DE112018007601T5

DE112018007601T5 - Objektdetektionsvorrichtung und Objektdetektionsverfahren

Info

Publication number: DE112018007601T5
Application number: DE112018007601.6T
Authority: DE
Inventors: Takaaki Nishida
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2021-02-04
Also published as: US11906612B2; JP6910545B2; WO2019220503A1; CN112119330A; US20210003687A1; JPWO2019220503A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine Objektdetektionsvorrichtung, die an einem sich bewegenden Körper angebracht ist, wobei die Objektdetektionsvorrichtung umfasst: eine Messeinheit, die ausgebildet ist, um eine Funkwelle zu übertragen, um basierend auf einer reflektierten Welle, die von einem zu detektierenden Objekt erfasst ist, das in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden ist, eine Position und eine Dopplergeschwindigkeit des Objekts zu messen, als einen Reflektionspunkt; eine Gruppierungsverarbeitungseinheit, die ausgebildet ist, um eine Gruppierungsverarbeitung auszuführen, wenn eine Vielzahl von Reflektionspunkten erfasst sind, und als von demselben Objekt erfasst bestimmt sind, als ein Ergebnis einer Bestimmung, ob die Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt erfasst sind oder nicht; eine Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit, die ausgebildet ist, um die Dopplergeschwindigkeiten und die Positionen der Vielzahl von Reflektionspunkten zu verwenden, die von demselben Objekt erfasst sind, basierend auf einem Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung, um dadurch eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen; und eine Ausgabeeinheit, die ausgebildet ist, um die berechnete Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit als eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit auszugeben, die zu Detektionsergebnissen desselben Objekts gehören.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Objektdetektionsvorrichtung und ein Objektdetektionsverfahren, die ausgebildet sind, um eine Position und eine Geschwindigkeit eines zu detektierenden Objekts zu detektieren.
Stand der Technik
Bis hierhin war als eine Objektdetektionsvorrichtung von diesem Typ eine Radarvorrichtung bekannt, die ausgebildet ist, um eine Funkwelle von einem Radar an ein Objekt zu übertragen, um dadurch einen Abstand, einen Winkel und eine relative Geschwindigkeit mit Bezug zu dem Objekt zu messen (beispielsweise siehe Patentliteratur 1). In diesem Fall tragen der gemessene Abstand und Winkel zu einer Detektion der Position des Objekts bei.
Diese Radarvorrichtung ist an einem eigenen Fahrzeug angebracht, das ein sich bewegender Körper ist, und umfasst ein Objektbewegungsrichtung-Bestimmungsmittel und ein Objektgeschwindigkeit-Berechnungsmittel als charakteristische Konfigurationen. Das Objektbewegungsrichtung-Bestimmungsmittel ist ausgebildet, um eine Bewegungsrichtung des Objekts zu bestimmen, wenn eine normalen Richtung zu einer direkt entgegengerichteten Richtung des Radar als X bestimmt ist. Gleichzeitig ist eine direkt entgegengesetzte Richtung der Normalenrichtung X des Radar Y. Das Objektgeschwindigkeit-Berechnungsmittel ist ausgebildet, um eine Geschwindigkeit des Objekts basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Objektbewegungsrichtung-Bestimmungsmittel zu berechnen.
Insbesondere, wenn das Objektbewegungsrichtung-Bestimmungsmittel bestimmt, dass das Objekt sich in der Richtung X bewegt, berechnet das Objektgeschwindigkeit-Berechnungsmittel die Geschwindigkeit des Objekts in der Normalenrichtung X als (V-Vs*cosθ/sinθ). Das Symbol θ in diesem Ausdruck stellt einen Winkel des Objekts mit Bezug zu der direkt entgegengesetzten Richtung Y der Radarvorrichtung dar. V stellt die durch das Radar gemessene relative Geschwindigkeit dar Vs stellt eine Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs dar. Das Symbol „*“ stellt einen Multiplikationsoperator dar.
Literaturliste
Patentliteratur
[PTL 1] JP 4994412 B2
Zusammenfassung der Erfindung Aufgabenstellung
Wenn die in Patentliteratur 1 beschriebene oben genannte Radarvorrichtung verwendet wird, um die Geschwindigkeit des Objekts zu berechnen, bestimmt zuerst das Objektbewegungsrichtung-Bestimmungsmittel die Bewegungsrichtung des Objekts in einem ersten Zyklus. Danach berechnet das Objektgeschwindigkeit-Berechnungsmittel die Geschwindigkeit des Objekts in einem zweiten Zyklus. Daher ist eine Zeitperiode von zumindest zwei Zyklen notwendig, um die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts zu erhalten. Im Ergebnis weist die in Patentliteratur 1 beschriebene Radarvorrichtung ein Problem darin auf, dass eine wesentlich lange Zeitperiode notwendig ist, um die Geschwindigkeit des Objekts zu detektieren.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben genannte Problem zu lösen, daher weist diese eine Aufgabe auf, eine Objektdetektionsvorrichtung und ein Objektdetektionsverfahren bereitzustellen, die geeignet sind eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts in einer kurzen Zeitperiode im Vergleich zum Stand der Technik zu berechnen.
Lösung der Aufgabenstellung
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Objektdetektionsvorrichtung vorgesehen, die an einem sich bewegenden Körper angebracht ist, wobei die Objektdetektionsvorrichtung umfasst: eine Messeinheit, die zum Übertragen einer Funkwelle ausgebildet ist, um basierend auf einer reflektierten Welle, die von einem zu detektierenden Objekt erfasst ist, das in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden ist, eine Position und eine Dopplergeschwindigkeit des Objekts bei einem Reflektionspunkt zu messen; eine Gruppierungsverarbeitungseinheit, die ausgebildet ist, um, wenn eine Vielzahl von Reflektionspunkten als die Reflektionspunkte erfasst ist, eine Gruppierungsverarbeitung zum Bestimmen auszuführen, ob die Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt erfasst sind, und Bilden von Gruppen, die jeweils Reflektionspunkte umfassen, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erfasst ; eine Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit, die ausgebildet ist, um die Dopplergeschwindigkeiten und die Positionen der Vielzahl von Reflektionspunkten desselben Objekts basierend auf einem Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung zu verwenden, um dadurch eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen; und eine Ausgabeeinheit, die ausgebildet ist, um die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit, die durch die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit berechnet sind, als eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit desselben Objekts auszugeben.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Objektdetektionsverfahren vorgesehen, das auf einen sich bewegenden Körper angewendet wird, wobei das Objektdetektionsverfahren umfasst: einen ersten Schritt zum Übertragen einer Funkwelle, um basierend auf einer reflektierten Welle, die von einem zu detektierende Objekt erfasst ist, das in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden ist, eine Position und eine Dopplergeschwindigkeit des Objekts bei einem Reflektionspunkt zu messen; einen zweiten Schritt zum Ausführen, wenn eine Vielzahl von Reflektionspunkten als die Reflektionspunkte in dem ersten Schritt erfasst sind, einer Gruppierungsverarbeitung zum Bestimmen, ob die Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt erfasst sind, und Bilden von Gruppen, die jeweils Reflektionspunkte umfassen, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erfasst ; einen dritten Schritt zum Verwenden der Dopplergeschwindigkeiten und der Positionen der Vielzahl von Reflektionspunkten desselben Objekts basierend auf einem Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung, die in dem zweiten Schritt ausgeführt ist, um dadurch eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen; und einen vierten Schritt zum Ausgeben der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit, die in dem dritten Schritt berechnet sind, als eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit desselben Objekts.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Objektdetektionsvorrichtung vorgesehen, die an einem sich bewegenden Körper angebracht ist, wobei die Objektdetektionsvorrichtung eine Sensorfusion-Verarbeitungseinheit umfasst, die ausgebildet ist, um aus einer Vielzahl von Objektdetektionseinheit Teile von Information über Positionen und Dopplergeschwindigkeiten von zu detektierenden Objekten zu erhalten, die in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden sind, wobei die Sensorfusion-Verarbeitungseinheit umfasst: eine Korrelationsverarbeitungseinheit, ausgebildet, um zu bestimmen, ob die erhaltenen Teile von Information Teile von Informationen sind, die von demselben Objekt erhalten sind, und zum Anwenden einer Korrelationsverarbeitung an den Teilen von Information, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erhalten, sodass die Teile von Information miteinander verknüpft werden; und eine Glättungsverarbeitungseinheit, ausgebildet um eine Glättungsverarbeitung an den Positionen und der Dopplergeschwindigkeiten desselben Objekts basierend auf einem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung anzuwenden, um dadurch eine Information über eine Positionen einer Geschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Objektdetektionsverfahren vorgesehen, dass auf einen sich bewegenden Körper angewendet wird, wobei das Objektdetektionsverfahren umfasst: einen ersten Schritt zum Erhalten, von einer Vielzahl von Objektdetektionseinheiten, Teile von Information über Positionen und Dopplergeschwindigkeiten von zu detektierenden Objekten, die in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden sind; einen zweiten Schritt zum Bestimmen, ob die Teile von Information, die in dem ersten Schritt erhalten sind, Teile von Information sind, die von demselben Objekt erhalten sind, und zum Anwenden einer Korrelationsverarbeitung an den Teilen von Information, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erhalten, sodass die Teile von Information miteinander verknüpft werden; und einen dritten Schritt zum Anwenden einer Weiterleitungsverarbeitung auf die Positionen und die Dopplergeschwindigkeiten desselben Objekts basierend auf einem Ergebnis der in dem zweiten Schritt ausgeführten Korrelationsverarbeitung, wodurch eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit desselben Objekts berechnet wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es mit einer beliebigen der oben beschriebenen Konfigurationen oder Verfahren möglich die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts in einer kurzen Zeitperiode im Vergleich zum Stand der Technik zu berechnen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm zum Darstellen einer Basiskonfiguration einer Objektdetektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Operationsverarbeitung zu einer Zeit, wenn die Objektdetektionsvorrichtung, die in 1 dargestellt ist, Objekte detektiert.
3 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines anderen Beispiels einer Operationsverarbeitung zu einer Zeit, wenn die in 1 dargestellte Objektdetektionsvorrichtung Objekte detektiert.
4 ist ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Übersicht der Objektdetektion, falls die in 1 dargestellte Objektdetektionsvorrichtung an einem eigenen Fahrzeug als einem sich bewegenden Körper angebracht ist und ein Objekt in einer Peripherie des eigenen Fahrzeugs ein anderes Kraftfahrzeug ist.
5 ist ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Basiskonfiguration der Objektdetektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Blockdiagramm zum Darstellen eines anderen Beispiels der Basiskonfiguration der Objektdetektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen der Operationsverarbeitung zu einer Zeit, wenn die in 5 dargestellte Objektdetektionsvorrichtung Objekte detektiert.
8 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen der Operationsverarbeitung zu einer Zeit, wenn die in 6 dargestellte Objektdetektionsvorrichtung Objekte detektiert.
9 ist ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Übersicht der Objektdetektion, falls die in 5 dargestellte Objektdetektionsvorrichtung und die in 6 dargestellte Objektdetektionsvorrichtung an dem eigenen Fahrzeug als dem sich bewegenden Körper angebracht sind und das Objekt in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs ein anderes Kraftfahrzeug ist.

Beschreibung von Ausführungsformen
Bezüglich den Figuren wird eine detaillierte Beschreibung einer Objektdetektionsvorrichtung und eines Objektdetektionsverfahrens gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm zum Darstellen einer Basiskonfiguration einer Objektdetektionsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Mit Bezug zu 1 umfasst die Objektdetektionsvorrichtung 100 eine Messeinheit 101 und eine Steuereinheit 110. Die Steuereinheit 110 umfasst eine Gruppierungsverarbeitungseinheit 102, eine Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103, eine Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 und eine Ausgabeeinheit 105 die Ausgabeeinheit 105 ist mit einer Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 verbunden.
Die Objektdetektionsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist beispielsweise an einem eigenen Fahrzeug als einem sich bewegenden Körper angebracht und weist eine Sensorfunktion zum Übertragen einer Funkwelle und dann zum Ausführen einer Überwachung basierend auf reflektierten Wellen, die von zu detektierenden Objekten erfasst sind, die in einer Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind. Diese Objektdetektionsvorrichtung 100 ist beispielsweise als eine Radarvorrichtung gebildet. Somit wird nachstehend eine Beschreibung der Objektdetektionsvorrichtung 100 unter der Annahme gegeben, dass die Objektdetektionsvorrichtung 100 eine Funktion der Radarvorrichtung aufweist.
Die Messeinheit 101 der Objektdetektionsvorrichtung 100 umfasst eine einzelne Übertragungsantenne und eine Vielzahl von Empfangsantennen. Als eine Gerätekonfiguration umfasst die Steuereinheit 110 hauptsächlich einen zugewiesenen logischen Schaltkreis und eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und umfasst weiter eine Speichervorrichtung, einen I/O Anschluss, einen Timer und einen Zähler beispielsweise. Diese Komponenten sind miteinander durch einen Bus verbunden. Ein Nurlesespeicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM) und etwas Ähnliches werden für die Speichervorrichtung verwendet. Eine in der Gruppierungsverarbeitungseinheit 102, der Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103, der Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 und der Ausgabeeinheit 105 der Steuereinheit 110 auszuführende Verarbeitung wird beispielsweise durch in den RAM geschriebene Programme ausgeführt.
Nun wird eine Beschreibung von Funktionen der entsprechenden Einheiten gegeben. Die Messeinheit 101 ist ausgebildet, um Funkwellen von der Übertragungsakten an die Peripherie des eigenen Fahrzeugs bei bestimmten Zyklen zu übertragen. Darüber hinaus ist die Messeinheit 101 ausgebildet, um reflektierte Wellen der Funkwellen von den zu detektierenden Objekten, die in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind, durch die Empfangsantennen zu empfangen. Das heißt, die Messeinheit 101 ist ausgebildet, um einen Schwebungssignal (Empfangsergebnis) der Kombination der Übertragungs- und der Empfangsantenne zu erzeugen. Mit dieser Konfiguration ist die Messeinheit 101 ausgebildet, um die reflektierte Welle von dem Objekt zu detektieren, das in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden ist oder fährt, basierend auf dem Bestimmungssignal durch ein bekanntes Radarverfahren. Die Messeinheit 101 ist ausgebildet, um eine Position (Abstand und Azimutwinkel) und eine Dopplergeschwindigkeit des Objekts als einen Reflektionspunkt basierend auf dieser reflektierten Welle zu messen. Weiter ist gemäß Einheit 101 ausgebildet, um den gemessenen Reflektionspunkt an die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 auszugeben.
Gleichzeitig umfasst die oben beschriebene Position zumindest eine Position (longitudinale Position) des Reflektionspunkts in einer Fahrrichtung des eigenen Fahrzeugs, wie dies von dem eigenen Fahrzeug gesehen wird, und eine Position (laterale Position) des Reflektionspunkts in einer Normalenrichtung der Fahrrichtung des eigenen Fahrzeugs, wie dies von dem eigenen Fahrzeug gesehen wird, und dies trifft auch auf das nachstehende zu. Alternativ kann ein Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Reflektionspunkt und ein Azimut des Reflektionspunkts, wie von dem eigenen Fahrzeug gesehen, als die Position angenommen werden. Die Position und die Bewegungsgeschwindigkeit sind eine relative Position und eine relative Bewegungsgeschwindigkeit jeweils zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Objekt, es sei denn etwas anderes ist angegeben.
Die Codierungseinheit 102 ist ausgebildet, um eine Gruppierungsverarbeitung an den von der Messeinheit 101 ausgegebenen Reflektionspunkten anzuwenden. Eine Vielzahl von Reflektionspunkten kann in demselben Zyklus erfasst werden. In diesem Fall führt die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 eine Verarbeitung zum Bilden, als eine Gruppe, von Reflektionspunkten, die von demselben Objekt erfasst sind, aus der Vielzahl von Reflektionspunkten durch eine bekannte Cluster-Verarbeitung oder etwas Ähnliches aus. In dieser Gruppierungsverarbeitung ist ein Identifikationselement, das dasselbe Objekt angibt, zu denen Reflektionspunkte zugewiesen, die zu derselben Gruppe gehören.
In der Cluster-Verarbeitung sind somit beispielsweise Reflektionspunkte, die bei Positionen vorhanden sind, innerhalb eines bestimmten Schwellenwerts betreffend den Abstand, als Reflektionspunkte bestimmt, die von demselben Objekt erfasst sind, und werden somit gruppiert. Der Schwellenwert des basierend auf einer Messgenauigkeit der Position (Abstand und Azimutwinkel) der Messeinheit 101 und einem Designkonzept eines Designers eingestellt.
Wenn eine Vielzahl von Reflektionspunkten von einem Objekt als ein Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung durch die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 erfasst sind, verwendet die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 Dopplergeschwindigkeiten und Positionen einer Vielzahl von Teilen von Objektinformationen, um dadurch eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts zu berechnen. Vd_i = Vs x cos(θ_i - ψ) , was eine Beziehungsgleichung (1) ist, wird für diese Berechnung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit verwendet. In der Beziehungsgleichung (1) stellt eine Endung „i“ einen Index eines Reflektionspunkts dar, der bestimmt ist, als von demselben Objekt erfasst. Vd_i stellt eine Dopplergeschwindigkeit bei einem i-ten Reflektionspunkt aus den Reflektionspunkten dar, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind, θ_i stellt einen Azimutwinkel bei dem i-ten Reflektionspunkt aus den Reflektionspunkten dar, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind. V stellt die relative Bewegungsgeschwindigkeit mit Bezug zu demselben Objekt dar, das durch die Gruppierungsverarbeitung bestimmt ist. ψ stellt die Bewegungsrichtung desselben Objekts dar, das durch die Gruppierungsverarbeitung bestimmt ist.
Wenn Reflektionspunkte von demselben Objekt erfasst werden, wird angenommen, dass die Bewegungsrichtung ψ und die Bewegungsgeschwindigkeit V im Wesentlichen identisch bei beliebigen Reflektionspunkten sind. So viele Beziehungsgleichungen (1) wie die Anzahl von Reflektionspunkten, die durch die Gruppierungsverarbeitung gruppiert sind, werden erhalten. Wenn diese Beziehungsgleichungen als simultane Gleichungen gelöst werden, kann die Bewegungsrichtung ψ und die Bewegungsgeschwindigkeit V desselben Objekts berechnet werden.
Beispielsweise, wenn die Anzahl von Reflektionspunkten, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten werden, gleich zwei ist, müssen lediglich Vd 1 = V × cos (θ_1 - ψ), was als Beziehungsgleichung (2) eingestellt ist, und Vd 2 = V ×cos (θ_2 - ψ), was als Beziehungsgleichung (3) eingestellt ist, als simultane Gleichungen gelöst werden. Allerdings, wenn ein Absolutwert eine Differenz zwischen θ_1 und θ_2 im Wesentlichen gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Kreiskonstante ist, können die simultanen Gleichungen nicht gelöst werden. Daher wird angenommen, dass nur ein Reflektionspunkt erfasst wird, und wird diese Tatsache an die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 ausgegeben. Welche Reflektionspunkte aus den Reflektionspunkten auszuwählen sind, muss lediglich basierend auf dem Designkonzept des Designers bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Reflektionspunkt mit einem kürzeren Abstand zu dem eigenen Fahrzeug ausgewählt werden oder ein Mittelpunkten der zwei Reflektionspunkte kann ausgewählt werden. Ein Ergebnis dieser Auswahl ist lediglich notwendig, um an die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 ausgegeben zu werden.
Wenn die Anzahl von Reflektionspunkten, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten werden, gleich „n“ oder mehr ist (wobei „n“ eine positive ganze Zahl gleich oder größer als drei ist), können „n“ Dopplergeschwindigkeiten, „n“ Positionen (Azimutwinkel) und Beziehungsgleichungen (1) verwendet werden, um die Bewegungsrichtung ψ und die Bewegungsgeschwindigkeit V durch das Kleinstquadratverfahren zu erhalten. Alternativ können beliebige zwei Reflektionspunkte aus den „n“ Reflektionspunkten ausgewählt werden und können die Bewegungsrichtung ψ und die Bewegungsgeschwindigkeit V durch simultane Gleichungen erhalten werden, die aus den zwei Beziehungsgleichungen gebildet sind. Wenn der erste und der m-te Reflektionspunkt als die zwei Reflektionspunkte ausgewählt sind, können die zwei Reflektionspunkte derart ausgewählt werden, sodass der Absolutwert der Differenz (θ_1 - θ_n) nahe an (2xk+l) × π/2 ist, um eine Berechnungsgenauigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit V zu erhöhen.
Wenn nur ein Reflektionspunkt von demselben Objekt als ein Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung durch die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 erfasst ist, verwendet die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 ein bekanntes Nachverfolgungsfilter, um die Position und die Geschwindigkeit desselben Objekts zu erhalten. Die Position desselben Objekts umfasst die longitudinale Position und laterale Position. Darüber hinaus umfasst die Geschwindigkeit desselben Objekts eine longitudinale Geschwindigkeit in einer laterale Geschwindigkeit.
Zumindest die longitudinale Position, laterale Position, die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Position desselben Objekts müssen in das Nachverfolgungsziel eingegeben werden. Allerdings, wenn nur ein Reflektionspunkt von demselben Objekt als ein Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung durch die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 erfasst wird, werden die Geschwindigkeiten nicht angegeben. Daher, um die Geschwindigkeiten in den Nachverfolgungsfilter einzugeben, müssen die Geschwindigkeiten aus einer Differenz in einer Position erhalten werden und müssen die erhaltenen Geschwindigkeiten in das Nachverfolgungsfilter als Beobachtungswerte der Geschwindigkeiten eingegeben werden. Wenn die Detektion das erste Mal ausgeführt wird, kann die Differenz in der Position nicht berechnet werden und 0s werden somit als Anfangswerte der Geschwindigkeiten eingegeben.
In dem Nachverfolgungsfilter werden eine Glättungsverarbeitung, eine Vorhersageverarbeitung und eine Korrelationsverarbeitung ausgeführt. Das Nachverfolgungsfilter wendet die Glättungsverarbeitung und die Vorhersageverarbeitung auf die longitudinale Position, die laterale Position, die longitudinale Geschwindigkeit und laterale Geschwindigkeit (nachfolgend als „Beobachtungswerte desselben Objekts“ bezeichnet), die als Beobachtungswerte eingegeben sind, durch Verwenden der in dem vorherigen Zyklus oder davor eingegebenen Beobachtungswerte an. Danach wird die Verarbeitung zur Korrelation der Beobachtungswerte mit erhaltenen Vorhersagewerten (Vorhersagewerten der longitudinalen Position, der lateralen Position, der longitudinalen Geschwindigkeit und der lateralen Geschwindigkeit) desselben Objekts ausgeführt. In der Korrelationsverarbeitung, wenn abgeschätzt ist, dass die Beobachtungswerte desselben Objekts und die Vorhersagewerte desselben Objekts von demselben Objekt erfasst sind, werden die Beobachtungswerte und die Vorhersagewerte miteinander verknüpft.
In der Glättungsverarbeitung wird eine Glättung (Filter) auf die Beobachtungswerte und die Vorhersagewerte desselben Objekts angewendet, die miteinander durch die Korrelationsverarbeitung verknüpft sind. Die longitudinale Position, die laterale Position, die longitudinale Geschwindigkeit und laterale Geschwindigkeit desselben Objekts, die geglättet sind, werden als ein Ergebnis danach als „Bewertungswerte desselben Objekts“ bezeichnet. Die Beobachtungswerte desselben Objekts, die nicht mit den Vorhersagewerten desselben Objekts in der Korrelationsverarbeitung verknüpft sind, werden als Anfangswerte der Glättungswerte verwendet.
In der Vorhersageverarbeitung werden die Glättungswerte desselben Objekts verwendet, um die Position und Geschwindigkeit desselben Objekts in dem nächsten Zyklus vorherzusagen. Die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 gibt die Glättungswerte desselben Objekts an die Ausgabeeinheit 105 als ein Verarbeitungsergebnis aus. Gleichzeitig kann beispielsweise einen Kalman-Filter, ein α-β Filter und ein α-β-γ Filter als das bekannte Nachverfolgungsfilter verwendet werden, dass in der Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 zu verwenden ist.
Wenn die Bewegungsrichtung ψ und die Bewegungsgeschwindigkeit V desselben Objekts von der Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 ausgegeben werden, wandelt die Ausgabeeinheit 105 die Bewegungsrichtung ψ und die Bewegungsgeschwindigkeit V in eine longitudinale Geschwindigkeit Vx und einer laterale Geschwindigkeit Vy desselben Objekts um. Die longitudinale Geschwindigkeit Vx wird durch eine Beziehungsgleichung (4) Vx = V ×cos (ψ). Die laterale Geschwindigkeit Vy wird durch eine Beziehungsgleichung (5) Vy = V ×sin (ψ) gegeben.
Darüber hinaus berechnet die Ausgabeeinheit 105 die longitudinale Position und laterale Position desselben Objekts unter Verwendung der Vielzahl von Reflektionspunkten, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erfasst, in der Gruppierungsverarbeitungseinheit 102. Die Ausgabeeinheit 105 gibt die longitudinale Position, laterale Position, die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit an die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 als eine Information über die Position und Geschwindigkeit aus, die das Detektionsergebnis desselben Objekts sind, die erhalten sind, wie oben beschrieben.
Um die longitudinale Position und laterale Position desselben Objekts zu erhalten, können eine Vielzahl von Reflektionspunkten verwendet werden, um diese Positionen basierend auf dem Designkonzept des Designers frei zu berechnen. Beispielsweise kann die Position eines Reflektionspunkts mit dem kürzesten Abstand zu dem eigenen Fahrzeug aus der Vielzahl von Reflektionspunkten verwendet werden. Alternativ kann eine Position des Schwerpunkts oder eine Position eines berechneten Durchschnitts der Vielzahl von Reflektionspunkten verwendet werden.
Indessen, wenn die Glättungswerte desselben Objekts von der Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 ausgegeben werden, gibt die Ausgabeeinheit 105 die Glättungswerte desselben Objekts an die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 als die longitudinale Position, die laterale Position, die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit desselben Objekts aus.
Die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 ist ausgebildet, um Operationen (Vermeidung durch Beschleunigen, Anhalten und Lenken) des eigenen Fahrzeugs zu steuern, basierend auf der Information (Position und Geschwindigkeit) über dasselbe Objekt, das in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden ist oder fährt, was von der Ausgabeeinheit 105 ausgegeben ist.
Gleichzeitig muss lediglich die nachstehende Verarbeitung ausgeführt, um die Detektionsgenauigkeit der Objektdetektionsvorrichtung 100 weiter zu erhöhen. Zuerst erhält die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 die longitudinale Geschwindigkeit Vx und laterale Geschwindigkeit Vy aus der Bewegungsrichtung ψ und der Bewegungsgeschwindigkeit V desselben Objekts, die das Berechnungsergebnis durch die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 sind, entsprechend der Beziehungsgleichung (4) und der Beziehungsgleichung (5), und gibt die longitudinale Geschwindigkeit Vx und laterale Geschwindigkeit Vy an das Nachverfolgungsfilter als die Beobachtungswerte ein.
Darüber hinaus werden als die longitudinale Position und laterale Position desselben Objekts als die Beobachtungswerte desselben Objekts, die in das Nachverfolgungsfilter einzugeben sind, eine Information über die Vielzahl von Reflektionspunkten verwendet, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind, basierend auf dem Designkonzept des Designers. Als die Beobachtungswerte der longitudinalen Position und der lateralen Position können beispielsweise die Position eines Reflektionspunkts mit dem kürzesten Abstand zu dem eigenen Fahrzeug aus der Vielzahl von Reflektionspunkten verwendet werden. Alternativ kann die Positionen des Schwerpunkts oder die Position eines berechneten Durchschnitts der Vielzahl von Reflektionspunkten verwendet werden.
Danach wendet die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 das oben genannte bekannte Nachverfolgungsfilter auf die eingegebene Position und Geschwindigkeit desselben Objekts an, um die Nachverfolgungsverarbeitung auszuführen, um dadurch die Position und die Geschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen, und gibt diese Ergebnisse an die Ausgabeeinheit 105 aus.
Die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 kann eine Filterverstärkung verändern, die auf die Geschwindigkeit entsprechend dem Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung angewendet wird, um die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 einzugeben, das heißt, die Ergebnisse, die verwendet werden, um die Verstärkung zu verändern, gehören zu dem Fall, bei dem eine Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt erfasst sind, und die Geschwindigkeit kann somit berechnet werden, und dem Fall, bei dem eine Vielzahl von Reflektionspunkten nicht von demselben Objekt erfasst sind und der Beobachtungswerte der Geschwindigkeit somit aus einer Differenz in einer Position erhalten wird.
Beispielsweise wird angenommen, dass die durch die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 erhaltene Geschwindigkeit genauer als die aus der Differenz in einer Position erhaltene Geschwindigkeit ist. Daher ist es beispielsweise, wenn die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 ein α-β Filter anwendet, lediglich notwendig, eine große Verstärkung β einem Zeitpunkt einzustellen, wenn die Geschwindigkeit durch die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 berechnet werden kann. Darüber hinaus, wenn die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 ein Kalman-Filter anwendet, ist es lediglich notwendig einen kleines Beobachtungsrauschen der Geschwindigkeit zu einem Zeitpunkt einzustellen, wenn die Geschwindigkeit durch die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 berechnet wird.
Ähnlich kann die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 die Geschwindigkeit genauer berechnen, wenn eine größere Anzahl von Reflektionspunkten in von demselben Objekt erfasst werden. Daher kann die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 ausgebildet sein, um die Verstärkung für die Geschwindigkeit entsprechend der Anzahl von von demselben Objekt erfassten Reflektionspunkten zu verändern. Beispielsweise muss die Verstärkung nur erhöht werden, wenn die Anzahl von Reflektionspunkten, die von demselben Objekt erfasst werden, zunimmt.
Darüber hinaus, wenn die drei oder mehr Reflektionspunkt die von demselben Objekt erfasst werden, und die Geschwindigkeit somit durch das Kleinstquadratverfahren in der Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 berechnet wird, wird angenommen, dass die Geschwindigkeit genauer als die Summe von Quadraten von Fehlern von entsprechenden Reflektionspunkten berechnet wird, wenn die erhaltene Geschwindigkeit kleiner wird. Daher kann die Verstärkung der Geschwindigkeit entsprechend der Größe der oben genannten Summe von Quadraten von Fehlern verändert werden. Beispielsweise muss die Verstärkung nur erhöht werden, wenn die Summe von Quadraten der Fehler abnimmt.
2 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Operationsverarbeitung zu einem Zeitpunkt, wenn die Objektdetektionsvorrichtung 100 Objekte detektiert.
Mit Bezug zu 2 verwendet zuerst im Schritt S201 die Objektdetektionsvorrichtung 100 die Messeinheit 101, die an dem eigenen Fahrzeug angebracht ist, um die Funkwelle von der Übertragungsantenne an die zu detektierenden Objekte zu übertragen, die in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind, bei bestimmten Zyklusintervallen, und empfängt reflektierte Wellen von den Objekten bei bestimmten Zyklen. Im Ergebnis wird die Information über die Reflektionspunkte erfasst. Die Messeinheit 101 misst die Position (Abstand und Azimutwinkel) und die Dopplergeschwindigkeit, wenn die Information über den Reflektionspunkt zu erfassen ist. Die Messeinheit 101 überträgt die detektierten Reflektionspunkte an die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102.
Dann im Schritt S202 wendet die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 die oben beschriebene Clusterverarbeitung auf die durch die Messeinheit 101 detektierten Reflektionspunkt an, um dadurch die Gruppierungsverarbeitung auszuführen. Durch das Ausführen dieser Gruppierungsverarbeitung werden Reflektionspunkte, die als von demselben Objekt aus der Vielzahl von Reflektionspunkten der Objekte erfasst angenommen werden, gruppiert und werden dem Identifikationselement zugewiesen, das angibt, dass diese Reflektionspunkte als von demselben Objekt erfasst bestimmt sind. Danach fährt die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 mit dem Schritt S203 fort und bestimmt, ob die Anzahl von Reflektionspunkten eines jeden Objekts gleich zwei oder mehr ist. Das heißt, die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 bestimmt, ob eine Vielzahl von Reflektionspunkten durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind oder nicht.
Wenn bestimmt ist, dass die Anzahl von Reflektionspunkten eines jeden Objekts gleich zwei oder mehr ist, als ein Ergebnis dieser Bestimmung, gibt die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 die Dopplergeschwindigkeiten und die Positionen aus, die die Information über die Vielzahl von Reflektionspunkten sind, an die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103. Andererseits, wenn bestimmt ist, dass die Anzahl von Reflektionspunkten eines jeden Objekts gleich eins ist, gibt die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 die Information über diesen Reflektionspunkt an die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 aus.
Wenn bestimmt ist, dass die Anzahl von Reflektionspunkten eines jeden Objekts gleich zwei oder mehr entsprechend dem Ergebnis der oben beschriebenen Bestimmung ist, verwendet im Schritt S204 die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 die Dopplergeschwindigkeiten und die Positionen, die die Information über die Vielzahl von Reflektionspunkten sind, um dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Objekts zu berechnen. Andererseits, wenn bestimmt wird, dass die Anzahl von Reflektionspunkten eines jeden Objekts gleich eins ist, entsprechend dem Bestimmungsergebnis, berechnet im Schritt S205 die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 die Position und Geschwindigkeit des Objekts durch die oben beschriebene Nachverfolgungsverarbeitung.
Nachdem diese Berechnungsergebnisse erhalten sind, fährt die Objektdetektionsvorrichtung 100 mit dem Schritt S206 fort. Im Schritt S206 gibt die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung eines jeden Objekts an die Ausgabeeinheit 105 als die Information über die Position und die Geschwindigkeit aus, die das Detektionsergebnis desselben Objekts sind, und die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 gibt die Position und Geschwindigkeit eines jeden Objekts an die Ausgabeeinheit 105 aus. Im Ergebnis wird die Verarbeitung zum Ausgeben der Objektinformationen (Position und Geschwindigkeit) an die Ausgabeeinheit 105 ausgeführt. Das Objekt ist in diesem Fall dasselbe Objekt.
Die Ausgabeeinheit 105 gibt an die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung eines jeden Objekts aus, das von der Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 erhalten ist, und die Position die Geschwindigkeit eines jeden Objekts, das von der Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 erhalten ist
Die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 fährt mit dem Schritt S207 fort, um Operationen (Vermeidung durch Beschleunigen, Anhalten und Lenken) des eigenen Fahrzeugs basierend auf der Information (Position und Geschwindigkeit) über das Objekt zu steuern, dass in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden ist oder fährt, was von der Ausgabeeinheit 105 ausgegeben ist.
3 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines anderen Beispiels der Operationsverarbeitung zu einem Zeitpunkt, wenn die Objektdetektionsvorrichtung 100 Objekte detektiert. Die Operationsverarbeitung aus 3 ist dazu gedacht die Detektionsgenauigkeit der Operationsverarbeitung aus 2 weiter zu erhöhen.
Der Schritt S301, der Schritt S302, der Schritt S303, der Schritt S304, der Schritt S308 und der Schritt S309 aus 3 sind identisch zu der Operationsverarbeitung aus 2 und eine Beschreibung davon wird daher ausgelassen. Diese Schritte gehören jeweils zu dem Schritt S201, dem Schritt S202, im Schritt S203, dem Schritt S204, dem Schritt S26 und dem Schritt S207 aus 2.
In 3, wenn die Anzahl von Reflektionspunkten desselben Objekts als eins bestimmt ist, als ein Ergebnis der Bestimmung im Schritt S303, fährt die Objektdetektionsvorrichtung 100 mit dem Schritt S305 fort. Im Schritt S305 berechnet die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 die longitudinale Geschwindigkeit und laterale Geschwindigkeit des Objekts dass eine Differenz zwischen korrelierten Glättungswerten in dem vorhergehenden Zyklus und der Position in dem aktuellen Zyklus desselben Objekts. Andererseits, wenn die Anzahl von Reflektionspunkten desselben Objekts als gleich zwei oder mehr bestimmt ist, als ein Ergebnis der Bestimmung im Schritt S303, fährt die Objektdetektionsvorrichtung 100 mit dem Schritt S306 fort. Im Schritt S306 berechnet die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 die longitudinale Geschwindigkeit und laterale Geschwindigkeit des Objekts durch das oben beschriebene Verfahren aus der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Objekts, die durch die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 im Schritt S304 berechnet sind.
In jedem Fall fährt die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 danach mit dem Schritt S307 fort und berechnet die Position des Objekts durch das oben beschriebene Verfahren aus der Information über die Vielzahl von Reflexionspunkten, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind, und verwendet die Position des Objekts zusätzlich zu der longitudinalen Geschwindigkeit und der lateralen Geschwindigkeit des Objekts als Beobachtungswerte. Danach verwendet die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit 104 einen bekanntes Nachverfolgungsfilter, um eine Nachverfolgungsverarbeitung an den Beobachtungswerten der Position und der Geschwindigkeit anzuwenden, und gibt Glättungswerter der Position und der Geschwindigkeit, die durch diese Verarbeitung erhalten sind, an die Ausgabeeinheit 105 aus.
Gemäß der Objektdetektionsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform wird unbeachtlich davon, ob die in 2 dargestellte Operationsverarbeitung oder die in 3 dargestellte Operationsverarbeitung angewendet wird, die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts in einer kürzeren Zeitperiode als im Stand der Technik detektiert werden können. Im Ergebnis können die Position und die Geschwindigkeit des Objekts genau detektiert werden.
4 ist ein schematisches Diagramm zum Darstellen eine Übersicht der Objektdetektion, falls die Objektdetektionsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform an einem eigenen Fahrzeug 10 als ein sich bewegender Körper angebracht ist, und ein Objekt in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs 10 ein anderes Kraftfahrzeug 11 ist.
Mit Bezug zu 4 ist ein Zustand dargestellt, bei dem die Objektdetektionsvorrichtung 100, die an dem eigenen Fahrzeug 10 angebracht ist, dass Kraftfahrzeug 11 als ein Objekt detektiert. Die Objektdetektionsvorrichtung 100 wendet die Gruppierungsverarbeitung an den Reflektionspunkten R1 und R2 an beiden Endungsrändern des Kraftfahrzeugs 11 basierend auf Positionen (Abstand zwischen den Reflektionspunkten) an, um dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ aus den Dopplergeschwindigkeiten Vd_i und Azimutwinkeln θ_i der Vielzahl von Reflektionspunkten zu berechnen.
Das heißt, der Azimutwinkel bei dem Reflektionspunkt R1 ist θ_1 und der Azimutwinkel bei dem Reflektionspunkt R2 ist θ_2. Daher müssen lediglich die Beziehungsgleichung (2) Vd 1 = V ×cos (θ_1 - ψ) und die Beziehungsgleichung (3) Vb 2 = V ×cos (θ_2 - ψ) als simultane Gleichungen gelöst werden. Im Ergebnis werden die Dopplergeschwindigkeit Vd 1 bei dem Azimutwinkel θ_1 betreffend den Reflektionspunkt R1, die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ detektiert. Darüber hinaus werden die Dopplergeschwindigkeit Vd_2 bei dem Azimutwinkel θ_2 betreffend den Reflektionspunkt R2, die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ detektiert.
Die Objektdetektionsfunktion der Objektdetektionsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform kann ebenso als ein Objektdetektionsverfahren betrachtet werden, das auf einen sich bewegenden Körper angewendet wird. Dieses Objektdetektionsverfahren umfasst einen ersten Schritt zum Übertragen der Funkwelle, um basierend auf der reflektierten Welle, die von einem zu detektierenden Objekt erfasst ist, das in der Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden ist, die Position und die Dopplergeschwindigkeit des Objekts bei dem Reflektionspunkt zu messen. Der erste Schritt wird durch die Messeinheit 101 ausgeführt, die in der Objektdetektionsvorrichtung 100 umfasst ist.
Darüber hinaus umfasst das Objektdetektionsverfahren einen zweiten Schritt zum Ausführen, wenn eine Vielzahl von Reflektionspunkten als die Reflektionspunkte in dem ersten Schritt erfasst sind, die Gruppierungsverarbeitung zum Bestimmen, ob die Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt erfasst sind, und zum Bilden von Gruppen, die jeweils Reflektionspunkte umfassen, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erfasst. Dieser zweite Schritt wird durch die Gruppierungsverarbeitungseinheit 102 der Steuereinheit 110 ausgeführt, die in der Objektdetektionsvorrichtung 100 umfasst ist.
Weiter umfasst das Objektdetektionsverfahren einen dritten Schritt zum Verwenden der Dopplergeschwindigkeiten und der Positionen der Vielzahl von Reflektionspunkten derselben Objekts basierend auf dem Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung, um dadurch die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen. Dieser dritte Schritt wird durch die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 103 der Steuereinheit 110 ausgeführt, die in der Objektdetektionsvorrichtung 100 umfasst ist.
Noch weiter umfasst das Objektdetektionsverfahren einen vierten Schritt zum Ausgeben der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit, die in dem dritten Schritt berechnet sind, als die Information über die Position die Geschwindigkeit desselben Objekts. Dieser vierte Schritt wird durch die Ausgabeeinheit 105 der Steuereinheit 110 ausgeführt, die in der Objektdetektionsvorrichtung 100 umfasst ist.
Zweite Ausführungsform
5 ist ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Basiskonfiguration einer Objektdetektionsvorrichtung 100A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug zu 5 umfasst die Objektdetektionsvorrichtung 100A eine Vielzahl von (drei in diesem Fall) Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 und eine Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200A. Die Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 sind ausgebildet, um die Information über die Positionen und die Dopplergeschwindigkeiten von zu detektierenden Objekten zu erhalten, die in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind. Die Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200A ist derart ausgebildet, um eine Information über die Position und die Dopplergeschwindigkeiten der Objekte zu verarbeiten, die durch diese Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 erhalten sind.
Das heißt, jede Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 in dieser Konfiguration ist ein Objektdetektionssensor, beispielsweise ein Radar, das geeignet ist zum Ausgeben, bei bestimmten Zyklen, von Messergebnissen zumindest der Position (longitudinale Position und laterale Position, der Geschwindigkeit, longitudinale Geschwindigkeit und laterale Geschwindigkeit) und der Dopplergeschwindigkeit eines jeden Objekts in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs.
Die Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200A ist ausgebildet, um eine Sensorfusionsverarbeitung durch eine bekannte Sensorfusionstechnologie auszuführen. Die Sensorfusionstechnologie ist eine Technologie zum Zusammenführen einer Vielzahl von Sensorausgaben (Positionen und Geschwindigkeiten, um dadurch die Sensorausgaben in Kombination zu verarbeiten, basierend auf Messgenauigkeiten und etwas Ähnlichem der entsprechenden Sensoren. Beispielsweise kann beispielhaft angeführt werden, dass die Sensorausgaben in Abhängigkeit von relativen Positionen der entsprechenden Sensoren gewichtet sind und dann gemittelt sind. Im Ergebnis kann ein genaueres Detektionsergebnis erhalten werden.
Die Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200A ist gebildet aus einer Korrelationsverarbeitungseinheit 204 und einer Glättungsverarbeitungseinheit 105. Die Korrelationsbearbeitungseinheit 204 ist ausgebildet, um zu bestimmen, ob Teile von Information von demselben Objekt erhalten sind, und zum Anwenden einer Korrelationsverarbeitung auf Teile von Information, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erhalten, sodass diese Teile von Information miteinander verknüpft werden. Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 ist ausgebildet, um eine Glättungsverarbeitung an den Positionen und den Dopplergeschwindigkeiten anzuwenden, die von demselben Objekt erhalten sind, basierend auf einem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung, um dadurch eine Information bei der Position und eine Geschwindigkeit des Objekts zu berechnen.
Insbesondere ist die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 ausgebildet, um Teile von Information zu verknüpfen, die als von demselben Objekt erhalten angenommen sind, miteinander aus einer Vielzahl von Teilen von Objektinformation, die von den Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 ausgegeben sind. Als diese Verknüpfung kann beispielhaft ein Fall angeführt werden, bei dem ein Abstand zwischen einer Position eines Objekts, der von der Objektdetektionseinheit 201 ausgegeben ist, und eine Position eines Objekts, die von der Objektdetektionseinheit 202 ausgegeben ist, kleiner als ein bestimmter Schwellenwert ist, und diese Kombination den kürzesten Abstand aus einer Vielzahl von Kombinationen der Objekte aufweist. Alternativ kann ein Fall beispielhaft angeführt werden, bei dem ein Abstand und eine Differenz in einer Geschwindigkeit zwischen einer Position eines Objekts, die von der Objektdetektionseinheit 201 ausgegeben sind, und einer Position eines Objekts, die von der Objektdetektionseinheit 202 ausgegeben sind, größer als entsprechend eingestellte Schwellenwerte sind, und diese Kombination den kürzesten Abstand und die kleinste Quadratsumme der Differenzen in der Geschwindigkeit aus einer Vielzahl von Kombinationen der Objekte aufweist.
Die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 ist ausgebildet, um diese Verknüpfung für jede Kombination zwischen den Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 auszuführen. Die Korrelationsverarbeitungseinheit 24 ist ausgebildet, um die Vielzahl von Teile von Objektinformation, die von den Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 ausgegeben sind, an die Glättungsverarbeitungseinheit 205 zusammen mit Verknüpfungsergebnissen auszugeben.
Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 verwendet die Vielzahl von Teilen von verknüpften Objektinformation über jedes verknüpfte Objekt aus der Objektinformation, die von der Korrelationsverarbeitungseinheit 104 ausgegeben ist, um die longitudinale Position, die laterale Position, die longitudinale Geschwindigkeit und laterale Geschwindigkeit des Objekts zu berechnen.
Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 ist ausgebildet, um die Vielzahl von verknüpften Positionen des Objekts zu verwenden, um dadurch einen Glättungswert der oben beschriebenen Positionen des Objekts zu berechnen. Der Abschätzungswert der Position wird beispielsweise durch eine Berechnung eines gewichteten Durchschnittswerts der Vielzahl von Positionen des Objekts berechnet. Die Gewichtung wird basierend auf einer Messgenauigkeit oder etwas Ähnlichem durch Erhöhen des Gewichts der Position des Objekts, das von einer beliebigen der Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 erhalten ist, die eine höhere Detektionsgenauigkeit beispielsweise aufweist, ausgeführt.
Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 ist ausgebildet, um die Vielzahl von longitudinalen Positionen und lateralen Positionen betreffend die Azimutwinkel und die Dopplergeschwindigkeiten des Objekts, die miteinander durch die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 verknüpft sind, und eine in der ersten Ausführungsform beschriebenen Beziehungsgleichung (1) zu verwenden, um die Bewegungsrichtung ψ und die Bewegungsgeschwindigkeit V des Objekts zu berechnen.
Wenn die von den Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 erhaltene Objektinformation von demselben Objekt erhalten ist, wird angenommen, dass die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ ebenso im Wesentlichen identisch sind, aus der Objektinformation, die von einer beliebigen der Objektdetektionseinheiten 201 bis 103 erhalten ist
So viele Beziehungsgleichungen (1) wie die Anzahl von Teilen von verknüpfte Objektinformation werden erhalten. Die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ können durch Lösen von Beziehungsgleichungen (1) als simultane Gleichungen berechnet werden. Beispielsweise, wenn die Anzahl von Teilen von verknüpften Objektinformation gleich zwei ist, müssen nur die Beziehungsgleichung (2) und die Beziehungsgleichung (3), die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, als simultane Gleichungen gelöst werden. Insbesondere kann ein Fall beispielhaft angeführt werden, bei dem Teile von Objektinformation, die von der Objektdetektionseinheit 201 und der Objektdetektionseinheit 202 erhalten sind, miteinander verknüpft werden, allerdings eine Objektinformation, die von der Objektdetektion 203 erhalten ist, nicht verknüpft wird.
Wenn die Anzahl von Teilen von verknüpften Objektinformation gleich „n“ oder mehr ist („n“ ist eine positive ganze Zahl gleich oder größer als 3), können „n“ Dopplergeschwindigkeiten, „n“ Positionen (Azimutwinkel) und Beziehungsgleichungen (1) verwendet werden, um die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ durch das Kleinstquadratverfahren zu erhalten. Alternativ können beliebige zwei Teile von Objektinformation aus den „n“ Teilen von Objektinformation ausgewählt werden, und die Bewegungsgeschwindigkeit V und Bewegungsrichtung ψ können durch simultane Gleichungen erhalten werden, die aus den zwei Beziehungsgleichungen erhalten sind. Wenn zwei Teile von Objektinformation ausgewählt sind, können zwei Teile von Objektinformation derart ausgewählt werden, dass der Absolutwert der Differenz (θ_1-θ_m) nahe an (2xk+1)×π/2 ist, um eine Berechnungsgenauigkeit der Bewegungslosigkeit V zu erhöhen.
Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 ist ausgebildet, um die berechnete Bewegungsgeschwindigkeit V und Bewegungsrichtung ψ des Objekts zu verwenden, um die longitudinale Geschwindigkeit Vx und die laterale Geschwindigkeit Vy entsprechend der Beziehungsgleichung (4) und der Beziehungsgleichung (5) zu berechnen, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, um die longitudinale Geschwindigkeit Vx und die laterale Geschwindigkeit Vy an die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 zusammen mit dem oben beschriebenen Abschätzungswert der Position des Objekts auszugeben. Indessen, wenn die Operationsverarbeitung nicht auf die Objektinformation durch die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 angewendet wird, gibt die Glättungsverarbeitungseinheit 205 die longitudinale Position, die laterale Position, die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit diese Objektinformation an die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 aus.
Die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 ist ausgebildet, um die Operationen (Vermeidung durch Beschleunigen, Anhalten und Lenken) des eigenen Fahrzeugs basierend auf der Position und Geschwindigkeitsinformation über die Objekte zu steuern, die in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind oder fahren.
6 ist ein Blockdiagramm zum Darstellen eines anderen Beispiels der Basiskonfiguration einer Objektdetektionsvorrichtung 100B gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug zu 6 unterscheidet sich diese Objektdetektionsvorrichtung 100B von der Objektdetektionsvorrichtung 100A darin, dass die Objektdetektionsvorrichtung 100B eine Vorhersageverarbeitungseinheit 206 zusätzlich zu der Korrelationsverarbeitungseinheit 204 und der Glättungsverarbeitungseinheit 205 umfasst, um die Detektionsgenauigkeit einer Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200B weiter zu erhöhen. Ein bekanntes Nachverfolgungsfilter wird für die Glättungsverarbeitungseinheit 205 verwendet, um die Sensor Fusionsverarbeitung auszuführen. Ein α-β Filter und ein α-β-γ Filter können als das Nachverfolgungsfilter zusätzlich zu einem Kalman-Filter verwendet werden, der ausgebildet ist, um die Position einzugeben.
Wenn bestimmt werden kann, dass die Vorhersagewerte eines Objekts, die durch die Vorhersageverarbeitungseinheit 206 in dem vorherigen Zyklus berechnet sind, und eine Objektinformation, die von den Objektdetektionseinheit 201 bis 203 ausgegeben sind, von demselben Objekt erhalten sind, verknüpft die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 die Vorhersagewerte und die Objektinformation miteinander in der Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200B das oben beschriebene Verfahren kann auf diese Verknüpfung angewendet werden. Die Glättungsverarbeitungseinheit 105 ist ausgebildet, um die Vorhersagewerten des Objekts und die Objektinformation, die von den Objektdetektionseinheitseinheiten 201 bis 203 ausgegeben sind, die miteinander in der Korrelationsverarbeitungseinheit 204 verknüpft sind, zu verwenden, um eine Glättung (Filterverarbeitung) auszuführen, um dadurch Glättungswerte des Objekts zu berechnen. Die longitudinale Position, die laterale Position, die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit nach der Glättung können als die Glättungswerte des Objekts bezeichnet werden.
In dieser Konfiguration werden die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit, die entsprechenden der Beziehungsgleichung (1), der Beziehungsgleichung (4) und der Beziehungsgleichung (5) berechnet sind, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit der Vorhersagewerte und die longitudinalen Geschwindigkeiten und lateralen Geschwindigkeiten der Objektinformation erhalten, die von den Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 ausgegeben sind und mit den Vorhersagewerten verknüpft sind. Das heißt, maximal fünf longitudinale Geschwindigkeiten und maximal fünf laterale Geschwindigkeiten können erhalten werden. Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 verwendet die erhaltenen entsprechenden longitudinalen Geschwindigkeiten und laterale Geschwindigkeiten, um die Glättung auszuführen, um dadurch die Glättungswerte der longitudinalen Geschwindigkeit und lateralen Geschwindigkeit zu erhalten in dieser Konfiguration wird die Glättung ebenso beispielsweise als die gewichtete Mittelung bezeichnet. Darüber hinaus ist die Vorhersageverarbeitungseinheit 206 ausgebildet, um die Glättungswerte des Objekts zu verwenden, die durch die Glättungsverarbeitungseinheit 105 erhalten sind, um Vorhersagewerte der Position der Geschwindigkeit für den nächsten Zyklus zu berechnen. Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 gibt die erhaltenen Bewertungswerte des Objekts an die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 aus.
In der Glättungsverarbeitungseinheit 205 kann eine Filterverstärkung für die Glättung zwischen dem Fall verändert werden, bei dem die Glättung auf die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit angewendet wird, die entsprechend der Beziehungsgleichung (1), der Beziehungsgleichung (4) und der Beziehungsgleichung (5) berechnet sind, und dem Fall, bei dem die Glättung auf die anderen longitudinalen Geschwindigkeiten und lateralen Geschwindigkeiten angewendet wird. Beispielsweise wird angenommen, dass die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit, die durch diese Beziehungsgleichungen berechnet sind, eine höhere Genauigkeit aufweisen als diejenigen der longitudinalen Geschwindigkeiten und der lateralen Geschwindigkeiten der Objektinformation, die von den Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 erhalten sind. Daher müssen beispielsweise wenn das in der Glättungsverarbeitungseinheit 105 verwendete Nachverfolgungsziel beispielsweise ein α-β Filter ist, Verstärkungen β, die auf die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit angewendet werden, die durch diese Beziehungsgleichungen berechnet sind, lediglich erhöht werden. Darüber hinaus, wenn der in der Glättungsverarbeitungseinheit 205 verwendete Nachverfolgungsfilter ein Kalman-Filter ist, müssen ein Beobachtungsrauschen, das bei der longitudinalen Geschwindigkeit und der lateralen Geschwindigkeit angewendet ist, die durch diese Beziehungsgleichungen berechnet sind, lediglich klein eingestellt werden.
In einer ähnlichen Weise können die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit, die entsprechend der Beziehungsgleichung (1), der Beziehungsgleichung (4) und der Beziehungsgleichung (5) berechnet sind, genauer berechnet werden, wenn eine große Menge von Objektinformation, die mit einem Objekt verknüpft sind, erhalten wird. Daher können die Verstärkungen der Geschwindigkeiten entsprechend der Anzahl von Teilen von Objektinformation verändert werden, die von einem Objekt in der Korrelationsverarbeitungseinheit 204 erhalten sind. Beispielsweise müssen lediglich die Verstärkungen erhöht werden, wenn die Anzahl von von einem Objekt erfassten Reflektionspunkten zunimmt. Weiter, wenn drei oder mehr Reflektionspunkte erfasst werden, um die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit durch diese Beziehungsgleichungen zu berechnen, und die Geschwindigkeiten somit durch das Kleinstquadratverfahren berechnet werden, wird angenommen, dass die Geschwindigkeiten genauer berechnet werden, wenn die Summe von Quadraten von Fehlern der Objektinformation mit Bezug zu den erhaltenen Geschwindigkeiten kleiner ist. Daher können die Verstärkungen für die Geschwindigkeiten entsprechend der Größe der Summe von Quadraten der Fehler verändert werden. Beispielsweise müssen die Verstärkungen lediglich erhöht werden, wenn die Summe von Quadraten der Fehler abnimmt.
7 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Operationsverarbeitung zu einem Zeitpunkt, wenn die oben beschriebene Objektdetektionsvorrichtung 100A Objekte detektiert.
Mit Bezug zu 7 wird zuerst im Schritt S701 eine Information über Objekte, die sich in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs befinden, die durch die entsprechenden Objektdetektionseinheit 201 bis 203 detektiert sind, die an dem eigenen Fahrzeug angebracht sind, durch die Sensorfusion Verarbeitungseinheit 20A der Objektdetektionsvorrichtung 100A erhalten. Die Objektinformation, die durch jede der Objektdetektionseinheit 201 bis 203 ausgegeben ist, umfasst zumindest die Position (den Abstand und den Azimutwinkel), die Dopplergeschwindigkeit, die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit eines jeden Objekts
Dann verwendet im Schritt S702 die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 die oben beschriebenen Operationsverarbeitung auf die Objektinformation an, die von den entsprechenden Objektdetektionseinheitseinheit 201 bis 103 erhalten ist. Wenn abgeschätzt ist, dass Teile von Information aus der Vielzahl von Teilen von Objektinformation, die von den entsprechenden Objektdetektionseinheit 201 bis 203 erhalten sind, von demselben Objekt erhalten sind, werden diese Teile von Information miteinander durch das Ausführen dieser Korrelationsverarbeitung verknüpft, und wird ein Identifikationselement, das angibt, dass diese Teile von Information von demselben Objekt erhalten sind, zu diesen Teilen von Information zugewiesen. Danach fährt die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 mit dem Schritt S703 fort und bestimmt, ob die Anzahl von Teilen von Objektinformation, die miteinander verknüpft sind, gleich zwei oder mehr ist.
Im Ergebnis dieser Bestimmung gibt, wenn eine Vielzahl von Teilen von Objektinformation von demselben Objekt erhalten sind, die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 die Vielzahl von Teilen von Objektinformation an die Glättungsverarbeitungseinheit 205 aus. Andererseits, im Ergebnis der Bestimmung gibt, wenn nur ein Teil von Objektinformation von demselben Objekt erhalten ist, die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 einen Teil von Objektinformation an die Glättungsverarbeitungseinheit 205 aus.
Wenn bestimmt ist, dass eine Vielzahl von Teilen von Objektinformation von demselben Objekt erhalten sind, fährt die Glättungsverarbeitungseinheit 205 mit dem Schritt S704 fort und verwendet die Dopplergeschwindigkeiten und die Positionen der Vielzahl von Teilen von Objektinformation, um die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Objekts zu berechnen, und erhält die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit des Objekts aus den Berechnungsergebnissen. Weiter wendet die Glättungsverarbeitungseinheit 205 ein Glättungsverarbeitung auf die erhaltene longitudinale Geschwindigkeit und laterale Geschwindigkeit an, die die Beobachtungswerte sind, die Positionen und die Geschwindigkeiten des Objekts, die von den entsprechenden Objektdetektionseinheitseinheiten 201 bis 203 erhalten sind, und die Vorhersagewerte des Objekts durch das oben beschriebene Verfahren und die Glättungswerte der Positionen der Geschwindigkeit werden dann durch die Nachverfolgungsverarbeitung berechnet. Andererseits, wenn bestimmt ist, dass ein Teil von Objektinformation von demselben Objekt erhalten ist, erhält die Glättungsverarbeitungseinheit 205 die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit des Objekts durch das oben beschriebene Verfahren. Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 gibt die Glättungswerte an die Board-Fahrzeugsteuervorrichtung 106 für eines der Berechnungsergebnisse aus.
Die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 fährt mit dem Schritt S706 fort und steuert die Operationen (Vermeidung durch Beschleunigen, Anhalten und Lenken) des eigenen Fahrzeugs basierend auf der Glättungswertinformation (Positionen und Geschwindigkeiten) über Objekte, die in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind oder fahren, die von der Glättungsverarbeitungseinheit 205 ausgegeben ist.
8 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen der Operationsverarbeitung zu einem Zeitpunkt, wenn die oben beschriebene Objektdetektionsvorrichtung 100B Objekte detektiert. Die Operationsverarbeitung aus 8 ist dazu gedacht die Detektionsgenauigkeit der Operationsverarbeitung aus 7 weiter zu erhöhen.
Mit Bezug zu 8 wird zuerst im Schritt S801 eine Information über Objekte, die in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind, die durch die entsprechenden Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 detektiert sind, die an dem eigenen Fahrzeug angebracht sind, durch die Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200B der Objektdetektionsvorrichtung 100B erhalten. Die Objektinformation, die durch jede der Objektdetektionseinheitseinheiten 201 bis 203 ausgegeben ist, umfasst zumindest die Position (den Abstand und den Azimutwinkel), die Dopplergeschwindigkeit, die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit eines jeden Objekts.
Danach wendet im Schritt S802 die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 die Operationsverarbeitung auf die Objektinformation an, die von den entsprechenden Objektdetektionseinheiten 201 und 203 erhalten sind, und den Vorhersagewerten von Objekten, die durch die Vorhersageverarbeitungseinheit 206 in dem vorhergehenden Zyklus berechnet sind. Wenn abgeschätzt wird, dass Teile von Information aus der Vielzahl von Teilen von Objektinformation, die von den entsprechenden Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 erhalten sind, von demselben Objekt erhalten sind, werden diese Teile von Information miteinander durch das Ausführen dieser Korrelationsverarbeitung verknüpft, und wird ein Identifikationselement, das angibt, dass diese Teile von Information von demselben Objekt erhalten sind, zu diesen Teilen von Information zugewiesen. Danach fährt die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 mit dem Schritt S803 fort und bestimmt, ob die Anzahl von Teilen von Objektinformation, die miteinander verknüpft sind, gleich zwei oder mehr ist oder nicht.
Im Ergebnis gibt, wenn eine Vielzahl von Teilen von Objektinformation von demselben Objekt erhalten wird, die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 eine Vielzahl von Teilen von Objektinformation an die Glättungsverarbeitungseinheit 205 aus. Andererseits, im Ergebnis der Bestimmung, wenn nur ein Teil von Objektinformation von demselben Objekt erhalten ist, gibt die Operationsverarbeitungseinheit 204 den einen Teil von Objektinformation an die Glättungsverarbeitungseinheit 205 aus.
Wenn bestimmt ist, dass eine Vielzahl von Teilen von Objektinformation von demselben Objekt erhalten sind, fährt die Glättungsverarbeitungseinheit 205 mit dem Schritt S804 fort und verwendet die Dopplergeschwindigkeiten und die Positionen der Vielzahl von Teilen von Objektinformation, um die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Objekts zu berechnen, und erhält die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit des Objekts aus den Berechnungsergebnissen. Weiter wendet die Glättungsverarbeitungseinheit 205 an der erhaltenen longitudinalen Geschwindigkeit und lateralen Geschwindigkeit, die die Beobachtungswerte sind, den Positionen und der Geschwindigkeiten des Objekts, die von den entsprechenden Objektdetektionseinheit 201 bis 203 erhalten sind, und den Vorhersagewerten des Objekts durch das oben beschriebene Verfahren die Glättungsverarbeitung an, und dann werden die Glättungswerte der Position und der Geschwindigkeit durch die Nachverfolgungsverarbeitung berechnet. Andererseits, wenn bestimmt wird, dass ein Teil von Objektinformation von demselben Objekt erhalten ist, erhält die Glättungsverarbeitungseinheit 205 die longitudinale Geschwindigkeit und die laterale Geschwindigkeit des Objekts durch das oben beschriebene Verfahren. Die Glättungsverarbeitungseinheit 205 gibt die Glättungswerte an die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 für eines der Berechnungsergebnisse aus.
Die Board-Fahrzeugsteuereinheit 106 fährt mit dem Schritt S806 fort und steuert die Operationen (Vermeidung durch Beschleunigen, Anhalten und Lenken) des eigenen Fahrzeugs basierend auf der Rettungswertinformation (Positionen und Geschwindigkeiten) über Objekte, die in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind oder fahren, die von der Glättungsverarbeitungseinheit 205 ausgegeben ist.
Weiter wird die Information (Positionen und Geschwindigkeiten) der Glättungswerte der Objekte, die von der Glättungsverarbeitungseinheit 205 ausgegeben sind, in die Vorhersageverarbeitungseinheit 106 eingegeben. Somit verwendet im Schritt S807 die Vorhersageverarbeitungseinheit 106 die Glättungswerte von der Glättungsverarbeitungseinheit 205, um dadurch die vorhergesagten Positionen der Objekte für den nächsten Zyklus zu berechnen. Die Berechnungsergebnisse der vorhergesagten Positionen der Objekte für den nächsten Zyklus werden an die Korrelationsverarbeitungseinheit 204 ausgegeben.
Gemäß der Objektdetektionsvorrichtung 100A und 100B der zweiten Ausführungsform können unbeachtlich davon, ob die in 7 dargestellte Operationsverarbeitung oder die in 8 dargestellte Operationsverarbeitung angewendet wird, die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts in einer kürzeren Zeitperiode als im Stand der Technik detektiert werden. Im Ergebnis kann die Position die Geschwindigkeit des Objekts genau detektiert werden.
9 ist ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Übersicht eine Objektdetektion, falls die Objektdetektionsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform und die Objektdetektionsvorrichtung 100A oder die Objektdetektionsvorrichtung 100B gemäß der zweiten Ausführungsform an dem eigenen Fahrzeug 10 als der sich bewegende Körper angebracht sind, und das Objekt in der Peripherie des eigenen Fahrzeugs 10 das andere Kraftfahrzeug 11 ist.
Mit Bezug zu 9 ist ein Zustand dargestellt, bei dem die Objektdetektionsvorrichtung 100 und die Objektdetektionsvorrichtung 100A oder die Objektdetektionsvorrichtung 100B, die an dem eigenen Fahrzeug 10 angebracht sind, dass Kraftfahrzeug 11 detektieren, was das Objekt in der Peripherie ist. Die Objektdetektionsvorrichtung 100 und die Objektdetektionsvorrichtung 100A oder die Objektdetektionsvorrichtung 100B wenden die Gruppierungsverarbeitung an einem Reflektionspunkt R in einem Randabschnitt des Kraftfahrzeugs 11 basierend auf der Position (Abstand zwischen den Reflektionspunkten) an, um dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ aus der Vielzahl von Dopplergeschwindigkeiten Vd_i und Azimutwinkel θ_i der Vielzahl von Reflektionspunkten zu berechnen.
Das heißt, der Azimutwinkel des Reflektionspunkts R ist θ_1 bei der Objektdetektionsvorrichtung 100A oder der Objektdetektionsvorrichtung 100B. Der Azimutwinkel des Reflektionspunkts R ist θ_2 bei der Objektdetektionsvorrichtung 100. Daher müssen lediglich die Beziehungsgleichung (2) Vd 1 = V ×cos (θ_1 - ψ) und die Beziehungsgleichung (3) Vd 2 = V ×cos (θ_2 - ψ), die oben beschrieben sind, als simultane Gleichungen gelöst werden. Im Ergebnis werden die Dopplergeschwindigkeit Vd 1 bei dem Azimutwinkel θ_1 betreffend den Reflektionspunkt R, der durch die Objektdetektionsvorrichtung 100 A oder die Objektdetektionsvorrichtung 100 B detektiert ist, die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ detektiert. Darüber hinaus werden die Dopplergeschwindigkeit Vd 2 bei dem Azimutwinkel θ_2 betreffend den Reflektionspunkt R, der durch die Objektdetektionsvorrichtung 100 detektiert ist, die Bewegungsgeschwindigkeit V und die Bewegungsrichtung ψ detektiert.
Die Objektdetektionsfunktion, die durch die Objektdetektionsvorrichtung 100 und die Objektdetektionsvorrichtung 100A oder der Objektdetektionsvorrichtung 100B gemäß der zweiten Ausführungsform umgesetzt wird, kann ebenso als ein Objektdetektionsverfahren angesehen werden, das auf einen sich bewegenden Körper angewendet wird. Dieses Objektdetektionsverfahren umfasst einen ersten Schritt zum Erhalten der Information über die Positionen und Dopplergeschwindigkeiten von zu detektierenden Objekten, die in der Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden sind, aus der Vielzahl von Objektdetektionseinheit kann. Das heißt, der erste Schritt wird durch die entsprechenden Objektdetektionseinheiten 201 bis 203 ausgeführt, die in der Objektdetektionsvorrichtung 100A oder der 100B umfasst sind.
Darüber hinaus umfasst das Objektdetektionsverfahren einen zweiten Schritt zum Bestimmen, ob die Teile von Information, die in dem ersten Schritt erhalten sind, Teile von Informationen sind, die von demselben Objekt erhalten sind, und zum Anwenden der Operationsverarbeitung auf die Teile von Information, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erhalten, sodass diese Teile von Information miteinander verknüpft werden. Dieser zweite Schritt wird durch die Korrelationsverarbeitungseinheit 104 der Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200A oder 200B umgesetzt, die in der Objektdetektionsvorrichtung 100A oder 100B umfasst sind.
Weiter umfasst dieses Objektdetektionsverfahren einen dritten Schritt zum Anwenden einer Glättungsverarbeitung auf die Positionen und die Dopplergeschwindigkeiten des Objekts, um dadurch die Information über die Position die Geschwindigkeit des Objekts zu berechnen, basierend auf dem Ergebnis der Operationsverarbeitung in dem zweiten Schritt. Dieser dritten Schritt wird durch die Glättungsverarbeitungseinheit Zeit fünf der Sensorfusion-Verarbeitungseinheit 200A oder 200 B umgesetzt, die in der Objektdetektionsvorrichtung 100A oder 100B umfasst sind.
Bezugszeichenliste

10: eigenes Fahrzeug
100, 100A, 100B: Objektdetektionsvorrichtung
101: Messeinheit
102: Gruppierungsverarbeitungseinheit
103: Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit
104: Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit
105: Ausgabeeinheit
106: Board-Fahrzeugsteuereinheit
110: Steuereinheit
200A, 200B: Sensorfusion-Verarbeitungseinheit
201 bis 203: Objektdetektionseinheit
204: Korrelationsverarbeitungseinheit
205: Glättungsverarbeitungseinheit
206: Vorhersageverarbeitungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4994412 B2 [0005]

Claims

Eine Objektdetektionsvorrichtung, die an einem sich bewegenden Körper angebracht ist, wobei die Objektdetektionsvorrichtung umfasst: eine Messeinheit, ausgebildet zum Übertragen einer Funkwelle, um, basierend auf einer reflektierten Welle, die von einem zu detektierenden Objekt erfasst ist, das in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden ist, eine Position und eine Dopplergeschwindigkeit des Objekts bei einem Reflektionspunkt zu messen; eine Gruppierungsverarbeitungseinheit, ausgebildet zum Ausführen, wenn eine Vielzahl von Reflektionspunkten als die Reflektionspunkte erfasst sind, einer Gruppierungsverarbeitung zum Bestimmen, ob die Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt erfasst sind, und durch Bilden von Gruppen, die jeweils Reflektionspunkte umfassen, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erfasst; eine Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit, ausgebildet zum Verbinden der Dopplergeschwindigkeiten und der Positionen der Vielzahl von Reflektionspunkten desselben Objekts basierend auf einem Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung, um dadurch eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen; und eine Ausgabeeinheit, ausgebildet zum Ausgeben der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit, die durch die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit berechnet ist, als eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit desselben Objekts.
Objektdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit ausgebildet ist zum gleichzeitigen Berechnen, wenn die Gruppierungsverarbeitungseinheit bestimmt, dass die Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt erfasst sind, der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit entsprechend der nachstehenden Beziehungsgleichung: $Vd_i = V \times cos (θ_i - ψ),$
wobei eine Endung i einen Index des Reflektionspunkts darstellt, der, als von demselben Detektionsobjekt erfasst, bestimmt ist, Vd_i eine Dopplergeschwindigkeit bei einem i-ten Reflektionspunkt aus den Reflektionspunkten darstellt, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind, θ_i einen Azimutwinkel bei dem i-ten Reflektionspunkt aus den Reflektionspunkten darstellt, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind, V eine Bewegungsgeschwindigkeit relativ zu demselben Objekt darstellt, das durch die Gruppierungsverarbeitung bestimmt ist, und ψ die Bewegungsrichtung desselben Objekts darstellt, das durch die Gruppierungsverarbeitung bestimmt ist.
Objektdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit eine Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit umfasst, die ausgebildet ist, um, wenn die Gruppierungsverarbeitungseinheit bestimmt, dass die Vielzahl von Reflektionspunkten nicht von demselben Objekt erfasst sind, die reflektierte Welle von jedem Objekt zu verwenden, um dadurch eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit von jedem Objekt zu berechnen.
Objektdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, um die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts basierend auf der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit zu berechnen, die die Berechnungsergebnisse der Bewegungsgeschwindigkeit-Berechnungseinheit sind.
Ein Objektdetektionsverfahren, das auf einen sich bewegenden Körper angewendet wird, wobei das Objektdetektionsverfahren umfasst: einen ersten Schritt zum Übertragen einer Funkwelle, um, basierend auf einer reflektierten Welle, die von einem zu detektierenden Objekt erfasst ist, das in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden ist, eine Position und eine Dopplergeschwindigkeit des Objekts bei einem Reflektionspunkt zu messen; einen zweiten Schritt zum Ausführen, wenn eine Vielzahl von Reflektionspunkten als die Reflektionspunkte in dem ersten Schritt erfasst sind, einer Gruppierungsverarbeitung zum Bestimmen, ob die Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt erfasst sind, und Bilden von Gruppen, die jeweils Reflektionspunkte umfassen, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erfasst; einen dritten Schritt zum Verwenden der Dopplergeschwindigkeiten und der Positionen der Vielzahl von Reflektionspunkten desselben Objekts basierend auf einem Ergebnis der Gruppierungsverarbeitung, die in dem zweiten Schritt ausgeführt ist, um dadurch eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen; und einen vierten Schritt zum Ausgeben der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit, die in dem dritten Schritt berechnet sind, als eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit desselben Objekts.
Objektdetektionsverfahren gemäß Anspruch 5, wobei der dritte Schritt ein gleichzeitiges Berechnen, wenn bestimmt ist, dass die Vielzahl von Reflektionspunkten von demselben Objekt in dem zweiten Schritt erfasst sind, der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit entsprechend der nachstehenden Beziehungsgleichung umfasst: $Vd_i = V \times cos (θ_i - ψ),$
wobei eine Endung i einen Index des Reflektionspunkts darstellt, der, als von demselben Detektionsobjekt erfasst, bestimmt ist, Vd_i die Dopplergeschwindigkeit bei dem i-ten Reflektionspunkt darstellt, aus den Reflektionspunkten, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind, θ_i einen Azimutwinkel bei dem i-ten Reflektionspunkt aus den Reflektionspunkten darstellt, die durch die Gruppierungsverarbeitung erhalten sind, V eine Bewegungsgeschwindigkeit relativ zu demselben Objekt darstellt, die durch die Gruppierungsverarbeitung bestimmt ist, und ψ die Bewegungsrichtung desselben Objekts darstellt, die durch die Gruppierungsverarbeitung bestimmt ist.
Objektdetektionsverfahren gemäß Anspruch 5, wobei der dritte Schritt ein Verwenden, durch eine Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit, wenn in dem zweiten Schritt bestimmt ist, dass die Vielzahl von Reflektionspunkten nicht von demselben Objekt erfasst sind, der reflektierten Welle von jedem Objekt umfasst, um eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit eines jeden Objekts zu berechnen.
Objektdetektionsverfahren gemäß Anspruch 7, wobei der dritte Schritt weiter ein Berechnen, durch die Nachverfolgung-Verarbeitungseinheit, der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit desselben Objekts umfasst.
Eine Objektdetektionsvorrichtung, die an einem sich bewegenden Körper angebracht ist, wobei die Objektdetektionsvorrichtung eine Sensorfusion-Verarbeitungseinheit umfasst, die ausgebildet ist zum Erhalten, von einer Vielzahl von Objektdetektionseinheiten, von Teilen von Information über Positionen und Dopplergeschwindigkeiten von zu detektierenden Objekten, die in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers vorhanden sind, wobei die Sensorfusion-Verarbeitungseinheit umfasst: eine Korrelationsverarbeitungseinheit, ausgebildet zum Bestimmen, ob die erhaltenen Teile von Information Teile von Information sind, die von demselben Objekt erhalten sind, und Anwenden einer Korrelationsverarbeitung auf die Teile von Information, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erhalten, sodass die Teile von Information miteinander verknüpft werden; und eine Glättungsverarbeitungseinheit, ausgebildet zum Anwenden einer Glättungsverarbeitung auf die Positionen und die Dopplergeschwindigkeiten desselben Objekts basierend auf einem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung, um dadurch eine Information über eine Position und eine Geschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen.
Ein Objektdetektionsverfahren, das auf einen sich bewegenden Körper angewendet wird, wobei das Objektdetektionsverfahren umfasst: einen ersten Schritt zum Erhalten, von einer Vielzahl von Objektdetektionseinheiten, von Teilen von Information über Positionen und Dopplergeschwindigkeiten von zu detektierenden Objekten, die sich in einer Peripherie des sich bewegenden Körpers befinden; einen zweiten Schritt zum Bestimmen, ob die Teile von Information, die in dem ersten Schritt erhalten sind, Teile von Information sind, die von demselben Objekt erhalten sind, und zum Anwenden einer Korrelationsverarbeitung auf die Teile von Information, die bestimmt sind, als von demselben Objekt erhalten, sodass die Teile von Information miteinander verknüpft werden; und einen dritten Schritt zum Anwenden einer Glättungsverarbeitung auf die Positionen und die Dopplergeschwindigkeiten desselben Objekts basierend auf einem Ergebnis der in dem zweiten Schritt ausgeführten Korrelationsverarbeitung, um dadurch eine Information bei einer Position und einer Geschwindigkeit desselben Objekts zu berechnen.