normalerfassungsprozess aus, bei dem es sich um einen Zielerkennungsprozess in Form eines bekannten FMCW-Radars handelt, um ein Zielobjekt über den gesamten Suchbereich zu erfassen.
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Darüber hinaus führt die Zielerkennungsvorrichtung 10, wenn der Normalerfassungsprozess durchgeführt ist, den in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess durch, indem beruhend auf den Bildzielobjektinformationen die interessierende Richtung verwendet wird, um das in der interessierenden Richtung vorhandene Zielobjekt mit einer Genauigkeit zu erfassen, die höher ist als die, die erhalten wird, wenn der Normalerfassungsprozess durchgeführt wird.
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Dadurch kann bei Ausführung des Normalerfassungsprozesses die Zielerkennungsvorrichtung 10 Erfassungsergebnisse des Zielobjekts erhalten (Normalzielerfassungsinformationen), die den gesamten Suchbereich berücksichtigen. Des Weiteren führt bei Durchführung eines in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozesses für das in einem Bereich vorhandene Zielobjekt, der einer besonders genauen Erfassung bedarf, die Zielerkennungsvorrichtung 10 den in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess durch, um Erfassungsergebnisse mit höherer Genauigkeit (hochgenaue Zielerfassungsinformationen) zu erhalten.
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Zusätzlich kann durch Ausführung des in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozesses die Zielerkennungsvorrichtung 10 auch ein Zielobjekt erfassen, dessen Signalstärke der Spitzenfrequenz den vorbestimmten Schwellenwert in der im Normalerfassungsprozess durchgeführten Abstands-FFT nicht überschritten hat.
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Konkret kann es der Fall sein, wie in 7 bis 9 gezeigt ist, wenn mehrere nahe beieinanderliegende Zielobjekte vor dem eigenen Fahrzeug vorhanden sind, dass das Zielobjekt (z. B. ein Fußgänger, ein Motorrad oder dergleichen im Nahbereich des eigenen Fahrzeugs), das Gegenstand einer Ausweichsteuerung ist, genau erfasst werden muss. Die Zielerkennungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann für eine solche Anwendung zweckmäßig verwendet werden.
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Zusätzlich führt in einer Situation, bei der sich das vorne befindliche Fahrzeug nahe einem fahrbahnseitigen Objekt befindet, wie zum Beispiel einer Leitplanke, die durchgehend entlang einer Fahrstraße vorhanden ist, die Zielerkennungsvorrichtung 10 den in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess nur an der Richtung durch, in der das vorne befindliche Fahrzeug vorhanden ist, das als die interessierende Richtung erachtet wird. Deshalb können für das vorne befindliche Fahrzeug Zielerfassungsergebnisse mit hoher Genauigkeit erhalten werden, bei denen der Einfluss eines Phantomobjekts aufgrund von durch die Leitplanke reflektierten Wellen unterdrückt ist.
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Die Zielerkennungsvorrichtung 10 ist des Weiteren so konfiguriert, dass sie nach Erlangung der Normalzielerfassungsinformationen hochgenaue Zielerfassungsinformationen erfasst, die möglichst viele interessierende Richtungen berücksichtigen. Deshalb kann die Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung 40, die verschiedene bordeigene Einheiten gemäß den Zielobjektinformationen steuert, bei denen es sich um die Verarbeitungsergebnisse der Zielerkennungsvorrichtung 10 handelt, eine vorbestimmte Fahrunterstützung mit höherer Genauigkeit ausführen.
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Der in 3 gezeigte Schritt S10 entspricht einer Datenerfassungseinrichtung. S30 korrespondiert mit einer Bilderfassungseinrichtung. S40 entspricht einer Erfassungseinrichtung. Zusätzlich korrespondiert der in 5 gezeigte Schritt S210 mit einer Einrichtung zur Extrahierung von interessierenden Richtungen und einer Reihenfolgeneinstelleinrichtung. S230 bis S260 entsprechen einer Zielerfassungs-Ausführungseinrichtung. Des Weiteren entsprechen die in 4 gezeigten Schritte S110 und S130 einer Abstandsberechnungseinrichtung. S120 und S130 korrespondieren mit einer Richtungsberechnungseinrichtung.
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Des Weiteren entspricht der Radarsensor 20 einem Sende-/Empfangsgerät. Das Überlagerungssignal entspricht empfangenen Daten. Zusätzlich entspricht der Kanal, bei dem es sich um eine Kombination aus der Sendeantenne und der Empfangsantenne des Radarsensors 20 handelt, einer Sende- und Empfangsantenne.
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<Zweite Ausführungsform>
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Es wird nun die zweite Ausführungsform beschrieben.
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Ein in 10 gezeigtes Fahrunterstützungssystem 2 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Normalzielerfassungsinformationen von der Zielerkennungsvorrichtung 10 an den Bildsensor 30 ausgegeben werden. Zusätzlich unterscheidet sich in diesem Zusammenhang, wie in 11 gezeigt ist, das Fahrunterstützungssystem 2 von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass zu dem in 4 gezeigten Normalerfassungsprozess ein Schritt S150 hinzukommt.
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Das heißt, dass gemäß dem Normalerfassungsprozess der vorliegenden Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, nach den bis S140 ausgeführten Schritten die Normalzielerfassungsinformationen (Abstand, Richtung) in S150 an den Bildsensor 30 ausgegeben werden. Dann wird der vorliegende Prozess abgeschlossen.
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Gemäß dem wie vorstehend beschrieben ausgelegten Fahrunterstützungssystem 2 schätzt der Bildsensor 30 beruhend auf den Normalzielerfassungsinformationen den Bereich im Bildschirm ab, in dem ein infrage kommendes Zielobjekt vorhanden ist, und führt einen Bilderkennungsprozess wie zum Beispiel einen Musterabgleich nur für diesen abgeschätzten Einstellbereich durch. Das heißt, dass in einem vom Bildsensor 30 erfassten, aufgenommenen Bild der Bereich, aus dem die interessierende Richtung extrahiert wird, auf diesen Einstellbereich beschränkt wird. Somit kann der Durchsatz der Bildverarbeitung reduziert werden.
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<Andere Ausführungsformen>
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Vorstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs, der vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht abweicht, in verschiedenen Aspekten umgesetzt werden.
- (1) In den obigen Ausführungsformen wird die DBF in dem in 4 gezeigten Schritt S120 durchgeführt. Stattdessen kann in S120 eine andere bekannte Richtungsberechnung (z. B. Richtungs-FET) ausgeführt werden.
- (2) In den obigen Ausführungsformen ist die Zielerkennungsvorrichtung 10 so ausgelegt, dass sie den Normalerfassungsprozess und den in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess durch Timesharing bzw. im Zeitmultiplexbetrieb durchführt. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Die Zielerkennungsvorrichtung 10 kann so ausgelegt sein, dass sie den Normalerfassungsprozess und den in eine spezifische Richtung gehenden Erfassungsprozess parallel ausführt.
- (3) In den obigen Ausführungsformen wird als Beispiel für eine interessierende Richtung eine Richtung bereitgestellt, in der ein Fußgänger, ein Fahrzeug, ein Motorrad, ein fahrbahnseitiges Objekt oder dergleichen vorhanden ist. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Als interessierende Richtung kann auch eine Richtung angesehen werden, in der eine andere Person oder ein anderer Gegenstand vorhanden ist. Zusätzlich können die Prioritäten interessierender Richtungen Eigenschaften haben, die von Inhalten der Verarbeitung abhängen, die von der Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung 40 durchgeführt wird.
- (4) In den obigen Ausführungsformen sind die Suchbereiche des Radarsensors 20 und des Bildsensors 30 in einem Bereich vor dem eigenen Fahrzeug angesetzt. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Bei dem Suchbereich kann es sich um das Umfeld des eigenen Fahrzeugs handeln, zum Beispiel um den hinteren, seitlichen Bereich des eigenen Fahrzeugs oder dergleichen.
- (5) In den obigen Ausführungsformen ist ein Beispiel erläutert, bei dem die Zielerkennungsvorrichtung 10 auf eine in einem Kraftfahrzeug eingebaute Vorrichtung angewendet wird. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Die Zielerkennungsvorrichtung 10 kann in ein Motorrad, einen Elektrozug oder einen anderen Wagen oder dergleichen eingebaut sein.
- (6) Die Komponenten der Zielerkennungsvorrichtung 10, die in den obigen Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, können mittels Hardware, Software oder durch eine Kombination aus Hardware und Software realisiert werden. So kann zum Beispiel eine Computereinheit (z. B. ein Mikrocomputer), die den vorstehend beschriebenen Prozess (das Programm) ausführt, zumindest einen Teil der Zielerkennungsvorrichtung 10 bilden. Zusätzlich handelt es sich bei diesen Komponenten um funktionelle und konzeptionelle Teile, und ein Teil oder die Gesamtheit der Komponenten können funktionsmäßig oder physikalisch getrennt oder aber verbunden sein.
- (7) Die obigen Ausführungsformen stellen nur Beispiele von Ausführungsformen dar, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird. Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Aspekten wie zum Beispiel als Zielerkennungsvorrichtung, Zielerkennungsverfahren, als Programm, um es einem Computer zu ermöglichen, als die Zielerkennungsvorrichtung zu fungieren, und als Aufzeichnungsmedium realisiert sein, auf dem das Programm gespeichert ist.
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Die obige Zielerkennungsvorrichtung ist in ein Fahrzeug eingebaut. Die Datenerfassungseinrichtung erfasst empfangene Daten vom Sende-/Empfangsgerät mit mehreren Sende- und Empfangskanälen, die Radarwellen aussenden und empfangen.
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Zusätzlich erfasst die Bilderfassungseinrichtung Bilddaten vom Bildsensor, der ein Bild eines Zustands um das eigene Fahrzeug herum aufnimmt. Des Weiteren erfasst die Erfassungseinrichtung beruhend auf den empfangenen Daten und den Bilddaten ein Zielobjekt, das Radarwellen reflektiert hat.
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In der Erfassungseinrichtung werden von der Einrichtung zur Extrahierung von interessierenden Richtungen aus den von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Bilddaten eine oder mehrere interessierende Richtungen extrahiert, in der bzw. in denen Informationen über ein Zielobjekt exakt erfasst werden müssen. Die Zielerfassungs-Ausführungseinrichtung führt das Beamforming für jede der interessierenden Richtungen unter Verwendung der von der Datenerfassungseinrichtung erfassten, empfangenen Daten durch, um eine Zielerfassung mittels der Datenreihe durchzuführen, die durch die Ausführung des Beamforming erhalten wurde.
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Gemäß der Zielerkennungsvorrichtung wird die Richtung des Zielobjekts als eine aus den Bilddaten extrahierte interessierende Richtung erfasst, und der Abstand zum Zielobjekt wird durch Ausführung des Beamforming für jede interessierende Richtung erfasst. Deshalb kann unter Verwendung der Informationen des Radarsensors und des Bildsensors das um das eigene Fahrzeug herum vorhandene Zielobjekt genau erfasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2
- Fahrunterstützungssystem
- 10
- Zielerkennungsvorrichtung
- 20
- Radarsensor
- 30
- Bildsensor
- 40
- Fahrunterstützungs-Ausführungsvorrichtung
