DE112018007775B4

DE112018007775B4 - Steuerungsvorrichtung für objekterkennungsvorrichtung,objekterkennungsvorrichtung und objekterkennungsprogramm

Info

Publication number: DE112018007775B4
Application number: DE112018007775.6T
Authority: DE
Inventors: Kentaro Ishikawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2038-07-28
Also published as: US11960003B2; JPWO2020021694A1; DE112018007775T5; CN112470027A; JP6575726B1; US20210096247A1; CN112470027B; WO2020021694A1

Abstract

Steuerungsvorrichtung (101) für eine Objekterkennungsvorrichtung (100), wobei die Steuerungsvorrichtung (101) umfasst:einen Objektdetektor (122), um an einen Ultraschallsender (106) ein Eingangssignal auszugeben, um den Ultraschallsender (106) zu veranlassen, eine Objekterkennungsultraschallwelle zu senden, die eine für Objekterkennung gesendete Ultraschallwelle ist, um von einem Ultraschallempfänger (107) ein Ausgangssignal in einer Periode zu erhalten, in welcher die Objekterkennungsultraschallwelle von einem Objekt (2) in der Nähe des Ultraschallsenders (106) reflektiert und von dem Ultraschallempfänger (107) als eine reflektierte Welle (4) empfangen wird, um festzustellen, ob das Ausgangssignal ein Signal der reflektierten Welle (4) aufweist, und um das Objekt (2) zu erkennen;einen Abnormalitätsdetektor (123), um auszuführen: als einen Abnormalitätserkennungsprozess, Ausgeben, an den Ultraschallsender (106), eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender (106) zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle ist, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, Beschaffen, von dem Ultraschallempfänger (107), eines Abnormalitätserkennungsausgangssignals, das ein Ausgangssignal in einer Periode ist, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger (107) als eine direkte Welle (5) zu empfangen ist, Feststellen, ob das Abnormalitätserkennungsausgangssignal ein Signal der direkten Welle (5) umfasst, und Erkennen einer Abnormalität in dem Ultraschallsender (106) oder dem Ultraschallempfänger (107), wenn kein Signal der direkten Welle (5) enthalten ist; undeinen Feststeller (121) um Geschwindigkeitsinformationen zu erhalten, die eine Geschwindigkeit eines mit dem Ultraschallsender (106) und dem Ultraschallempfänger (107) versehenen Fahrzeugs (1) während des Fahrens angeben, festzustellen, ob die von der Geschwindigkeitsinformation angegebene Geschwindigkeit nicht größer als ein zweiter Schwellenwert ist, der ein vorbestimmter positiver Schwellenwert ist, und wenn eine Fahrzeugstoppbedingung, dass die von der Geschwindigkeitsinformation angegebene Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist, erfüllt ist, den Abnormalitätsdetektor (123) zu veranlassen, den Abnormalitätserkennungsprozess zu starten.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Objekterkennungsvorrichtung, die eine Abnormalität in einem Ultraschallsender oder einem Ultraschallempfänger zur Durchführung einer Objekterkennung erkennt, eine Steuerungsvorrichtung hierfür und ein Objekterkennungsprogramm.
Stand der Technik
Konventionell ist eine Objekterkennungsvorrichtung bekannt, die ein Objekt in der Nähe eines Fahrzeugs durch Verwendung von Ultraschallwellen erkennt. Die Objekterkennungsvorrichtung überträgt eine Ultraschallwelle durch Verwendung eines Ultraschallsenders und empfängt eine reflektierte Welle, die von einem Objekt in der Nähe unter Verwendung eines Ultraschallempfängers reflektiert und zurückgesendet wurde. Wenn eine reflektierte Welle erfolgreich empfangen wird, erkennt die Objekterkennungsvorrichtung, dass sich in der Nähe ein Objekt befindet.
Die Funktionen von Senden und Empfangen von Ultraschallwellen des Ultraschallsenders und Ultraschallempfängers, bereitgestellt in der Objekterkennungsvorrichtung, verschlechtern sich in Abhängigkeit von der Bedingung der Nutzung oder der Dauer der Nutzung. Da beispielsweise der Ultraschallsender und Ultraschallempfänger auf einer Außenfläche des Fahrzeugs bereitgestellt sind, ist es wahrscheinlich, dass sie Beschädigung durch Kontakt mit äußeren Objekten oder Adhäsion von Kontaminanten wie Schmutz oder Wassertröpfchen ausgesetzt sind. Dies kann das normale Senden und Empfangen von Ultraschallwellen stören. Auch die altersbedingte Verschlechterung des Ultraschallsenders und Ultraschallempfängers verhindert ein normales Senden und Empfangen von Ultraschallwellen.
Als eine Maßnahme gegen diese Probleme offenbart Patentliteratur 1 eine Technik des Erkennens einer Verschlechterung (nachfolgend bezeichnet als „Abnormalität“) in der Funktion des Sendens und Empfangens von Ultraschallwellen. Eine Objekterkennungsvorrichtung von Patentliteratur 1 stellt fest, ob eine direkte Welle, die einen Ultraschallempfänger direkt von einem Ultraschallsender erreicht, von dem Ultraschallempfänger empfangen wird, und wenn sie nicht empfangen wird, erkennt sie eine Abnormalität in dem Ultraschallsender oder Ultraschallempfänger.
Liste der Anführungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2014-232070
Die JP 2010 - 210 412 A offenbart eine Lösung zur einfachen Erkennung von Anomalien in einem Hindernissensor, der für ein Hinderniserkennungssystem verwendet wird. Für jeden Hindernissensor wird das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Detektion von Ultraschallsignalen, die von einem Sendeabschnitt gesendet und direkt zu einem Empfangsabschnitt geleitet werden, bestimmt, und ein detektierender Hindernissensor wird als normaler Sensor erkannt, und ein nicht-detektierender Hindernissensor wird als abnormaler Sensor erkannt.Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch kann in der Abnormalitätserkennung die Objekterkennungsvorrichtung von Patentliteratur 1, wenn sie ein Rauschen in einer Periode empfängt, in welcher die direkte Welle zu empfangen ist, obwohl sie die direkte Welle nicht tatsächlich empfängt, das Rauschen fälschlicherweise als die direkte Welle feststellen. In diesem Fall besteht dahingehend ein Problem, dass zwar in dem Ultraschallsender oder Ultraschallempfänger eine Abnormalität besteht, die Abnormalität aber nicht erkannt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um das wie vorstehend beschriebene Problem zu lösen, und stellt eine Objekterkennungsvorrichtung, eine Steuerungsvorrichtung dafür und ein Objekterkennungsprogramm bereit, die es ermöglichen, eine Abnormalität in einem Ultraschallsender oder einem Ultraschallempfänger selbst dann exakt zu erkennen, wenn ein Rauschen in einer Periode empfangen wird, in welcher eine direkte Welle zu empfangen ist.
Technische Lösung
Die Erfindung ist in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen definiert.
Eine Steuerungsvorrichtung für eine Objekterkennungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere: einen Objektdetektor, um an einen Ultraschallsender ein Eingangssignal auszugeben, um den Ultraschallsender zu veranlassen, eine Objekterkennungsultraschallwelle zu senden, die eine für Objekterkennung gesendete Ultraschallwelle ist, um von einem Ultraschallempfänger ein Ausgangssignal in einer Periode zu erhalten, in welcher die Objekterkennungsultraschallwelle von einem Objekt in der Nähe des Ultraschallsenders reflektiert und von dem Ultraschallempfänger als eine reflektierte Welle empfangen wird, um festzustellen, ob das Ausgangssignal ein Signal der reflektierten Welle aufweist, und um das Objekt zu erkennen; und einen Abnormalitätsdetektor, um auszuführen: als einen Abnormalitätserkennungsprozess, Ausgeben, an den Ultraschallsender, eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle ist, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, Beschaffen, von dem Ultraschallempfänger, eines Abnormalitätserkennungsausgangssignals, das ein Ausgangssignal in einer Periode ist, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger als eine direkte Welle zu empfangen ist, Feststellen, ob das Abnormalitätserkennungsausgangssignal ein Signal der direkten Welle umfasst, und Erkennen einer Abnormalität in dem Ultraschallsender oder dem Ultraschallempfänger, wenn kein Signal der direkten Welle enthalten ist.
Eine Objekterkennungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Ultraschallsende-/-empfangseinheit, umfassend einen Ultraschallsender, bereitgestellt in einem Fahrzeug, und zwei Ultraschallempfänger, bereitgestellt in dem Fahrzeug und fähig, eine Ultraschallwelle von dem Ultraschallsender zu empfangen; einen Objektdetektor, verbunden mit der Ultraschallsende-/-empfangseinheit, wobei der Objektdetektor an den Ultraschallsender ein Eingangssignal ausgibt, um den Ultraschallsender zu veranlassen, eine Objekterkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle für Ausführung von Objekterkennung ist, von mindestens einem der zwei Ultraschallempfänger ein Ausgangssignal in einer Periode erhält, in welcher die Objekterkennungsultraschallwelle von einem Objekt in der Nähe der Ultraschallsende-/-empfangseinheit reflektiert und von dem Ultraschallempfänger als eine reflektierte Welle empfangen wird, feststellt, ob das Ausgangssignal ein Signal der reflektierten Welle aufweist, und das Objekt erkennt; und einen Abnormalitätsdetektor, verbunden mit der Ultraschallsende-/-empfangseinheit, wobei der Abnormalitätsdetektor als einen Abnormalitätserkennungsprozess ausführt: Ausgeben, an den Ultraschallsender, eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle ist, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, Erhalten, von jedem der zwei Ultraschallempfänger, eines Abnormalitätserkennungsausgangssignals, das ein Ausgangssignal in einer Periode ist, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger als eine direkte Welle zu empfangen ist, Feststellen, ob jedes der Abnormalitätserkennungsausgangssignale ein Signal der direkten Welle umfasst, Erhalten, von jedem der zwei Ultraschallempfänger, eines Ausgangssignals in einer Periode, die sich von der Periode unterscheidet, in welcher die direkte Welle von dem Ultraschallempfänger zu empfangen ist, Berechnen, für jedes dieser Ausgangssignale, eines Rauschpegels, der eine Intensität von Rauschen angibt, und wenn jedes der Abnormalitätserkennungsausgangssignale, die von den zwei Ultraschallempfängern erhalten wurden, kein Signal der direkten Welle umfasst, und eine Differenz zwischen den zwei berechneten Rauschpegeln nicht kleiner als ein vorbestimmter fünfter Schwellenwert ist, Erkennen, dass eine Abnormalität in dem Ultraschallsender besteht.
Ein erfindungsgemäßes Objekterkennungsprogramm veranlasst eine mit einem Ultraschallsender und einem Ultraschallempfänger verbundene Steuerungsvorrichtung, zu fungieren insbesondere als: ein Objektdetektor, um an den Ultraschallsender ein Eingangssignal auszugeben, um den Ultraschallsender zu veranlassen, eine Objekterkennungsultraschallwelle zu senden, die eine für Objekterkennung gesendete Ultraschallwelle ist, um von dem Ultraschallempfänger ein Ausgangssignal in einer Periode zu erhalten, in welcher die Objekterkennungsultraschallwelle von einem Objekt in der Nähe des Ultraschallsenders reflektiert und von dem Ultraschallempfänger als eine reflektierte Welle empfangen wird, um festzustellen, ob das Ausgangssignal ein Signal der reflektierten Welle aufweist, und um das Objekt zu erkennen; und ein Abnormalitätsdetektor, um auszuführen: als einen Abnormalitätserkennungsprozess, Ausgeben, an den Ultraschallsender, eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle ist, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, Erhalten, von dem Ultraschallempfänger, eines Abnormalitätserkennungsausgangssignals, das ein Ausgangssignal in einer Periode ist, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger als eine direkte Welle zu empfangen ist, Feststellen, ob das Abnormalitätserkennungsausgangssignal ein Signal der direkten Welle umfasst, und Erkennen einer Abnormalität in dem Ultraschallsender oder dem Ultraschallempfänger, wenn kein Signal der direkten Welle enthalten ist
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
In der vorliegenden Erfindung wird eine Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit länger als jene einer Objekterkennungsultraschallwelle ist, in der Abnormalitätserkennung als eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle verwendet.
Folglich ist es möglich, eine Abnormalität in einem Ultraschallsender oder einem Ultraschallempfänger exakt zu erkennen, selbst wenn ein Rauschen in einer Periode empfangen wird, in der eine direkte Welle zu empfangen ist.
Figurenliste

1 ist ein Schaubild, das eine Situation veranschaulicht, in welcher eine Ultraschallsende-/-empfangseinheit einer Objekterkennungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Ultraschallwellen sendet und empfängt.
2A bis 2E sind Schaubilder, die ein spezifisches Beispiel der Wellenformen von Sendewellen und der Wellenformen von empfangenen Wellen in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
3A bis 3E sind Schaubilder, die ein Beispiel (vergleichendes Beispiel) der Wellenformen von Sendewellen und der Wellenformen von empfangenen Wellen in einem Fall der Verwendung der gleichen Ultraschallwelle als eine Objekterkennungsultraschallwelle und eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle veranschaulichen.
4 ist ein Schaubild, das die Hardwarekonfiguration der Objekterkennungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ist ein Schaubild, das die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung der Objekterkennungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist ein Flussdiagramm eines Abnormalitätserkennungsprozesses und eines Objekterkennungsprozesses der Objekterkennungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Schaubild, das ein Beispiel der Wellenform einer Abnormalitätserkennungsultraschallwelle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses des Feststellens, ob Abnormalitätserkennung der Objekterkennungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu starten ist.
9 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses des Feststellens, ob Abnormalitätserkennung einer Objekterkennungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu starten ist.
10 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil eines Abnormalitätserkennungsprozesses einer Objekterkennungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
11 ist ein Schaubild, das die Hardwarekonfiguration der Objekterkennungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
12 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen Ergebnissen des Abnormalitätserkennungsprozesses und abnormalen Teilen in der Objekterkennungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil eines Abnormalitätserkennungsprozesses einer Objekterkennungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
14 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen Ergebnissen des Abnormalitätserkennungsprozesses und abnormalen Teilen in der Objekterkennungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen die gleichen oder entsprechende Teile.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben. Zunächst wird eine Objekterkennung und Abnormalitätserkennung einer Ultraschallsende-/-empfangseinheit (oder eines Ultraschall-Transceivers) unter Verwendung eines Beispiels (1) eines Fahrzeugs 1, versehen mit einer Objekterkennungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, erläutert. Dann werden die Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100, der Betrieb der Objekterkennungsvorrichtung 100 und Vorteile der ersten Ausführungsform in dieser Reihenfolge beschrieben.
1 veranschaulicht ein Beispiel des Fahrzeugs 1, versehen mit der Objekterkennungsvorrichtung 100. Die Objekterkennungsvorrichtung 100 umfasst eine Ultraschallsende-/-empfangseinheit, umfassend einen Ultraschallsender 106 und einen Ultraschallempfänger 107, und eine Steuerungsvorrichtung (oder Steuerung) 101, die die Ultraschallsende-/-empfangseinheit steuert. 1 veranschaulicht eine Situation, in welcher der Ultraschallsender 106 und der Ultraschallempfänger 107 Ultraschallwellen senden und empfangen.
Die Ultraschallsende-/-empfangseinheit ist auf einer Außenfläche des Fahrzeugs 1 bereitgestellt. Die Steuerungsvorrichtung 101 ist im Inneren des Fahrzeugs 1 bereitgestellt und ist ausgebildet durch eine elektronische Steuerungseinheit (Electronic Control Unit, ECU), die kommunikationsfähig mit der Ultraschallsende-/-empfangseinheit verbunden ist.
Die Steuerungsvorrichtung 101 veranlasst den Ultraschallsender 106, eine Ultraschallwelle zu senden, stellt fest, ob die von dem Ultraschallsender 106 gesendete Ultraschallwelle in von dem Ultraschallempfänger 107 empfangenen Ultraschallwellen enthalten ist, und führt Erkennung eines Objekts 2 in der Nähe des Fahrzeugs 1 und Erkennung einer Abnormalität in der Ultraschallsende-/-empfangseinheit aus.
Zuerst wird die Objekterkennung in der Nähe des Fahrzeugs 1 erläutert.
Die Objekterkennung in der Nähe des Fahrzeugs 1 wird ausgeführt, um Kollision während des Fahrens des Fahrzeugs 1 durch einen Benutzer oder während autonomen Fahrens des Fahrzeugs 1 zu vermeiden. Die Objekterkennungsvorrichtung 100 berechnet das Vorhandensein oder Fehlen eines Objekts 2 in der Nähe des Fahrzeugs 1 und die Entfernung zum Objekt 2, um Kollision des Fahrzeugs 1 zu vermeiden.
Konkret veranlasst die Steuerungsvorrichtung 101 den Ultraschallsender 106, eine Sendewelle 3 zu senden, die eine Ultraschallwelle, gesendet von dem Ultraschallsender 106 an die Peripherie des Fahrzeugs 1, ist. Wie in 1 veranschaulicht, wird, wenn sich in der Nähe des Fahrzeugs 1 ein Objekt 2 befindet, die von dem Ultraschallsender 106 gesendete Sendewelle 3 von dem Objekt 2 reflektiert und als eine reflektierte Welle 4 zu dem Fahrzeug 1 zurückgeführt. Die reflektierte Welle 4 wird von dem Ultraschallempfänger 107 empfangen und von der Steuerungsvorrichtung 101 erkannt.
Wenn die Steuerungsvorrichtung 101 feststellt, dass der Ultraschallempfänger 107 die reflektierte Welle 4 empfängt, erkennt sie, dass sich in der Nähe des Fahrzeugs 1 ein Objekt 2 befindet. Sie berechnet auch eine Entfernung zu dem Objekt 2 unter Verwendung einer verstrichenen Zeit, die eine Zeitdifferenz vom Senden der Sendewelle 3 bis zum Empfang der reflektierten Welle 4 ist, und einer Schallgeschwindigkeit.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 führt die Objekterkennung in der Nähe des Fahrzeugs 1 in dieser Weise aus und sendet bei Erkennung eines Objekts 2 Informationen, die das Vorhandensein oder Fehlen eines Objekts 2 angeben, und die Entfernung zu dem Objekt 2 an eine autonome Fahrsteuerungsvorrichtung, eine Kollisionsvermeidungsvorrichtung oder dergleichen.
Als die Schallgeschwindigkeit wird eine Schallgeschwindigkeit bei einer durchschnittlichen Temperatur einer Umgebung, in der das Fahrzeug 1 verwendet wird, als ein fester Wert verwendet.
Nachfolgend wird die Abnormalitätserkennung der Ultraschallsende-/-empfangseinheit erläutert.
Da sich die Ultraschallsende-/-empfangseinheit an der Außenfläche des Fahrzeugs 1 befindet, haften an der Ultraschallsende-/-empfangseinheit Kontaminanten wie Schmutz, Schnee, Eis oder Wassertröpfchen an, die das Senden und Empfangen von Ultraschallwellen stören. Das Anhaften von Kontaminanten reduziert die Ultraschallsendeintensität oder Ultraschallempfangsempfindlichkeit und verschlechtert die Funktion von Senden und Empfangen der Ultraschallsende-/-empfangseinheit. Darüber hinaus verschlechtert sich die Funktion der Ultraschallsende-/-empfangseinheit aufgrund von Alterung oder externer Einwirkungen.
Eine Verschlechterung der Funktion von Senden und Empfangen der Ultraschallsende-/-empfangseinheit, wie vorstehend beschrieben, wird als eine Abnormalität bezeichnet, und der Zustand, in dem sie sich verschlechterte, wird als der abnormale Zustand bezeichnet. Darüber hinaus wird eine Tatsache, dass die Sendeintensität oder Empfangsempfindlichkeit null wurde, als ein Ausfall bezeichnet, und der Zustand, in dem die Sendeintensität oder Empfangsempfindlichkeit null ist, wird als der Ausfallzustand bezeichnet. Der abnormale Zustand umfasst den Ausfallzustand.
Die Abnormalitätserkennung der Ultraschallsende-/-empfangseinheit wird ausgeführt, um gegebenenfalls zu prüfen, ob die Ultraschallsende-/-empfangseinheit für Objekterkennung in dem abnormalen Zustand ist.
Um eine Abnormalität in der Ultraschallsende-/-empfangseinheit zu erkennen, stellt die Objekterkennungsvorrichtung 100 fest, ob eine von dem Ultraschallsender 106 gesendete Sendewelle 3 von dem Ultraschallempfänger 107 empfangen wird.
Konkret veranlasst die Steuerungsvorrichtung 101 zunächst den Ultraschallsender 106, eine Sendewelle 3 zu senden. Wie in 1 veranschaulicht, erreicht die Sendewelle 3 direkt den Ultraschallempfänger 107, wird als eine direkte Welle 5 empfangen und wird von der Steuerungsvorrichtung 101 erkannt.
Wenn die Steuerungsvorrichtung 101 feststellt, dass der Ultraschallempfänger 107 die direkte Welle 5 nicht empfängt, erkennt sie eine Abnormalität in dem Ultraschallsender 106 oder Ultraschallempfänger 107.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 führt die Abnormalitätserkennung der Ultraschallsende-/-empfangseinheit auf diese Weise aus und sendet bei Erkennung einer Abnormalität Informationen, die die Abnormalität angeben, an andere Steuerungsvorrichtungen, beispielsweise eine ECU, die Warnleuchtenangabe des Fahrzeugs 1 steuert, die Steuerungsvorrichtung für autonomes Fahren oder die Kollisionsvermeidungsvorrichtung.
Eine Ultraschallwelle, gesendet von dem Ultraschallsender 106 in Ausführung der Objekterkennung, wird als eine Objekterkennungsultraschallwelle bezeichnet, und eine vom Ultraschallsender 106 in Ausführung der Abnormalitätserkennung gesendete Welle wird als eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle bezeichnet.
Nachfolgend wird die vorstehend beschriebene Abnormalitätserkennung konkret unter Bezugnahme auf die 2A bis 2E und 3A bis 3E beschrieben.
Die 2A bis 2E und 3A bis 3E veranschaulichen Beispiele der Wellenformen der Sendewellen 3, gesendet vom Ultraschallsender 106, und der Wellenformen der empfangenen Welle, die vom dem Ultraschallempfänger 107 empfangene Ultraschallwellen sind. 2A bis 2E veranschaulichen ein Beispiel, in dem die Objekterkennungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform genutzt wird, und 3A bis 3E veranschaulichen ein vergleichendes Beispiel. Konkret veranschaulichen 2A bis 2E Wellenformen im Fall der Nutzung einer Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle. Andererseits veranschaulichen 3A bis 3E Wellenformen im Fall der Nutzung einer Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit gleich groß wie jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle.
In der ersten Ausführungsform ist es, da die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, verwendet wird, leicht, zwischen der Wellenform (2C) der empfangenen Welle, wenn die Ultraschallsende-/-empfangseinheit normal funktioniert und die direkte Welle 5 empfängt, und der Wellenform (2E) der empfangenen Welle, wenn die Ultraschallsende-/- empfangseinheit die direkte Welle 5 nicht empfangen kann und eine Ultraschallwelle (repräsentiert durch die gepunktete Linie) von einem anderen Fahrzeug empfängt, was ein Beispiel eines Rauschens ist, zu unterscheiden.
Andererseits ist es, in dem vergleichenden Beispiel, da die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle, deren Übertragungszeit gleich groß wie jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, verwendet wird, schwierig, zwischen der Wellenform (3C) der empfangenen Welle, wenn die Ultraschallsende-/-empfangseinheit normal funktioniert und die direkte Welle 5 empfängt, und der Wellenform (3E) der empfangenen Welle, wenn die Ultraschallsende-/-empfangseinheit die direkte Welle 5 nicht empfangen kann und eine Ultraschallwelle (die gepunktete Linie) von einem anderen Fahrzeug empfängt, zu unterscheiden.
Wie aus einem Vergleich zwischen ihnen zu sehen ist, ist es in der ersten Ausführungsform, durch Verwendung der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, möglich, ein Rauschen, beispielsweise eine Ultraschallwelle von einem anderen Fahrzeug, zu unterscheiden, und die Genauigkeit der Abnormalitätserkennung zu verbessern.
Hier werden die Längen der Übertragungszeiten von Ultraschallwellen beschrieben.
Der Ultraschallsender 106 sendet jedes Mal eine Ultraschallwelle, wenn ein Objekterkennungsprozess ausgeführt wird, und jedes Mal, wenn ein Abnormalitätserkennungsprozess ausgeführt wird. Der hier beschriebene Objekterkennungsprozess ist ein Prozess zum einmaligen Erkennen der reflektierten Welle 4, und der hier beschriebene Abnormalitätserkennungsprozess ist ein Prozess zum einmaligen Erkennen der direkten Welle 5.
Der Ausdruck „eine Ultraschallwelle“ bezieht sich auf eine Ultraschallwelle, die jedes Mal gesendet wird, wenn der Objekterkennungsprozess ausgeführt wird, und jedes Mal, wenn der Abnormalitätserkennungsprozess ausgeführt wird. Darüber hinaus wird, wenn auf die Länge der Übertragungszeit einer Ultraschallwelle Bezug genommen wird, auf die Länge der Übertragungszeit einer Ultraschallwelle, wie vorstehend beschrieben, Bezug genommen.
Darüber hinaus bezieht sich die Länge der Übertragungszeit einer Ultraschallwelle auf die Länge von Zeit von der Zeit, wenn der Ultraschallsender 106 Vibration startet, um die Ultraschallwelle zu senden, bis zu der Zeit, wenn der Ultraschallsender 106 in einem Objekterkennungsprozess oder einem Abnormalitätserkennungsprozess die Vibration beendet (vom Beginn bis zum Ende der Wellenform der übertragenen Ultraschallwelle). Obwohl die Ultraschallwelle als ein Ergebnis von Modulation in einem Objekterkennungsprozess oder Abnormalitätserkennungsprozess unterbrochen werden kann, wird die Zeit der Unterbrechung nicht als das Ende betrachtet. Die Länge der Übertragungszeit einer Ultraschallwelle ist definiert als die Länge von Zeit von dem Zeitpunkt, wenn der Ultraschallsender 106 Vibration startet, um die Ultraschallwelle zu senden, bis zum letzten Zeitpunkt, wenn der Ultraschallsender 106 die Vibration beendet, in der Ultraschallwelle, die in einem Objekterkennungsprozess oder einem Abnormalitätserkennungsprozess gesendet wurde.
Die 2A und 2B und die 3A und 3B beschreiben Zeiten A, die die Übertragungszeiten der in den Objekterkennungen verwendeten Ultraschallwellen angeben, und Zeiten B, die die Übertragungszeiten der in den Abnormalitätserkennungen verwendeten Ultraschallwellen angeben. Wie in 2A und 2B veranschaulicht, ist in der ersten Ausführungsform die Übertragungszeit B der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle länger als die Übertragungszeit A der Objekterkennungsultraschallwelle. Darüber hinaus, wie in 3A und 3B veranschaulicht, ist in dem vergleichenden Beispiel die Übertragungszeit B der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle gleich groß wie die Übertragungszeit A der Objekterkennungsultraschallwelle.
Die 2A bis 2E und 3A bis 3E werden im Detail beschrieben. In jedem Diagramm entspricht die vertikale Achse der Amplitude einer Ultraschallwelle, und die horizontale Achse entspricht der Zeit.
Zuerst werden die Längen der Übertragungszeiten der Objekterkennungsultraschallwelle und der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle beschrieben. Die Diagramme von den 2A und 3A veranschaulichen jeweils die Wellenform der Objekterkennungsultraschallwelle. Die Diagramme von den 2B und 3B veranschaulichen jeweils die Wellenform der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle. Wie in den Diagrammen der 2A und 3A veranschaulicht, sind die Objekterkennungsultraschallwellen die gleichen, wobei, wie in den Diagrammen der 2B und 3B veranschaulicht, die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle in der ersten Ausführungsform in 2 länger ist.
Konkret nutzt, wie in den Diagrammen von 2A und 2B veranschaulicht, die Objekterkennungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle eine Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist (die Übertragungszeit B ist länger als die Übertragungszeit A). In 2A und 2B ist die Objekterkennungsultraschallwelle ein Zyklus einer Ultraschallwelle, und die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle ist zwei Zyklen einer Ultraschallwelle. Sie haben die gleiche Frequenz.
Andererseits, in 3A bis 3E als ein vergleichendes Beispiel präsentiert, wie in den Diagrammen von 3A und 3B veranschaulicht, wird die gleiche Ultraschallwelle als die Objekterkennungsultraschallwelle und Abnormalitätserkennungsultraschallwelle genutzt (die Übertragungszeit B ist gleich der Übertragungszeit A).
Nachfolgend wird die Länge der Wellenform der empfangenen direkten Welle 5 beschrieben. Die Diagramme der 2C und 3C veranschaulichen jeweils die Wellenform der empfangenen Welle, wenn die Ultraschallsende-/- empfangseinheit im normalen Zustand ist und die direkte Welle 5, entsprechend der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle, erfolgreich empfangen wird. Wie in diesen Diagrammen veranschaulicht, ist in der ersten Ausführungsform in 2C die empfangene Welle, empfangen vom Ultraschallempfänger 107, lang, und in dem vergleichenden Beispiel in 3C ist die empfangene Welle kurz.
Darüber hinaus veranschaulichen die Diagramme der 2D und 3D jeweils die Wellenform, wenn die Ultraschallsende-/-empfangseinheit im abnormalen Zustand ist und die direkte Welle 5, entsprechend der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle, nicht erfolgreich empfangen wird. In jedem Fall beinhaltet das Signal nicht die Wellenform der direkten Welle 5 und ist ein konstantes Signal.
Hier ist die durch die Punkt-Strich-Linie definierte Periode eine Periode, in der die direkte Welle 5 zu empfangen ist, und die Objekterkennungsvorrichtung 100 stellt fest, ob eine Ultraschallwelle mit einer Wellenform entsprechend der Wellenform der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle in dieser Periode vom Ultraschallempfänger 107 empfangen wird, und erkennt die direkte Welle 5. Die Entfernung zwischen dem Ultraschallsender 106 und dem Ultraschallempfänger 107 wird beim Entwerfen des Fahrzeugs 1 bestimmt, und die Periode, in der die direkte Welle 5 zu empfangen ist, kann unter Verwendung des Abstands und einer Schallgeschwindigkeit bestimmt werden.
In den Diagrammen der 2C und 3C ist die Wellenform der direkten Welle 5, entsprechend der Wellenform der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle, in der durch die Punkt-Strich-Linie definierte Periode präsent, und es kann festgestellt werden, dass der Ultraschallsender 106 normal Ultraschallwellen sendet und der Unterschallempfänger 107 normal Ultraschallwellen empfängt.
In den Diagrammen der 2D und 3D ist die Wellenform der direkten Welle 5, entsprechend der Wellenform der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle, in der durch die Punkt-Strich-Linie definierte Periode nicht präsent, und es kann festgestellt werden, dass der Ultraschallsender 106 Ultraschallwellen nicht normal sendet oder der Unterschallempfänger 107 Ultraschallwellen nicht normal empfängt.
Abschließend wird ein Fall, in dem eine Ultraschallwelle mit einer kurzen Übertragungszeit von einem anderen Fahrzeug, was ein Beispiel eines Rauschens ist, empfangen wird, beschrieben. Die Diagramme von 2E und 3E veranschaulichen jeweils die Wellenform der empfangenen Welle, wenn die Ultraschallsende-/-empfangseinheit abnormal ist und eine von einem anderen Fahrzeug gesendete Ultraschallwelle empfängt. In jedem Diagramm ist die Wellenform der Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit kurz ist, gesendet von dem anderen Fahrzeug, präsent.
Hier ist die von dem anderen Fahrzeug gesendete Ultraschallwelle eine Ultraschallwelle, die etwa einen bis fünf Zyklen (einen Zyklus in den 2E und 3E) einer Welle aufweist und eine kurze Übertragungszeit aufweist, wie mit der Objekterkennungsultraschallwelle. Der Grund ist wie folgt.
Wenn eine Ultraschallwelle von dem Ultraschallsender 106 gesendet wird, wird die entlang dem kürzesten Pfad vom Ultraschallsender 106 zum Ultraschallempfänger 107 fortschreitende direkte Welle 5 zuerst von dem Ultraschallempfänger 107 empfangen. Danach wird die reflektierte Welle 4, reflektiert von einem Objekt 2 in der Nähe des Fahrzeugs 1, von dem Ultraschallempfänger 107 empfangen. In der Objekterkennung wird aus dem Vorhandensein oder Fehlen der reflektierten Welle 4 und einer verstrichenen Zeit bis zum Empfang der reflektierten Welle 4 das Vorhandensein oder Fehlen eines Objekts 2 erkannt, und die Entfernung wird berechnet. Folglich ist, während die Erkennung der reflektierten Welle 4 wichtig ist, die Erkennung der reflektierten Welle 4 in einem Teil der Wellenform der empfangenen Welle, in dem die reflektierte Welle 4 und die direkte Welle 5 einander überlappen, nicht einfach. Folglich wird es ermöglicht, die reflektierte Welle 4 auch dann zu erkennen, wenn ein Objekt 2 sehr dicht an dem Fahrzeug 1 existiert, durch Kürzen der Wellenform der empfangenen direkten Welle 5 so stark wie möglich, um die Periode, in der die direkte Welle 5 und die reflektierte Welle 4 einander überlappen, durch Kürzen der Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle zu verkürzen.
Wenn beispielsweise das Fahrzeug 1 geparkt ist, ist es erforderlich, ein Objekt 2, wie ein Fahrzeug oder eine Mauer, sehr dicht dazu, zu erkennen und den Benutzer zu warnen. Um es zu ermöglichen, ein Objekt sehr dicht dazu zu erkennen, muss die Objekterkennungsultraschallwelle eine Ultraschallwelle sein, deren Übertragungszeit kurz ist.
Aus dem vorstehenden Grund müssen das Fahrzeug 1 und das andere Fahrzeug, die mit der Objekterkennungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform versehen sind, für die Objekterkennung eine Ultraschallwelle nutzen, deren Übertragungszeit kurz ist.
Im vergleichenden Beispiel in 3A bis 3E wird als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle eine Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit kurz ist und die die gleiche wie die Objekterkennungsultraschallwelle ist, verwendet (die Übertragungszeit B ist gleich der Übertragungszeit A). Aus dem vorstehenden Grund weist die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug ebenfalls eine kurze Übertragungszeit auf. Folglich ist es, wenn die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug in der Periode empfangen wird, in dem die direkte Welle 5 zu empfangen ist, wie im Diagramm von 3E veranschaulicht, schwierig, festzustellen, ob die direkte Welle 5 empfangen wird oder die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug empfangen wird (siehe 3C und 3E). Folglich wird sie in einem Zustand, in dem die Ultraschallsende-/- empfangseinheit eine Abnormalität aufweist und die direkte Welle 5 nicht empfangen kann, wenn die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug empfangen wird, fälschlicherweise als die direkte Welle 5 erkannt, und die Abnormalitätserkennung wird fälschlicherweise ausgeführt.
Andererseits ist in der ersten Ausführungsform die Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle (die Übertragungszeit B ist länger als die Übertragungszeit A). Folglich ist, wenn die Ultraschallwelle mit der kurzen Übertragungszeit von dem anderen Fahrzeug in der Periode empfangen wird, in der die direkte Welle 5 zu empfangen ist, wie im Diagramm von 2E veranschaulicht, die Unterscheidung einfach (siehe 2C und 2E), weil die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug kürzer als die direkte Welle 5 ist. Folglich wird sie in einem Zustand, in dem die Ultraschallsende-/-empfangseinheit eine Abnormalität aufweist und die direkte Welle 5 nicht empfangen kann, wenn die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug empfangen wird, nicht fälschlicherweise als die direkte Welle 5 erkennt.
Wie vorstehend nutzt die Objekterkennungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle eine Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist. Dies kann die Genauigkeit der Abnormalitätserkennung verbessern.
Hier wurde aus Zweckmäßigkeitsgründen eine Beschreibung unter Verwendung eines Beispiels vorgenommen, in dem die Ultraschallsende-/-empfangseinheit im Fehlerzustand ist. Jedoch ist es selbst dann, wenn die Ultraschallsende-/-empfangseinheit im abnormalen Zustand ist, aber nicht im Fehlerzustand ist (wenn die direkte Welle 5 schwach empfangen wird) möglich, zu verhindern, dass die Ultraschallwelle aus dem anderen Fahrzeug fälschlicherweise als die direkte Welle 5 erkannt wird, und die Genauigkeit der Abnormalitätserkennung zu verbessern.
Konkret kann, wenn der Ultraschallempfänger 107 die direkte Welle 5 schwach empfängt (wenn in den Diagrammen der 2D und 3D eine schwache Wellenform der direkten Welle 5 präsent ist), da die direkte Welle 5 unterhalb einer ordnungsgemäßen Intensität ist, festgestellt werden, dass der Ultraschallsender 106 Ultraschallwellen nicht normal überträgt oder der Ultraschallempfänger 107 Ultraschallwellen nicht normal empfängt. Zur dieser Zeit ist es, wenn die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug empfangen wird, wie vorstehend beschrieben, in dem vergleichenden Beispiel, schwierig, festzustellen, ob die direkte Welle 5 empfangen wird oder die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug empfangen wird. Andererseits ist, in der ersten Ausführungsform, selbst dann, wenn die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug mit einer kurzen Übertragungszeit in der Periode empfangen wird, in der die direkte Welle 5 zu empfangen ist, die Unterscheidung einfach, weil die Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug kürzer ist als die direkte Welle 5.
Vorstehend wurde die Objekterkennung und die Abnormalitätserkennung der Ultraschallsende-/-empfangseinheit durch die Objekterkennungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargelegt.
Nachfolgend wird die Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf das Hardwarekonfigurationsschaubild von 4 beschrieben.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 umfasst die Steuerungsvorrichtung 101, einen Sendeverstärker 105, den Ultraschallsender 106, den Ultraschallempfänger 107, einen Empfangsverstärker 108, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 109, eine Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110, einen Bus 111 und Signalleitungen 112. Sie umfasst auch eine fahrzeuginterne Kamera 113, eine Kamerasteuerungs-ECU 114, einen Positionsbestimmungssensor 115 eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS), eine Positionsbestimmungs-ECU 116, eine Kommunikations-ECU 117 und einen Funkwellen-Transceiver 118.
Die Steuerungsvorrichtung 101 ist über den Bus 111 mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110, der Kamerasteuerungs-ECU 114, der Positionsbestimmungs-ECU 116 und der Kommunikations-ECU 117 verbunden. Die Steuerungsvorrichtung 101 ist über Signalleitungen 112 mit dem Sendeverstärker 105 und dem Empfangsverstärker 108 verbunden. Außerdem ist der Sendeverstärker 105 über eine Signalleitung 112 mit dem Ultraschallsender 106 verbunden, der Empfangsverstärker 108 ist über eine Signalleitung 112 mit dem Ultraschallempfänger 107 verbunden, und die Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110 ist über eine Signalleitung 112 mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 109 verbunden. Ferner ist die Kamerasteuerungs-ECU 114 über eine Signalleitung 112 mit der fahrzeuginternen Kamera 113 verbunden, die Positionsbestimmungs-ECU 116 ist über eine Signalleitung 112 mit dem GPS-Positionsbestimmungssensor 115 verbunden, und die Kommunikations-ECU 117 ist über eine Signalleitung 112 mit dem Funkwellen-Transceiver 118 verbunden.
Die fahrzeuginterne Kamera 113, die Kamerasteuerungs-ECU 114, der GPS-Positionsbestimmungssensor 115, die Positionsbestimmungs-ECU 116, die Kommunikations-ECU 117 und der Funkwellen-Transceiver 118 sind für die erste Ausführungsform nicht wesentlich. Die fahrzeuginterne Kamera 113 und die Kamerasteuerungs-ECU 114 werden detailliert in einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Der GPS-Positionsbestimmungssensor 115, die Positionsbestimmungs-ECU 116, die Kommunikations-ECU 117 und der Funkwellen-Transceiver 118 werden detailliert in einer dritten Ausführungsform beschrieben.
Zuerst wird die Steuerungsvorrichtung 101 der Objekterkennungsvorrichtung 100 beschrieben.
Die Steuerungsvorrichtung 101 ist eine ECU und umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (Central Processing Unit, CPU) 102, einen Speicher 103 und eine Schnittstelle 104. Die Steuerungsvorrichtung 101 generiert Eingangssignale, um den Ultraschallsender 106 zu veranlassen, Ultraschallwellen zu senden, empfängt von dem Ultraschallempfänger 107 generierte Ausgangssignale und führt den Objekterkennungsprozess und den Abnormalitätserkennungsprozess aus.
Die CPU 102 liest ein im Speicher 103 gespeichertes Programm und führt das Programm aus. Die CPU 102 führt den Abnormalitätserkennungsprozess und den Objekterkennungsprozess aus.
Der Speicher 103 speichert das von der CPU 102 ausgeführte Programm. Der Speicher 103 wird durch einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory, RAM), der temporäre Daten speichert, wenn die CPU 102 das Programm ausführt, und einen Nur-Lesen-Speicher (Read Only Memory, ROM), der das von der CPU 102 ausgeführte Programm und Schwellenwerte speichert, gebildet.
Außerdem speichert der RAM temporär ein Ausgangssignal des Ultraschallempfängers 107 und Geschwindigkeitsinformationen, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 angeben, die von dem Empfangsverstärker 108 und der Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110 übertragen werden.
Die Schnittstelle 104 sendet und empfängt Signale in Ausführung des Abnormalitätserkennungsprozesses und des Objekterkennungsprozesses. Die Schnittstelle 104 überträgt von der CPU 102 generierte Signale an den Sendeverstärker 105. Sie empfängt auch Signale, die übertragen wurden von dem Empfangsverstärker 108, der Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110, der Kamerasteuerungs-ECU 114, der Positionsbestimmungs-ECU 116 und der Kommunikations-ECU 117, die mit der Steuerungsvorrichtung 101 verbunden sind.
Außerdem umfasst die Schnittstelle 104 einen Analog/Digital-Umformer und einen Digital/Analog-Umformer, wandelt digitale Signale, die von der CPU 102 erzeugt und an den Sendeverstärker übertragen wurden, in analoge Signale um, und formt analoge Signale, die von dem Empfangsverstärker 108 übertragen wurden, in digitale Signale um.
Nachfolgend werden die anderen Komponenten der Objekterkennungsvorrichtung 100 beschrieben.
Zuerst werden der Sendeverstärker 105 und der Ultraschallsender 106, die Komponenten zum Senden von Ultraschallwellen entsprechend von der Steuerungsvorrichtung 101 generierten Eingangssignalen sind, beschrieben.
Der Sendeverstärker 105 ist über die Signalleitung 112 mit der Steuerungsvorrichtung 101 verbunden und über die Signalleitung 112 mit dem Ultraschallsender 106 verbunden, sodass er Signale senden kann. Der Sendeverstärker 105 verstärkt von der Steuerungsvorrichtung 101 übertragene Eingangssignale und überträgt diese an den Ultraschallsender 106.
Der Ultraschallsender 106 ist über die Signalleitung 112 mit dem Sendeverstärker 105 verbunden und umfasst eine Vibrationsvorrichtung, die entsprechend der Wellenform eines Eingangssignals, übertragen vom Sendeverstärker 105, vibriert. Der Ultraschallsender 106 vibriert ein Medium, beispielsweise Umgebungsluft, durch die vibrierende Vibrationsvorrichtung, und überträgt eine Ultraschallwelle.
Nachfolgend werden der Ultraschallempfänger 107 und der Empfangsverstärker 108, die ein von der Steuerungsvorrichtung 101 empfangenes Ausgangssignal generieren und übertragen, um den Objekterkennungsprozess oder Abnormalitätserkennungsprozess auszuführen, beschrieben.
Der Ultraschallempfänger 107 umfasst eine Vibrationsvorrichtung, die entsprechend Vibrationen, die den Frequenzen (z. B. nicht weniger als 18 kHz oder 20 kHz) von Ultraschallwellen aus den Vibrationen eines Mediums, beispielsweise Umgebungsluft, entsprechen, vibriert. Darüber hinaus ist der Ultraschallempfänger 107 über die Signalleitung 112 mit dem Empfangsverstärker 108 verbunden, sodass er ein Signal senden kann, generiert ein Ausgangssignal entsprechend der Vibration der Vibrationsvorrichtung und überträgt es an den Empfangsverstärker 108.
Der Empfangsverstärker 108 ist über die Signalleitung 112 mit der Steuerungsvorrichtung 101 verbunden, ist auch über die Signalleitung 112 mit dem Ultraschallempfänger 107 verbunden und verstärkt das von dem Unterschallempfänger 107 übertragene Ausgangssignal und überträgt es an die Steuerungsvorrichtung 101.
Nachfolgend werden der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 109 und die Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 messen und übertragen, von der Steuerungsvorrichtung 101 genutzt, um festzustellen, ob der Objekterkennungsprozess zu starten ist oder der Abnormalitätserkennungsprozess zu starten ist, beschrieben.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 109 generiert Impulssignale anteilig zu einer Rotationsfrequenz eines Antriebsrades des Fahrzeugs 1. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 109 ist über die Signalleitung 112 mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110 verbunden und überträgt die Impulssignale an die Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110.
Die Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110 berechnet die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 entsprechend der Anzahl der Impulssignale, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 109 übertragen wurden, und überträgt Geschwindigkeitsinformationen, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 angeben, über den Bus 111 an die Steuerungsvorrichtung 101. Die Übertragung der Geschwindigkeitsinformationen wird in regelmäßigen Intervallen ausgeführt.
Nachfolgend werden der Bus 111 und Signalleitungen 112, die die Komponenten der Objekterkennungsvorrichtung 100 verbinden, beschrieben.
Der Bus 111 ist eine Kommunikationsleitung, die die Steuerungsvorrichtung 101 und jedes ECU verbindet, und überträgt zwischen den ECUs gesendete und empfangene Signale.
Der Bus 111 bildet ein fahrzeuginternes Netzwerk aus, durch das CAN-Frames, spezifiziert durch das Control-Area-Network-Protokoll (CAN-Protokoll), gesendet und empfangen werden.
Die Signalleitungen 112 sind Kommunikationsleitungen, die eine Verbindung zwischen Vorrichtungen wie dem Ultraschallsender 106, die nicht zu dem von dem Bus 111 ausgebildeten fahrzeuginternen Netzwerk gehören, herstellen und Signale übertragen, die zwischen den Vorrichtungen gesendet und empfangen werden.
Hier wird die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 101 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Ein Feststeller 121 hat eine Funktion des Feststellens, ob der Objekterkennungsprozess zu starten ist oder ob der Abnormalitätserkennungsprozess zu starten ist, auf der Grundlage der Geschwindigkeitsinformationen, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 angeben, über die Schnittstelle 104 empfangen von der Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110.
Ein Objektdetektor 122 hat eine Funktion des Generierens eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender 106 zu veranlassen, eine Objekterkennungsultraschallwelle zu senden, auf der Grundlage einer Feststellung durch den Feststeller 121, dass der Objekterkennungsprozess zu starten ist.
Der Objektdetektor 122 hat auch eine Funktion, über einen Empfänger 125 (später zu beschreiben) in einer Periode, in der die Objekterkennungsultraschallwelle von einem Objekt 2 in der Nähe des Fahrzeugs 1 reflektiert wird und von dem Ultraschallempfänger 107 als die reflektierte Welle 4 empfangen wird, einen Teil eines von dem Empfangsverstärker 108 gesendeten Ausgangssignals zu erhalten, wobei festgestellt wird, ob der Teil des Ausgangssignals ein Signal der reflektierten Welle 4 umfasst, und das Objekt 2 zu erkennen.
Ein Abnormalitätsdetektor 123 hat eine Funktion des Generierens eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender 106 zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, auf der Grundlage einer Feststellung durch den Feststeller 121, dass der Abnormalitätserkennungsprozess zu starten ist.
Der Abnormalitätsdetektor 123 hat auch eine Funktion, in einer Periode, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger 107 als die direkte Welle 5 zu empfangen ist, einen Teil (nachfolgend bezeichnet als ein Abnormalitätserkennungsausgangssignal) eines von dem Empfangsverstärker 108 über den Empfänger 125 (später beschriebenen) übertragenen Ausgangssignals zu erhalten, festzustellen, ob das Abnormalitätserkennungsausgangssignal ein Signal der direkten Welle 5 umfasst, und eine Abnormalität in der Ultraschallsende-/-empfangseinheit zu erkennen.
Ein Sender 124 hat eine Funktion, digitale Signale, die vom Objektdetektor 122 und vom Abnormalitätsdetektor 123 generierte Eingangssignale sind, in analoge Signale umzuwandeln und sie über die Signalleitung 112 an den Sendeverstärker 105 zu senden.
Der Empfänger 125 hat eine Funktion, ein analoges Signal, das ein vom Ultraschallempfänger 107 durch Empfangen von Ultraschallwellen generiertes Ausgangssignal ist, vom Empfangsverstärker 108 über die Signalleitung 112 zu empfangen, es in ein digitales Signal umzuwandeln, und es an den Objektdetektor 122 und Abnormalitätsdetektor 123 auszugeben.
Der Feststeller 121, Objektdetektor 122 und Abnormalitätsdetektor 123 sind durch die CPU 102 implementiert, die ein Programm ausführt, um die Funktionen der entsprechenden Einheiten bereitzustellen. Der Sender 124 und Empfänger 125 sind durch die Schnittstelle 104 implementiert.
Die Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100 wurde vorstehend beschrieben.
Nachfolgend wird der Betrieb der Objekterkennungsvorrichtung 100 beschrieben. Zuerst wird der Betrieb der Objekterkennungsvorrichtung 100 im Abnormalitätserkennungsprozess und Objekterkennungsprozess beschrieben, und dann wird der Betrieb in einem Prozess des Feststellens beschrieben, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist.
Der Betrieb der Objekterkennungsvorrichtung 100 im Abnormalitätserkennungsprozess und Objekterkennungsprozess folgt dem Flussdiagramm von 6.
Der Abnormalitätserkennungsprozess der Objekterkennungsvorrichtung 100 wird durch den Abnormalitätsdetektor 123 der Steuerungsvorrichtung 101 ausgeführt, und der Objekterkennungsprozess wird durch den Objektdetektor 122 der Steuerungsvorrichtung 101 ausgeführt.
Der Abnormalitätserkennungsprozess und Objekterkennungsprozess werden gestartet, wenn das Fahrzeug 1 eingeschaltet wird.
Konkret liest die CPU 102 der Steuerungsvorrichtung 101, wenn das Fahrzeug 1 eingeschaltet wird, aus dem Speicher 103 das Programm zum Ausführen des Abnormalitätserkennungsprozesses und Objekterkennungsprozesses und startet basierend auf dem Programm einen Prozess.
Die CPU 102 führt einen Prozess des Feststellens aus, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, und stellt fest, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist oder die Objekterkennung zu starten ist (Schritt S101).
Der Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, wird später im Detail beschrieben.
Zuerst wird der Ablauf des Abnormalitätserkennungsprozesses (Schritte S102 bis S106) beschrieben.
Wenn die CPU 102 feststellt, die Abnormalitätserkennung zu starten (JA in Schritt S101), generiert sie ein Eingangssignal, um den Ultraschallsender 106 zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu übertragen, und überträgt sie über die Schnittstelle 104 (Sender 124) an den Sendeverstärker 105 (Schritt S102).
Konkret liest die CPU 102 die Übertragungszeit und Signalwellenform der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle, die vorher im Speicher 103 gespeichert wurden, und generiert ein digitales Signal, das ein Eingangssignal mit einer mit der Übertragungszeit korrespondierenden Länge ist.
Die Schnittstelle 104 wandelt das generierte digitale Signal mittels eines darin enthaltenen Digital/Analog-Wandlers in ein analoges Signal um und überträgt es an den Sendeverstärker 105.
Darüber hinaus speichert die CPU 102 die Wellenform des Eingangssignals im Speicher 103.
Hier wird die Übertragungszeit der im Speicher 103 gespeicherten Abnormalitätserkennungsultraschallwelle so eingestellt, dass sie länger als die Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle ist.
Dann empfängt die CPU 102 ein Ausgangssignal (das Abnormalitätserkennungsausgangssignal) von dem Ultraschallempfänger 107 in der Periode, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger 107 als die direkte Welle 5 zu empfangen ist (Schritt S103).
Konkret generiert der Ultraschallempfänger 107 kontinuierlich ein Ausgangssignal und überträgt es an den Empfangsverstärker 108. Dann wird das Ausgangssignal von dem Empfangsverstärker 108 verstärkt und an die Schnittstelle 104 übertragen. Die Schnittstelle 104 wandelt das Ausgangssignal, das ein analoges Signal ist, mittels des darin enthaltenen Analog/Digital-Wandlers in ein digitales Signal um. Nach der Umwandlung in das digitale Signal speichert die CPU 102 das Ausgangssignal im Speicher 103. Die CPU 102 liest einen Teil (das Abnormalitätserkennungsausgangssignal) des sequenziell gespeicherten Ausgangssignals nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ab der Zeit der Übertragung des Eingangssignals.
Hier ist die vorbestimmte Zeit eine Zeit, die ermittelt wird durch Addieren einer internen Verarbeitungszeit zu einer Ausbreitungszeit der direkten Welle. Die Ausbreitungszeit der direkten Welle ist eine Zeit, die beginnt, wenn der Ultraschallsender 106 damit beginnt, die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu übertragen, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Ultraschallempfänger 107 beginnt, die direkte Welle 5 zu empfangen. Die interne Verarbeitungszeit ist eine für interne Verarbeitung, wie Signalgenerierung, -übertragung und - empfang, und Schreiben und Lesen in den und aus dem Speicher 103 in der Objekterkennungsvorrichtung 100 erforderliche Zeit.
Da außerdem die Länge der direkten Welle 5 gleich der Länge der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle ist, reicht die Länge (Dauer) des gelesenen Abnormalitätserkennungsausgangssignals vom Zeitpunkt des Ablaufens der vorbestimmten Zeit bis zu dem Zeitpunkt, wenn eine Zeit gleich der Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle verstreicht.
Mit anderen Worten, wenn das Eingangssignal bezeichnet ist durch s(t), das Ausgangssignal bezeichnet ist durch r(t) (wobei t die Zeit ist und die Zeit des Startens der Übertragung des Eingangssignals s(t) null ist), und die vorbestimmte Zeit bezeichnet ist durch τ₁, ist das aus dem Speicher 103 gelesene Ausgangssignal r(t) ein Signal, das beginnt ab r(τ₁) nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeit τ₁, nicht von r(0), was das Signal zur gleichen Zeit wie s(0) ist.
Nachfolgend ruft die CPU 102 einen Korrelationswert zwischen dem generierten Eingangssignal und dem Abnormalitätserkennungsausgangssignal (Schritt S104) ab.
Der Korrelationswert R_s,r(τ₁) zwischen dem Eingangssignal s(t) und dem Ausgangssignal r(t) ergibt sich durch folgende Gleichung:
$R_{s, r} (τ_{1}) = \int_{0}^{T_{1}} s (t) r (t + τ_{1}) d t .$
Hier ist τ₁ die Zeit ab dem Beginn der Wellenform des Eingangssignals bis zum Beginn der Wellenform des Abnormalitätserkennungsausgangssignals und ist gleich der im Schritt S103 genutzten vorbestimmten Zeit. In der vorstehenden Gleichung ergibt sich durch Addition von τ₁ zu der Zeit des Ausgangssignals r(t) das Produkt des Eingangssignals s(t) zum Zeitpunkt t und r(t + τ₁) zu dem Zeitpunkt, wenn die vorbestimmte Zeit τ₁ seit dem Zeitpunkt t und dem Empfang der direkten Welle 5 abgelaufen ist.
Da außerdem die Integration über das gesamte Zeitintervall des Eingangssignals s(t) ausgeführt wird, läuft das Integrationsintervall vom Zeitpunkt null bis zum Zeitpunkt τ₁, wenn die Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle verstreicht. Das heißt, das Integrationsintervall ist so eingerichtet, dass es ein Intervall mit einer Länge gleich der Länge der Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle ist. Dieses ist auch gleich der Länge der direkten Welle 5.
Entsprechend der vorstehenden Gleichung wird der Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal wie nachfolgend beschrieben ermittelt.
Wenn davon ausgegangen wird, dass der Start des Eingangssignals bei t = 0, wird das Eingangssignal ausgedrückt durch eine Funktion s(t) (0 ≤ t ≤ T₁) der Amplitude, beginnend ab dem Zeitpunkt null. Außerdem wird das Ausgangssignal ausgedrückt durch eine Funktion r(t) (τ₁ ≤ t ≤ T₁ + τ₁) der Amplitude nach dem Verstreichen von τ₁ seit dem Start (t = 0) des Eingangssignals.
Der Korrelationswert τ₁ ergibt sich aus dem Produkt des Eingangssignals s(t) zum Zeitpunkt t und des Ausgangssignals r(t + τ₁) zu t + τ₁, welches die Funktionen sind, und dessen Integrieren.
Schritt S104 wird speziell beschrieben. Die CPU 102 liest zuerst das Eingangssignal aus dem Speicher 103. Die CPU 102 ermittelt das Produkt der Amplituden an den Ausgangspunkten des Eingangssignals und des Abnormalitätserkennungsausgangssignals, abgerufen im Schritt S103, und nach der Berechnung der Ausgangspunkte ermittelt sie die Produkte der Amplituden bis zu den Endpunkten (was dem Ermitteln des Produkts aus s(t) und r(t + τ₁) in der obigen Gleichung entspricht). Dann summiert die CPU 102 die erhaltenen Produkte der Werte der Amplituden, um den Korrelationswert zu erhalten.
Dann liest die CPU 102 einen ersten Schwellenwert aus dem Speicher 103 und stellt fest, ob der Korrelationswert nicht größer als der erste Schwellenwert ist (Schritt S105). Der erste Schwellenwert ist ein Schwellenwert, um festzustellen, ob das Ausgangssignal eine Wellenform der direkten Welle 5 aufweist. Wenn der erste Schwellenwert auf einen großen Wert gesetzt ist, ist es möglich, kleinere Abnormalitäten, d. h., andere Abnormalitäten als Ausfälle, in der Ultraschallsende-/-empfangseinheit zu erkennen. Wenn er auf einen kleinen Wert gesetzt ist, ist es möglich, größere Abnormalitäten, d. h., Ausfälle, zu erkennen. Um zu verhindern, das fälschlicherweise die Ultraschallwelle aus dem anderen Fahrzeug, die ein Beispiel eines Rauschen ist, als die direkte Welle erkannt wird, darf der erste Schwellenwert nicht kleiner als ein bestimmter Wert sein. Konkret wird ein Wert verwendet, der nicht kleiner als der Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle und dem Ausgangssignal zum Zeitpunkt des Empfangs der Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug ist. Konkreter, da die Länge der Übertragungszeit der Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug die gleiche wie jene der Objekterkennungsultraschallwelle der ersten Ausführungsform ist, wird ein Wert verwendet, der nicht kleiner als ein sechster Schwellenwert (später zu beschreiben), der ein Schwellenwert zum Feststellen des Vorhandenseins oder Fehlens der reflektierten Welle 4 in dem Objekterkennungsprozess der ersten Ausführungsform ist, verwendet.
Wenn die CPU 102 feststellt, dass der Korrelationswert nicht größer als der erste Schwellenwert (JA in Schritt S105) ist, stellt sie eine Abnormalität in der Ultraschallsende-/-empfangseinheit fest. Dann generiert die CPU 102 ein Signal, das angibt, dass eine Abnormalität erkannt wurde, und sendet es über die Schnittstelle 104 an andere mit dem fahrzeuginternen Netzwerk verbundene Vorrichtungen (Schritt S106).
Nachdem die CPU 102 festgestellt hat, dass der Korrelationswert größer als der erste Schwellenwert (NEIN in Schritt S105) ist, und nachdem die CPU 102 das Signal generiert hat, welches angibt, dass eine Abnormalität erkannt wurde, und dieses Signal gesendet hat (Schritt S106), führt die CPU 102 erneut den Prozess des Feststellens aus, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, und wiederholt den Ablauf.
Nachfolgend wird der Ablauf des Objekterkennungsprozesses (Schritte S107 bis S111) beschrieben, der ausgeführt wird, wenn der Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, feststellt, dass die Objekterkennung (NEIN in Schritt S101) zu starten ist. Der Prozess der Schritte S107 bis S111 im Objekterkennungsprozess ist der gleiche wie der Prozess der Schritte S102 bis S106 im vorstehenden Abnormalitätserkennungsprozess, mit Ausnahme eines Teils, und wird nachfolgend hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Unterschiede beschrieben.
Zuerst generiert die CPU 102 ein Eingangssignal, um die Objekterkennungsultraschallwelle zu veranlassen, übertragen zu werden (Schritt S107, entsprechend Schritt S102 des Abnormalitätserkennungsprozesses). Die Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle ist kürzer als die Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle.
Dann, um das Vorhandensein oder Fehlen einer Wellenform der reflektierten Welle 4 zu erkennen, ruft die CPU 102 von dem Ultraschallempfänger 107 ein Ausgangssignal in einer Periode ab, in der die reflektierte Welle 4 zu empfangen ist (Schritt S108, entspricht Schritt S103 des Abnormalitätserkennungsprozesses).
Hier unterscheidet sich die Periode, in der die reflektierte Welle 4 zu empfangen ist, von der Periode (Schritt S103), in der die direkte Welle 5 zu empfangen ist, und ist eine Periode nach der Periode, in der die direkte Welle 5 zu empfangen ist. Konkret ist das von der CPU 102 abgerufene Ausgangssignal ein Ausgangssignal nach dem Zeitpunkt, zu dem die Ausbreitungszeit der direkten Welle, die Zeit, für welche die direkte Welle 5 präsent ist, (die gleich der Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle ist) und die interne Verarbeitungszeit seit der Zeit der Übertragung des Eingangssignals verstrichen sind. Das heißt, das Ausgangssignal in der Periode, in welcher die reflektierte Welle 4 zu empfangen ist, ist ein Ausgangssignal nach dem Zeitpunkt, wenn die Wellenform der direkten Welle 5 aus dem Ausgangssignal verschwindet.
Aus einem anderen Blickpunkt ist der vorstehende Zeitpunkt wie folgt bestimmt. Der vorstehende Zeitpunkt ist ein Zeitpunkt, wenn der Beginn der Wellenform der reflektierten Welle 4, reflektiert von einem Objekt 2, das sich in einer minimalen Entfernung in dem Bereich befindet, in dem die Objekterkennungsvorrichtung 100 ein Objekt erkennen kann, erscheint. Folglich wird der vorstehende Zeitpunkt bestimmt durch Ermitteln einer minimalen Ausbreitungszeit der reflektierten Welle, die eine Zeit ist, die von dem Zeitpunkt benötigt wird, zu dem die Sendewelle 3 gesendet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die reflektierte Welle 4 empfangen wird, von der minimalen Entfernung, in der die Objekterkennung möglich ist, und einer Schallgeschwindigkeit, die zur Entwurfszeit bestimmt werden, und Addieren der internen Verarbeitungszeit zu der minimalen Ausbreitungszeit der reflektierten Welle.
Da zudem die Länge der reflektierten Welle 4 der Länge der Objekterkennungsultraschallwelle gleicht, reicht die Länge (Dauer) des von der CPU 102 gelesenen Ausgangssignals von dem oben genannten Zeitpunkt bis zum Verstreichen mindestens einer Zeit, die gleich der Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle ist, und ein breiterer Bereich des Ausgangssignals wird entsprechend dem Bereich, in dem die Objekterkennung ausgeführt wird, abgerufen. Konkret wird der abgerufene Bereich des Ausgangssignals so festgestellt, dass er das Ende der Wellenform der von einem Objekt 2, befindlich in einer maximalen Entfernung in dem Bereich, in dem die Objekterkennung möglich ist, reflektierten Welle 4 umfasst. Der abgerufene Bereich (das Ende) des Ausgangssignal wird bestimmt durch Ermitteln einer maximalen Ausbreitungszeit der reflektierten Welle, die eine Zeit ist, die von dem Zeitpunkt benötigt wird, zu dem die Übertragungswelle 3 übertragen wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die reflektierte Welle 4 empfangen wird, von der maximalen Entfernung, zu der die Objekterkennung möglich ist, und einer Schallgeschwindigkeit, die zur Entwurfszeit bestimmt werden, und Addieren der Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle und der internen Verarbeitungszeit zu der maximalen Ausbreitungszeit der reflektierten Welle.
Folglich ist das von der CPU 102 abgerufene Ausgangssignal ein Ausgangssignal von dem Zeitpunkt, wenn die basierend auf der minimalen Entfernung der Objekterkennung seit der Übertragung des Eingangssignals festgestellte Zeit verstrichen ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die basierend auf der maximalen Entfernung der Objekterkennung festgestellte Zeit seit der Übertragung des Eingangssignals verstrichen ist.
Dann ermittelt die CPU 102 Korrelationswerte zwischen dem generierten Eingangssignal und dem vorstehenden Ausgangssignal und eine Kreuzkorrelationsfunktion, die eine Zusammenstellung davon ist (Schritt S109, entsprechend Schritt S104 des Abnormalitätserkennungsprozesses).
Eine Gleichung zum Ermitteln der Korrelationswerte lautet wie folgt und unterscheidet sich von der vorstehenden Gleichung (1), verwendet in dem Abnormalitätserkennungsprozess in τ und dem Integrationsintervall:
$R_{s, r} (τ) = \int_{0}^{T_{2}} s (t) r (t + τ) d t .$
Während τ₁ bei Verwendung im Abnormalitätserkennungsprozess die Zeit ab dem Beginn der Wellenform des Eingangssignals bis zum Beginn der Wellenform des Abnormalitätserkennungsausgangssignals ist und ein fester Wert basierend auf der Entfernung zwischen dem Ultraschallsender 106 und dem Ultraschallempfänger 107 ist, ist τ bei Gebrauch im Objekterkennungsprozess eine Variable. Beim Ermitteln der Korrelationswerte im Objekterkennungsprozess, wenn τ variiert ist, werden nacheinander Korrelationswerte, die jeweils ein integrierter Wert des Produkts des Eingangssignals s(t) und des Ausgangssignals r(t + τ) sind, berechnet. Bei der Ermittlung der Korrelationswerte für den gesamten Bereich des im Schritt S108 abgerufenen Ausgangssignals ist der Mindestwert der Variable τ die Summe aus der minimalen Ausbreitungszeit der reflektierten Welle und der internen Verarbeitungszeit. Mit anderen Worten, er ist die Summe der Ausbreitungszeit der direkten Welle, der Zeit, für welche die Wellenform der direkten Welle präsent ist (gleich der Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle), und der internen Verarbeitungszeit. Der maximale Wert ist die Summe der maximalen Ausbreitungszeit der reflektierten Welle und der internen Verarbeitungszeit.
Ein Satz der so nacheinander als τ ermittelten Korrelationswerte wird variiert / wird als die Kreuzkorrelationsfunktion festgestellt.
Das Integrationsintervall reicht vom Zeitpunkt null bis zum Zeitpunkt T₂, wenn die Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle verstrichen ist. Da die Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle kürzer als jene der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle ist, ist T₂ kleiner als T₁, verwendet im Abnormalitätserkennungsprozess (T₁ > T₂).
Dann stellt die CPU 102 fest, ob es eine Spitze mit einer Höhe (einer Größenordnung des Korrelationswertes) gibt, die nicht kleiner als der sechste Schwellenwert in der Wellenform der im Schritt S109 ermittelten Kreuzkorrelationsfunktion ist (Schritt S110, entsprechend Schritt S105 des Abnormalitätserkennungsprozesses). Der sechste Schwellenwert ist ein im Speicher 103 gespeicherter Schwellenwert und ist ein Schwellenwert, um festzustellen, ob das Ausgangssignal eine Wellenform der reflektierten Welle 4 aufweist. Wenn der sechste Schwellenwert auf einen großen Wert gesetzt ist, ist es möglich, beim Erkennen eines Objekts 2 in der Nähe des Fahrzeugs 1 eine falsche Erkennung durch Rauschen zu verhindern. Zudem ist es, wenn er auf einen kleinen Wert gesetzt ist, möglich, ein kleines Objekt 2, ein Objekt 2 mit geringem Reflexionsgrad oder ein entferntes Objekt 2 zu erkennen.
Wenn die CPU 102 feststellt, dass eine Spitze vorhanden ist (JA in Schritt S110), ermittelt sie ab τ entsprechend der Spitze der Kreuzkorrelationsfunktion eine verstrichene Zeit ab der Übertragung der Objekterkennungsultraschallwelle durch den Ultraschallsender 106 bis zum Empfang der reflektierten Welle 4 durch den Ultraschallempfänger 107, und berechnet aus der verstrichenen Zeit und der Schallgeschwindigkeit eine Entfernung zu dem Objekt 2. Dann generiert die CPU 102 ein Signal, das die Tatsache der Erkennung des Objekts 2 und die Entfernung zu dem Objekt 2 angibt und sendet dieses an andere mit dem fahrzeuginternen Netzwerk verbundene Steuerungsvorrichtungen (Schritt S111, entsprechend Schritt S106 des Abnormalitätserkennungsprozesses).
Da τ entsprechend der Spitze ein Wert gleich der Zeit ab dem Start des Eingangssignals bis zum Start der Wellenform der reflektierten Welle 4 ist, kann hier die vorstehend verstrichene Zeit durch Subtrahieren der internen Verarbeitungszeit von τ berechnet werden.
Nach der Feststellung, dass es keine Spitze gibt (NEIN in Schritt S110) und nach dem Generieren des Signals, das die Tatsache angibt, dass ein Objekt 2 erkannt wurde, sowie anderer Informationen und ihrer Übertragung (Schritt S111), beendet die CPU 102 den Objekterkennungsprozess und wiederholt den Prozess des Ablaufs.
Hier wird eine ergänzende Beschreibung zu der im Abnormalitätserkennungsprozess verwendeten Abnormalitätserkennungsultraschallwelle vorgenommen.
Wie vorstehend erwähnt, ist die Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle. Dies ermöglicht im Abnormalitätserkennungsprozess Unterscheidung zwischen der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle und einem Rauschen, etwa der Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug.
Ein Beispiel für die Längen der Übertragungszeiten der Objekterkennungsultraschallwelle und der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle wird beschrieben.
Als die Objekterkennungsultraschallwelle wird eine Ultraschallwelle verwendet, die aus etwa einem bis einigen Zyklen einer Welle besteht. Die Beschreibung in 2 hat ein Beispiel eines Zyklus beschrieben. Hier wird als ein weiteres Beispiel ein Beispiel beschrieben, in dem eine Ultraschallwelle, die vier Zyklen einer Welle umfasst, verwendet wird.
Wenn der Ultraschallsender 106 durch eine Vibrationsvorrichtung mit einer Resonanzfrequenz von 40 kHz ausgebildet ist und die von dem Ultraschallsender 106 gesendete Objekterkennungsultraschallwelle vier Zyklen einer Welle umfasst, beträgt die Übertragungszeit 0,1 ms.
Andererseits wird als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle eine Ultraschallwelle genutzt, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist. Die Beschreibung unter Verwendung von 2 hat ein Beispiel beschrieben, in dem die Objekterkennungsultraschallwelle ein Zyklus einer Welle ist und die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zwei Zyklen einer Welle ist.
Wenn der Ultraschallsender durch eine Vibrationsvorrichtung mit einer Resonanzfrequenz von 40 kHz ausgebildet ist und die vom Ultraschallsender gesendete Abnormalitätserkennungsultraschallwelle beispielsweise 4032 Zyklen einer Welle umfasst, beträgt die Übertragungszeit 100,8 ms und etwa das 1000-Fache der Übertragungszeit der Objekterkennungsultraschallwelle (vier Zyklen einer Welle).
Zudem ist die Summe der absoluten Werte der Amplituden der in der ersten Ausführungsform verwendeten Abnormalitätserkennungsultraschallwelle größer als jene der Objekterkennungsultraschallwelle. Dies kann den Korrelationswert erhöhen, wenn die direkte Welle 5 erfolgreich empfangen wurde, und das S/N-Verhältnis verbessern.
Zudem kann das im Abnormalitätserkennungsprozess generierte Eingangssignal ein von der CPU 102 abgerufenes Signal sein, ein Referenzsignal modulierend, um es mit einem Code zu überlagern. Der Ultraschallsender 106 nutzt das Eingangssignal, um eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle mit dem darauf überlagerten Code zu senden.
Die CPU 102 liest die Wellenform des Referenzsignals (Trägerwelle) und die Wellenform eines Modulationssignals, die im Speicher 103 gespeichert sind, und multipliziert diese, um ein Eingangssignal mit einem darauf überlagerten Code zu generieren.
7 ist ein Beispiel (28 Zyklen) eines Eingangssignals, erhalten durch Phasenmodulierung eines Referenzsignals (Trägerwelle), um darauf Informationen einer vorbestimmten Codesequenz zu überlagern. In diesem Beispiel sind Informationen einer Codesequenz [1, 1, 1, 0, 1, 0, 0] überlagert. Die Verwendung einer solchen Ultraschallwelle mit darauf überlagerten Codes ermöglicht die Unterscheidung von Ultraschallwellen ohne darauf überlagerte Codes von anderen Fahrzeugen oder dergleichen. Die Objekterkennungsultraschallwelle in der Objekterkennung der ersten Ausführungsform ist ebenfalls eine Ultraschallwelle ohne darauf überlagertem Code.
7 veranschaulicht ein Beispiel eines Eingangssignals, in dem die Anzahl der Bits 7 ist und die Anzahl der Zyklen je Bit 4 ist. Die Anzahl der Bits gibt die Länge der Codesequenz an, und die Anzahl der Zyklen je Bit gibt die Anzahl der Zyklen an, die für die Repräsentation eines Codes verwendet werden. Folglich werden in dem vorstehenden Beispiel für die Repräsentation eines Codes (1 oder 0) 4 Zyklen verwendet. Darüber hinaus wird ein Eingangssignal generiert durch Vorbereitung von 7 Sets von vier Zyklen (eine Welle, bei der die Gesamtanzahl der Zyklen 28 beträgt).
Ein weiteres Beispiel des Eingangssignals mit darauf überlagerten Informationen einer Codesequenz kann ein Signal sein, in dem die Anzahl der Bits 63 ist und die Anzahl der Zyklen pro Bit 64 ist (eine Welle, deren Gesamtanzahl der Zyklen 4032 ist).
Die auf dem Eingangssignal überlagerte Codesequenz kann eine M-Codesequenz, eine Gold-Codesequenz oder eine Barker-Codesequenz sein.
Darüber hinaus kann, obwohl 7 ein Beispiel einer Phasenmodulation veranschaulicht, Amplitudenmodulation oder Frequenzmodulation ausgeführt werden. Ferner wurde zwar beschrieben, dass die CPU 102 das Referenzsignal (Trägerwelle) mit dem Modulationssignal multipliziert, um das Eingangssignal zu generieren, doch ist es möglich, dass ein Modulator mit der CPU 102 verbunden und veranlasst wird, das Referenzsignal zu modulieren, um das Eingangssignal zu generieren. Zudem ist, wenn der Ultraschallsender 106 ein piezoelektrisches Element nutzt, keine Modulation erforderlich, und es ist nur erforderlich, eine Spannung auf den Ultraschallsender 106 für eine mit der Übertragungszeit korrespondierende Periode anzuwenden.
Nachfolgend wird der Prozess des Feststellens, ob im Schritt S101 von 6 ausgeführte Abnormalitätserkennung zu starten ist, ausführlich unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 8 beschrieben.
Der Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung der Objekterkennungsvorrichtung 100 zu starten ist, wird von dem Feststeller 121 der Steuerungsvorrichtung 101 ausgeführt. Die Steuerungsvorrichtung 101 empfängt Geschwindigkeitsinformationen, gesendet von der Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110, an der Schnittstelle 104 und speichert diese sequenziell im Speicher 103. Der Feststeller 121 nutzt die Geschwindigkeitsinformationen, um festzustellen, ob die Abnormalitätsfeststellung zu starten ist. Jede Geschwindigkeitsinformation umfasst die Messzeit und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1.
Beim Start des Prozesses von Schritt S101 (6) ruft die CPU 102 zuerst die letzte Geschwindigkeitsinformation und die vorangehende(n) Geschwindigkeitsinformation(en) von einem vorbestimmten Zeitraum in der Vergangenheit ab (Schritt S131).
Konkret spezifiziert die CPU 102 die Adressen im Speicher 103, in dem die Geschwindigkeitinformationen bei oder nach einer vorbestimmten Zeit gespeichert werden, und instruiert den Speicher 103, die an den angegebenen Adressen gespeicherten Geschwindigkeitsinformationen auszugeben und dabei die Geschwindigkeitsinformationen zu lesen.
Die CPU 102 berechnet aus den Lesen-Geschwindigkeitsinformationen die Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zu jeder Messzeit (Schritt S132).
Die CPU 102 liest aus dem Speicher 103 einen dritten Schwellenwert aus und stellt fest, ob die Absolutwerte aller berechneten Beschleunigungen nicht größer als der dritte Schwellenwert sind, der ein vorbestimmter Schwellenwert ist (Schritt S133). Der dritte Schwellenwert ist ein Schwellenwert für die Feststellung, ob ein Stopp des Fahrzeugs 1 ein Notstopp ist, und ist ein Wert, der mit den Absolutwerten der Beschleunigungen verglichen wird. Wenn die Absolutwerte der Beschleunigungen größer als der dritte Schwellenwert sind, wird festgestellt, dass es sich um einen Hochnotstopp handelt, und wenn sie niedriger als der dritte Schwellenwert sind, wird festgestellt, dass es sich um einen Niedrignotstopp handelt.
Wenn die Absolutwerte aller Beschleunigungen nicht größer als der dritte Schwellenwert (JA in Schritt S133) sind, stellt die CPU 102 fest, ob die von den Geschwindigkeitsinformationen angegebene Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht größer als ein zweiter Schwellenwert, der ein vorbestimmter Schwellenwert (Schritt S134) ist, blieb.
Konkret liest die CPU 102 aus dem Speicher 103 den zweiten Schwellenwert. Der zweite Schwellenwert ist ein Schwellenwert für die Feststellung, ob das Fahrzeug 1 in einem gestoppten Zustand ist, und ist ein Wert, der mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 verglichen wird. Wenn beispielsweise festgestellt werden soll, dass der Zustand, in dem die Geschwindigkeit nicht größer als 3 km/h ist, der gestoppte Zustand des Fahrzeugs 1 ist, wird ein Wert, der größer als 3 km/h ist, als der zweite Schwellenwert verwendet.
Dann stellt die CPU 102 fest, ob die Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 1 zu allen im Schritt S131 gelesenen Messzeiten nicht größer als der zweite Schwellenwert sind. Wenn die Geschwindigkeiten zu allen Messzeiten nicht größer als der zweite Schwellenwert sind, stellt die CPU 102 fest, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht größer als der zweite Schwellenwert blieb.
Wenn die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert blieb (JA in Schritt S134), stellt die CPU 102 fest, die Abnormalitätserkennung (Schritt S135) zu starten, und startet den Abnormalitätserkennungsprozess, beginnend ab Schritt S102 (6).
Wenn die Bedingung, dass alle Beschleunigungen nicht größer als der dritte Schwellenwert sind, nicht erfüllt ist (NEIN in Schritt S133), oder wenn die Bedingung, dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert blieb, nicht erfüllt ist (NEIN in Schritt S134), legt die CPU 102 fest, die Objekterkennung zu starten, und startet die Objekterkennung beginnend ab dem Schritt S107 (6).
Nachfolgend wird eine ergänzende Beschreibung des Prozesses vorgenommen, in dem die Objekterkennungsvorrichtung 100 feststellt, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist.
Zuerst wird beschrieben, warum es, wenn festgestellt wird, die Abnormalitätserkennung zu starten (Schritt S135), erforderlich ist, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht größer als der zweite Schwellenwert blieb (Schritt S134).
In der ersten Ausführungsform, wenn die Abnormalitätserkennung ausgeführt wird, wird eine Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle verwendet. Folglich dauert der Abnormalitätserkennungsprozess länger als der Objekterkennungsprozess, da die Übertragungszeit der Ultraschallwelle länger ist. Da zudem die Objekterkennung und die Abnormalitätserkennung unterschiedliche Ultraschallwellen nutzen, kann die Objekterkennung nicht ausgeführt werden, während der Abnormalitätserkennungsprozess ausgeführt wird. Folglich ist es zu bevorzugen, dass der Abnormalitätserkennungsprozess in einem gestoppten Zustand, der eine lange Zeit (zum Beispiel 1 Sekunde oder mehr) andauert, ausgeführt wird, in dem die Objekterkennung nicht notwendig ist.
Angesichts des Vorstehenden ist es in der ersten Ausführungsform, als eine Bedingung für das Starten der Abnormalitätserkennung, erforderlich, dass das Fahrzeug 1 im gestoppten Zustand ist, und es ist ferner erforderlich, dass das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleibt.
Der gestoppte Zustand des Fahrzeugs 1 umfasst nicht nur den Zustand, in dem das Fahrzeug 1 vollständig gestoppt ist (den Zustand, in dem die Geschwindigkeit null ist), sondern auch den Zustand, in dem sich das Fahrzeug 1 leicht bewegt (die Geschwindigkeit einige Kilometer pro Stunde ist). Damit soll im gestoppten Zustand auch der Fall eingeschlossen werden, in dem ein unzureichendes Bremsen dem Fahrzeug 1 gestattet, sich leicht zu bewegen.
Nachfolgend wird beschrieben, warum es, wenn festgestellt wird, die Abnormalitätserkennung zu starten (Schritt S135), erforderlich ist, dass die Absolutwerte der Beschleunigung nicht größer als der dritte Schwellenwert sind (Schritt S133).
In einem Fall, in dem das Fahrzeug 1 einen Notstopp ausführt, kann selbst dann, wenn das Fahrzeug 1 nach dem Notstopp für eine lange Zeit im gestoppten Zustand ist, in der Nähe des Fahrzeugs 1 ein Objekt 2 existieren, und Peripherieüberwachung sollte ausgeführt werden. In einem solchen Fall sollte eine Steuerung zur Vermeidung von Kollision von der Vorrichtung zur Steuerung des autonomen Fahrens oder einer Kollisionsvermeidungsvorrichtung fortgesetzt werden, und der Objekterkennungsprozess sollte fortgesetzt werden. Folglich ist es zu bevorzugen, anstelle des Abnormalitätserkennungsprozesses die Ausführung des Objekterkennungsprozesses fortzusetzen.
Angesichts des Vorstehenden ist es in der ersten Ausführungsform als eine Bedingung zum Starten der Abnormalitätserkennung erforderlich, dass von dem Fahrzeug 1 kein Notstopp ausgeführt wird.
Von den Bedingungen in Schritt S134 in der ersten Ausführungsform wird die Bedingung, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht größer als der zweite Schwellenwert ist, als die Fahrzeugstoppbedingung bezeichnet.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind wie vorstehend ausgelegt und bieten die folgenden Vorteile.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 nutzen bei der Ausführung der Abnormalitätserkennung als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle eine Ultraschallwelle, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist.
Während im Allgemeinen bei der Ausführung von Objekterkennung eine Ultraschallwelle mit einer kurzen Übertragungszeit genutzt wird, da die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 eine Ultraschallwelle mit einer langen Übertragungszeit als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle nutzen, ist es leicht, in dem Abnormalitätserkennungsprozess zwischen der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle und einem Rauschen, wie der Ultraschallwelle des anderen Fahrzeugs, zu unterscheiden. Konkret ist der Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal und dem basierend auf einem Rauschen, beispielsweise der Ultraschallwelle des anderen Fahrzeugs, generierten Ausgangssignal, nicht größer als jener bei einem normalen Empfang der direkten Welle 5. Nimmt man den Vorteil des Unterschieds in der Größenordnung zwischen den Korrelationswerten, ist es möglich, zwischen der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle und einem Rauschen, beispielsweise der Ultraschallwelle von dem anderen Fahrzeug, zu unterscheiden.
Folglich ist es selbst dann, wenn in der Periode, in welcher die direkte Welle 5 zu empfangen ist, ein Rauschen, beispielsweise die Ultraschallwelle des anderen Fahrzeugs empfangen wird, möglich, eine Abnormalität in dem Ultraschallsender 106 oder Ultraschallempfänger 107 exakt zu erkennen.
Darüber hinaus nutzen die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 bei der Ausführung der Abnormalitätserkennung als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle eine Ultraschallwelle, sodass die Summe der Absolutwerte der Amplituden der Ultraschallwelle größer als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist.
Die Größenordnung des Korrelationswerts zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal ist proportional zur Summe der Absolutwerte von Amplituden jedes Signals. Folglich kann die Nutzung einer Ultraschallwelle dergestalt, dass die Summe der Absolutwerte von Amplituden der Ultraschallwelle groß ist, den Korrelationswert erhöhen und das S/N-Verhältnis verbessern. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen großen Wert als den ersten Schwellenwert zu nutzen und selbst unter Umständen mit großem Rauschen eine falsche Feststellung zu verhindern.
Darüber hinaus können die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 bei der Ausführung der Abnormalitätserkennung als die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle eine Ultraschallwelle mit einem darauf überlagerten Code nutzen.
Die Nutzung einer Ultraschallwelle mit einem darauf überlagerten Code ermöglicht die Unterscheidung von einem Rauschen, beispielsweise der Ultraschallwelle mit keinem darauf überlagerten Code von dem anderen Fahrzeug. Als ein Ergebnis ist es selbst dann, wenn in der Periode, in welcher die direkte Welle 5 zu empfangen ist, ein Rauschen, beispielsweise die Ultraschallwelle des anderen Fahrzeugs, empfangen wird, möglich, eine Abnormalität in dem Ultraschallsender 106 oder Ultraschallempfänger 107 exakt zu erkennen.
Darüber hinaus starten die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 die Abnormalitätserkennung, wenn die Fahrzeugstoppbedingung, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht größer als der zweite Schwellenwert ist, erfüllt ist.
Da die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle mit einer langen Übertragungszeit nutzen, nimmt der Abnormalitätserkennungsprozess Zeit in Anspruch, da die Übertragungszeit lang ist. Da zudem als die Objekterkennungsultraschallwelle und Abnormalitätserkennungsultraschallwelle verschiedene Ultraschallwellen verwendet werden, können der Objekterkennungsprozess und der Abnormalitätserkennungsprozess nicht gleichzeitig ausgeführt werden.
Da die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 die Abnormalitätserkennung starten, wenn die Fahrzeugstoppbedingung erfüllt ist, ist es möglich, den Abnormalitätserkennungsprozess in einer Situation zu starten, in der das Fahrzeug 1 im gestoppten Zustand ist, die Objekterkennung nicht erforderlich ist und die Zeit für den Abnormalitätserkennungsprozess sichergestellt werden kann.
Folglich ist es möglich, die Zeit für den Abnormalitätserkennungsprozess während eines Fahrzeugstopps sicherzustellen, während der Objekterkennungsprozess während der Fahrt ausgeführt wird, in der die Objekterkennung notwendig ist.
Darüber hinaus starten die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 die Abnormalitätserkennung, wenn die Absolutwerte der Beschleunigungen des Fahrzeugs 1 nicht größer als der dritte Schwellenwert sind.
Wenn die Beschleunigung (Verlangsamung) zur Zeit des Stopps des Fahrzeug 1 groß ist, kann festgestellt werden, dass das Fahrzeug 1 einen Notstopp ausführt. Da ein Notstopp in einer Situation ausgeführt wird, in der Überwachung der Peripherie des Fahrzeugs 1 fortgesetzt werden sollte, sollte die Objekterkennung in der Nähe des Fahrzeugs 1 fortgesetzt werden. Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 starten die Abnormalitätserkennung, wenn ein Stopp mit kleiner Beschleunigung vorgenommen wurde, und setzen die Objekterkennung zum Zeitpunkt des Notstopps fort.
Folglich ist es zur Zeit des Notstopps möglich, die Objekterkennung fortzusetzen und die Sicherheit des Fahrzeugs 1 zu verbessern.
Modifikationen der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
Wenn im Schritt S101 von 6 festgestellt wird, dass die Abnormalitätserkennung zu starten ist, führen die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 danach den Abnormalitätserkennungsprozess (Schritte S102 bis 5106) aus. Es ist jedoch möglich, den Prozess des Feststellens, ob die Objekterkennung zu starten ist, bei Bedarf während des Prozesses der Schritte S102 bis S106 wiederholt auszuführen, und wenn festgestellt wird, die Objekterkennung zu starten, den Abnormalitätserkennungsprozess zu unterbrechen und den Objekterkennungsprozess (Schritte S107 bis S111) auszuführen.
Dabei ist es, während des Abnormalitätserkennungsprozesses, wenn das Fahrzeug 1 beginnt, sich zu bewegen, und im Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, festgestellt wird, die Objekterkennung zu starten, möglich, den Objekterkennungsprozess sofort zu starten.
Im Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, stellen die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 fest, die Abnormalitätserkennung zu starten, vorausgesetzt, dass die Beschleunigung nicht größer als der dritte Schwellenwert ist, dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist und dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert bleibt. Es ist nicht obligatorisch, alle diese drei Bedingungen anzuwenden. Es ist möglich, zu verlangen, dass die Beschleunigung nicht größer als der dritte Schwellenwert ist und dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist, und es ist auch möglich, nur zu verlangen, dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Beschreibung von Teilen, die die gleichen wie die Konfiguration und der Betrieb, beschrieben in der ersten Ausführungsform, sind, wird weggelassen, und nachfolgend werden Teile beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden, und Teile, die in der ersten Ausführungsform nicht beschrieben wurden.
In der ersten Ausführungsform, im Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, wird festgestellt, die Abnormalitätserkennung zu starten, vorausgesetzt, dass die Beschleunigung nicht größer als der dritte Schwellenwert ist, dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist und dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert bleibt.
In der zweiten Ausführungsform wird zusätzlich zu den Bedingungen in der ersten Ausführungsform unter Verwendung von Informationen vor dem Fahrzeug 1 festgestellt, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand verbleibt.
Die Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform wird beschrieben.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform umfasst die fahrzeuginterne Kamera 113 zum Erfassen eines Bildes vor dem Fahrzeug 1 und die Kamerasteuerungs-ECU 114, die die fahrzeuginterne Kamera 113 steuert (4 und 5). Die Steuerungsvorrichtung 101 empfängt Bilddaten vor dem Fahrzeug 1, erfasst durch die fahrzeuginterne Kamera 113, über die Kamerasteuerungs-ECU 114 und stellt fest, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleibt.
Nachfolgend wird jede Komponente beschrieben.
Die fahrzeuginterne Kamera 113 ist eine Komponente zum Erfassen eines Bildes vor dem Fahrzeug 1, die eine Information für die Steuerungsvorrichtung 101 ist, um festzustellen, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleibt.
Die fahrzeuginterne Kamera 113 wird in der Peripherie einer Windschutzscheibe oder eines Frontgrills in dem Fahrzeug platziert, sodass sie ein Bild vor dem Fahrzeug 1 erfassen kann. Sie erfasst periodisch ein Bild vor dem Fahrzeug 1 und überträgt die erfasste Bilddatenposition über die Signalleitung 112 an die Kamerasteuerungs-ECU 114. Die Bilddatenposition umfasst Informationen, die die Erfassungszeit angeben.
Die Kamerasteuerungs-ECU 114 ist eine Komponente zum Erfassen der Bilddatenpositionen von der fahrzeuginternen Kamera 113 und zu deren Übertragung an die Steuerungsvorrichtung 101.
Die Kamerasteuerungs-ECU 114 empfängt über die Signalleitung 112 eine Bilddatenposition, gesendet von der fahrzeuginternen Kamera 113, konvertiert die Bilddatenposition in das CAN-Frame-Format und sendet sie über den Bus 111 an die Steuerungsvorrichtung 101.
Darüber hinaus sendet die Kamerasteuerungs-ECU 114 an die fahrzeuginterne Kamera 113 Befehle zum Starten, Stoppen oder periodischen Verändern der Erfassung, und steuert die fahrzeuginterne Kamera 113.
Nachfolgend wird die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 101 zum Aufnehmen von Bilddatenpositionen und Feststellen, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleibt.
Der Speicher 103, der die Steuerungsvorrichtung 101 darstellt, speichert Bilddatenpositionen vor dem Fahrzeug 1, erfasst von der fahrzeuginternen Kamera 113, für eine vorgegebene Periode. Er speichert auch die Erfassungszeiten.
Darüber hinaus speichert der Speicher 103, der die Steuerungsvorrichtung 101 darstellt, ein Bilderkennungsprogramm zum Erkennen eines bestimmten Objekts 2 aus einem von der fahrzeuginternen Kamera 113 erfassten Bild. Die CPU 102 kann Bilderkennung durch Lesen und Ausführen des Bilderkennungsprogramms ausführen.
Nachfolgend wird der Betrieb der Steuerungsvorrichtung 101 der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 9 eines Prozesses des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, beschrieben. Der Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, wird von dem Feststeller 121 der Steuerungsvorrichtung 101 ausgeführt.
Von dem Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung in der zweiten Ausführungsform zu starten ist, sind der Prozess der Schritte S131 bis S134, der Prozess von Schritt S135 und der Prozess von Schritt S136 die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform (8). Der Prozess der zweiten Ausführungsform umfasst anschließend an den Prozess von Schritt S134 zusätzlich den Prozess der Schritte S201 bis S204.
Der zusätzliche Prozess der Schritte S201 bis S204 wird beschrieben.
Durch den Prozess bis zum Schritt S134 wird festgestellt, dass das Fahrzeug 1 keinen Notstopp ausgeführt hat (JA in Schritt S133), und dass das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand blieb (JA im Schritt S134).
Nachfolgend ruft die CPU 102 der Steuerungsvorrichtung 101 zeitlich aufeinanderfolgende Bilddatenpositionen ab, die Bilddatenpositionen vor dem Fahrzeug 1 sind, und die Bilddatenpositionen zur letzten Erfassungszeit enthalten (Schritt S201).
Konkret spezifiziert die CPU 102 die Adressen im Speicher 103 der ab einer vorbestimmten Zeit vor der aktuellen Zeit erfassten Bilddatenpositionen, befiehlt dem Speicher 103, sie auszugeben, und liest die Bilddatenpositionen aus dem Speicher 103.
Dann berechnet die CPU 102 aus der frühesten von den Erfassungszeiten der Bilder, in denen sich das Signal einer Verkehrsampel zu einem Stoppsignal (rotes Signal) verändert hat, und der Erfassungszeit eines Bildes, zu der sich das Stoppsignal verändert hat, eine Änderungsperiode des Stoppsignals (Schritt S202).
Konkret führt die CPU 102 eine Extraktion einer in jeder der aus dem Speicher 103 gelesenen Bilddatenpositionen enthaltenen Verkehrsampel aus. Für die Bilderkennung wird ein bekanntes Verfahren, beispielsweise Musterabgleich, verwendet.
Darüber hinaus stellt die CPU 102 aus Luminanzinformationen und Farbdifferenzinformationen der Bilddatenposition fest, ob die Farbe des Signals der extrahierten Verkehrsampel rot ist. Dann stellt die CPU 102 die früheste der Erfassungszeiten der zeitlich aufeinanderfolgenden Bilder, für die festgestellt wurde, dass die Signalfarbe das Stoppsignal (rotes Signal) ist, als eine Zeit fest, zu der eine Veränderung an dem Stoppsignal vorgenommen wurde, stellt die letzte der Erfassungszeiten als eine Zeit fest, zu der das Stoppsignal verändert wurde, und berechnet aus der Differenz zwischen diesen Zeiten die Änderungsperiode des Stoppsignals.
Dann stellt die CPU 102 auf der Grundlage der Erfassungszeiten der Bilder fest, wann das aktuelle Stoppsignal startete. Unter Verwendung dieser Erfassungszeit und der Änderungsperiode wird die verbleibende Zeit bis zur Veränderung des aktuellen Stoppsignals berechnet (Schritt S203).
Konkret addiert die CPU 102 die Änderungsperiode zu der letzten von den Erfassungszeiten der Bilder, zu denen festgestellt wird, dass sich die Farbe des Signals zu einem Stoppsignal (rotes Signal) änderte, dabei die Zeit feststehend, wenn sich das aktuelle Stoppsignal ändern wird, und berechnet aus der Differenz zwischen der Zeit und der aktuellen Zeit die verbleibende Zeit.
Dann stellt die CPU 102 fest, ob die verbleibende Zeit nicht kleiner als ein siebenter Schwellenwert ist, der ein vorbestimmter Schwellenwert (Schritt S204) ist. Der siebente Schwellenwert wird im Speicher 103 gespeichert. Der siebente Schwellenwert ist ein Schwellenwert für die Feststellung, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleibt, und ist ein Schwellenwert, der mit der verbleibenden Zeit bis zur Änderung des Stoppsignals verglichen wird. Wenn beispielsweise der Abnormalitätserkennungsprozess 1 Sekunde dauert, wird ein Wert von nicht weniger als 1 Sekunde als der siebente Schwellenwert verwendet.
Wenn die verbleibende Zeit nicht kleiner als der siebente Schwellenwert (JA in Schritt S204) ist, stellt die CPU 102 fest, dass das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleiben wird, und stellt fest, die Abnormalitätserkennung (Schritt S135) zu starten.
Wenn die verbleibende Zeit kleiner als der siebente Schwellenwert (NEIN in Schritt S204) ist, stellt die CPU 102 fest, dass das Fahrzeug 1 nicht für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleiben wird, und stellt fest, die Objekterkennung (Schritt S136) zu starten.
Nach dem Prozess von Schritt S135 oder S136 endet der Prozess des Ablaufs, und die CPU 102 führt den Abnormalitätserkennungsprozess (Schritte S102 bis S106) oder den Objekterkennungsprozess (Schritte S107 bis S111) von 6 aus.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind wie vorstehend ausgelegt und stellen die folgenden Vorteile bereit.
In der zweiten Ausführungsform wird zusätzlich zu den Bedingungen in der ersten Ausführungsform durch Verwendung von Informationen, die von der fahrzeuginternen Kamera 113, die ein Bild vor dem Fahrzeug 1 erfasst, empfangen wurden, festgestellt, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit an einem Stoppsignal in dem gestoppten Zustand bleiben wird.
Dadurch ist es möglich, genauer festzustellen, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleiben wird und während des Fahrzeugstopps die Zeit für den Abnormalitätserkennungsprozess sicherzustellen, während der Objekterkennungsprozess während der Fahrt ausgeübt wird, in der Objekterkennung benötigt wird.
Modifikationen der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 vergleichen die verbleibende Zeit, bis sich das Stoppsignal verändert, mit dem siebenten Schwellenwert, und stellen fest, dass das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleiben wird. Wenn ein in der Bilddatenpositionen enthaltenes Signal zu der zur aktuellen Zeit nächsten Erfassungszeit ein Stoppsignal ist, ist es jedoch möglich, festzustellen, dass das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleiben wird, und festzustellen, die Abnormalitätserkennung zu starten.
Darüber hinaus stellen die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 fest, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleiben wird, indem sie Informationen vor dem Fahrzeug 1 verwenden, zusätzlich zu den Bedingungen in der ersten Ausführungsform, dass die Beschleunigung nicht größer als der dritte Schwellenwert ist, dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist und dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert bleibt. Es ist jedoch möglich, die Feststellung durch Verwendung allein der Informationen vor dem Fahrzeug 1 zu treffen, ohne die Bedingungen in der ersten Ausführungsform zu nutzen, und es ist auch möglich, die Feststellung durch Verwendung einiger der Bedingungen in der ersten Ausführungsform und von Informationen vor dem Fahrzeug zu treffen.
Unter Verwendung der von der fahrzeuginternen Kamera 113 erfassten Bilder können die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 zudem nicht nur feststellen, dass das Fahrzeug 1 wegen eines Stoppsignals einer Verkehrsampel für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleiben wird, sondern können auch feststellen, dass vor dem Fahrzeug 1 ein Verkehrsstau ist und das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleiben wird.
Konkret speichert der Speicher 103 einen achten Schwellenwert. Der achte Schwellenwert ist ein Schwellenwert für die Feststellung, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleiben wird, und ist ein Schwellenwert, der mit der Anzahl der im Vorfeld gestoppten Fahrzeuge verglichen wird.
Die CPU 102 ruft ein Bild vor dem Fahrzeug 1 (entsprechend Schritt S201) ab, erkennt im Vorfeld gestoppte Fahrzeuge und stellt die Anzahl der im Vorfeld gestoppten Fahrzeuge (bezeichnet als Stoppinformationen) fest (entsprechend den Schritten S202 und S203). Dann stellt die CPU 102 fest, ob die Anzahl der im Vorfeld gestoppten Fahrzeuge nicht kleiner als der achte Schwellenwert (entsprechend Schritt S204) ist. Wenn die Anzahl der im Vorfeld gestoppten Fahrzeuge nicht kleiner als der achte Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass ein Stau besteht, und es wird festgestellt, die Abnormalitätserkennung (entsprechend Schritt S135) zu starten. Wenn sie kleiner als der achte Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass kein Stau besteht, und es wird festgestellt, die Objekterkennung (entsprechend Schritt S136) zu starten.
Darüber hinaus wird in der zweiten Ausführungsform, wie in 9 veranschaulicht, bei jeder Ausführung des Prozesses des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, die Änderungsperiode des Stoppsignals berechnet (Schritt S202). Sobald jedoch die Wechselperiode einer Verkehrsampel berechnet wurde, ist es möglich, die Wechselperiode in dem Speicher 103 zu speichern und die verbleibende Zeit unter Verwendung der im Speicher 103 (Schritt S203) gespeicherten Wechselperiode ohne Ausführung des Berechnungsprozesses (Schritt S202) zu berechnen. Dadurch wird die Notwendigkeit beseitigt, die Wechselperiode der gleichen Verkehrsampel wiederholt bei jedem Mal zu berechnen, wenn der Prozess des Feststellens, ob die Abnormalitätserkennung zu starten ist, ausgeführt wird, beispielsweise während eines Verkehrsstaus, und verbessert die Verarbeitungseffizienz.
Dritte Ausführungsform
Nachfolgend wird die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Beschreibung von Teilen, die die gleichen wie die Konfiguration und der Betrieb der zweiten Ausführungsform sind, wird weggelassen, und nachfolgend werden Teile beschrieben, die sich von der zweiten Ausführungsform unterscheiden. Die dritte Ausführungsform kann in Kombination mit der zweiten Ausführungsform verwendet werden.
In der zweiten Ausführungsform wird zusätzlich zu den Bedingungen in der ersten Ausführungsform unter Verwendung von Informationen, die von der fahrzeuginternen Kamera 113, die ein Bild vor dem Fahrzeug 1 erfasst wurden, festgestellt, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleibt.
In der dritten Ausführungsform wird festgestellt, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleibt, indem durch Kommunikation mit der Außenseite des Fahrzeugs 1 erhaltene Informationen anstelle von Informationen genutzt werden, die in der zweiten Ausführungsform von der fahrzeuginternen Kamera 113 erhalten wurden.
Die Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der dritten Ausführungsform wird beschrieben.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 umfasst den GPS-Positionsbestimmungssensor 115 und eine Positionsbestimmungs-ECU 116 zum Erzeugen von Positionsinformationen des Fahrzeugs 1, und die Kommunikations-ECU 117 und den Funkwellen-Transceiver 118 zum Austauschen von Informationen mit der Außenseite des Fahrzeugs 1 (4 und 5).
Jede Komponente wird beschrieben.
Der GPS-Positionsbestimmungssensor 115 ist im Fahrzeug 1 installiert und empfängt von GPS-Satelliten Positionsbestimmungssignale.
Die Positionsbestimmungs-ECU 116 ist über die Signalleitung 112 mit dem GPS-Positionsbestimmungssensor 115 verbunden und erhält die von dem GPS-Positionsbestimmungssensor 115 empfangenen Positionsbestimmungssignale.
Die Positionsbestimmungs-ECU 116 berechnet aus den erhaltenen Positionsbestimmungssignalen den Breitengrad und Längengrad des Fahrzeugs 1 als Positionsinformationen und überträgt die Positionsinformationen über den Bus 111 an die Kommunikations-ECU 117 und die Steuerungsvorrichtung 101.
Die Kommunikations-ECU 117 erhält die Positionsinformationen des Fahrzeugs 1 über den Bus 111 von der Positionsbestimmung-ECU 116. Dann fügt sie die Positionsinformationen zu einem Signal zum Abfragen von Verkehrsinformationen an die Außenseite hinzu und überträgt sie an den über die Signalleitung 112 verbundenen Funkwellen-Transceiver 118.
Ferner erhält die Kommunikations-ECU 117 von dem Funkwellen-Transceiver 118 Verkehrsinformationen, die der Funkwellen-Transceiver 118 als ein Ergebnis von Übertragung des Signals zum Anfragen von Verkehrsinformationen erhielt. Dann überträgt sie die Verkehrsinformationen an die über den Bus 111 verbundene Steuerungsvorrichtung 101.
Hier umfassen die Verkehrsinformationen Positionsinformationen von Verkehrsampeln, die sich vor dem Fahrzeug 1 befinden, und Informationen, die Zeiten angeben, wenn sich Stoppsignale der Verkehrsampeln verändern.
Der Funkwellen-Transceiver 118 sendet das Signal zum Anfordern von Verkehrsinformationen, die von der Kommunikations-ECU 117 gesendet werden, über Funkwellen nach außen und empfängt Funkwellen, die Verkehrsinformationen von außen tragen. Er befindet sich somit in einer Position, in der er Funkwellen auf dem Fahrzeug 1 senden und empfangen kann, und sendet und empfängt Funkwellen mit einer bestimmten Frequenz gemäß einem Kommunikationsstandard, beispielsweise 5G oder LTE, oder einer Frequenz, die in der Kommunikation zwischen Fahrzeugen verwendet wird.
Die von der Kommunikations-ECU 117 übertragenen Verkehrsinformationen und die von der Positionsbestimmungs-ECU 116 übertragenen Positionsinformationen des Fahrzeugs 1 werden sequenziell in dem Speicher 103, der die Steuerungsvorrichtung 101 der dritten Ausführungsform bildet, gespeichert und aktualisiert.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Steuerungsvorrichtung 101 der dritten Ausführungsform beschrieben.
Ein Prozess durch die Steuerungsvorrichtung 101 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Flussdiagramm (9) des Prozesses zum Feststellen, ob die Abnormalitätserkennung der zweiten Ausführungsform in den Schritten S201, S202 und S203 gestartet werden soll. Diese Prozesse werden vom Feststeller 121 der Steuerungsvorrichtung 101 ausgeführt.
Die CPU 102 der Steuerungsvorrichtung 101 der dritten Ausführungsform liest aus dem Speicher 103 die Positionsinformationen des Fahrzeugs 1 und die Positionsinformationen der Verkehrsampeln, die in den Verkehrsinformationen enthalten sind, berechnet die Entfernungen zwischen dem Fahrzeug 1 und den Verkehrsampeln und ermittelt die Verkehrsampel, die dem Fahrzeug 1 am nächsten ist. Außerdem liest die CPU 102 aus dem Speicher 103 den Zeitpunkt aus, zu dem sich das Stoppsignal der ermittelten Ampel ändert (entsprechend Schritt S201 aus 9).
Ferner berechnet die CPU 102 eine verbleibende Zeit, die die Differenz ist zwischen dem ausgelesenen Zeitpunkt, zu dem sich das Stoppsignal ändern wird, und der aktuellen Zeit (entsprechend den Schritten S202 und S203 aus 9).
Der nachfolgende Prozess ist der gleiche wie in der zweiten Ausführungsform. Es wird festgestellt, ob die verbleibende Zeit nicht kleiner als der siebente Schwellenwert ist, und wenn sie nicht kleiner als der siebente Schwellenwert ist, wird bestimmt, die Abnormalitätserkennung zu starten, und wenn sie kleiner als der siebente Schwellenwert ist, wird bestimmt, die Objekterkennung zu starten (Schritte S204, S135 und S136).
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und die ihre Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind wie vorstehend ausgelegt und stellen die folgenden Vorteile bereit.
In der dritten Ausführungsform wird zusätzlich zu den Bedingungen in der ersten Ausführungsform unter Verwendung von Informationen, die durch Kommunikation mit der Außenseite des Fahrzeugs 1 empfangen wurden, festgestellt, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit am Stoppsignal gestoppt bleibt.
Dadurch ist es möglich, genauer festzustellen, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleiben wird und während des Fahrzeugstopps die Zeit für den Abnormalitätserkennungsprozess sicherzustellen, während der Objekterkennungsprozess während der Fahrt fortgesetzt wird, in der Objekterkennung benötigt wird.
Modifikationen der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 stellen fest, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleiben wird, indem sie Informationen verwenden, die durch Kommunikation mit der Außenseite des Fahrzeugs 1 empfangen wurden, zusätzlich zu den Bedingungen in der ersten Ausführungsform, dass die Beschleunigung nicht größer als der dritte Schwellenwert ist, dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist und dass die Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert bleibt. Es ist jedoch möglich, die Feststellung durch Verwendung allein der Informationen, die durch Kommunikation mit der Außenseite des Fahrzeugs 1 empfangen wurden, zu treffen, ohne die Bedingungen in der ersten Ausführungsform zu nutzen, und es ist auch möglich, die Feststellung durch Verwendung einiger der Bedingungen in der ersten Ausführungsform und von Informationen vor dem Fahrzeug zu treffen.
Unter Verwendung der von der Kommunikations-ECU 117 empfangenen Informationen können die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 zudem nicht nur feststellen, dass das Fahrzeug 1 wegen eines Stoppsignals einer Verkehrsampel für eine lange Zeit im gestoppten Zustand bleiben wird, sondern können auch feststellen, dass vor dem Fahrzeug 1 ein Verkehrsstau ist und das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleiben wird.
Konkret speichert der Speicher 103 der Steuerungsvorrichtung 101 einen achten Schwellenwert. Der achte Schwellenwert ist ein Schwellenwert für die Feststellung, ob das Fahrzeug 1 für eine lange Zeit in dem gestoppten Zustand bleiben wird, und ist ein Schwellenwert, der mit der Anzahl der im Vorfeld gestoppten Fahrzeuge verglichen wird.
Außerdem erzeugt die Kommunikations-ECU 117 für andere Fahrzeuge im Vorfeld ein Signal zum Anfordern, eine Information zu senden, die angibt, ob das andere Fahrzeug stoppte, überträgt sie durch den Funkwellen-Transceiver 118 und führt eine fahrzeugübergreifende Kommunikation durch. Dann empfängt die Kommunikations-ECU 117 von den anderen Fahrzeugen über den Funkwellen-Transceiver 118 Informationen, die angeben, ob das andere Fahrzeug gestoppt ist, und überträgt sie an die Steuerungsvorrichtung 101.
Die Steuerungsvorrichtung 101 speichert im Speicher 103 die Informationen, die angeben, ob das andere Fahrzeug gestoppt ist, empfangen von der Kommunikations-ECU 117.
Die CPU 102 des Steuergeräts 101 liest aus dem Speicher 103 die Informationen, die angeben, ob das andere Fahrzeug gestoppt ist (entsprechend Schritt S201 von 9), und ermittelt aus den Informationen die Anzahl der im Vorfeld gestoppten Fahrzeuge (als Stoppinformationen bezeichnet) (entsprechend den Schritten S202 und S203). Dann stellt die CPU 102 fest, ob die Anzahl der im Vorfeld gestoppten Fahrzeuge nicht kleiner als der achte Schwellenwert (entsprechend Schritt S204) ist. Wenn die Anzahl der im Vorfeld gestoppten Fahrzeuge nicht kleiner als der achte Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass ein Stau besteht, und es wird festgestellt, die Abnormalitätserkennung (entsprechend Schritt S135) zu starten. Wenn sie kleiner als der achte Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass kein Stau besteht, und es wird festgestellt, die Objekterkennung (entsprechend Schritt S136) zu starten.
Vierte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Beschreibung von Teilen, die die gleichen wie die Konfiguration und der Betrieb der ersten Ausführungsform sind, wird weggelassen, und nachfolgend werden Teile beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden. Die vierte Ausführungsform kann in Kombination mit der zweiten und dritten Ausführungsform verwendet werden.
In der ersten Ausführungsform wird festgestellt, ob das Abnormalitätserkennungsausgangssignal ein Signal der direkten Welle 5 enthält, und wenn kein Signal der direkten Welle 5 enthalten ist, wird festgestellt, dass sich der Ultraschallsender 106 oder Ultraschallempfänger 107 im abnormalen Zustand befindet.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 der vierten Ausführungsform erkennen, wenn kein Signal der direkten Welle 5 erkannt werden kann, welcher aus dem Ultraschallsender 106 und Ultraschallempfänger 107 eine Abnormalität aufweist, indem die Intensität des von dem Ultraschallempfänger 107 empfangenen Rauschens verwendet wird.
Die Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der vierten Ausführungsform wird beschrieben.
Der Speicher 103 der Steuerungsvorrichtung 101 der vierten Ausführungsform speichert ein Programm zum Berechnen der Intensität des von dem Ultraschallempfänger empfangenen Rauschens und zum Erkennen einer Abnormalität in der Ultraschallsende-/-empfangseinheit, und die CPU 102 der Steuerungsvorrichtung 101 liest das Programm und führt es aus.
Nachfolgend wird der Betrieb der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 10 beschrieben, die ein Flussdiagramm ist, das einen Teil des Abnormalitätserkennungsprozesses veranschaulicht.
Das in dem Flussdiagramm von 10 veranschaulichte Verfahren ist ein Verfahren, das zwischen die Schritte S105 und S106 von 6 eingefügt wurde.
Wenn der Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal und dem Abnormalitätserkennungsausgangssignal nicht größer als der erste Schwellenwert ist und in Schritt S105 (6) kein Signal der direkten Welle 5 erfasst wird, liegt eine Abnormalität in dem Ultraschallsender 106 oder Ultraschallempfänger 107 vor. In der vierten Ausführungsform verwendet die CPU 102 durch Ausführen des Prozesses der Schritte S401 bis S405 aus 10 eine Rauschintensität, um zu erkennen, welcher aus dem Ultraschallsender 106 und Ultraschallempfänger 107 eine Abnormalität aufweist.
Die CPU 102 erhält das Ausgangssignal in einer Periode, die sich von der des Abnormalitätserkennungsausgangssignals unterscheidet (Schritt S401).
Insbesondere liest die CPU 102 einen Teil des Ausgangssignals von dem Ultraschallempfänger 107, gespeichert in dem Speicher 103, in einer Periode vor oder nach der Periode, in der die Wellenform der direkten Welle 5 vorhanden ist. Die Länge des gelesenen Ausgangssignals ist gleich der Länge (Dauer) der Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle. Der Prozess von Schritt S401 ist mit Ausnahme der Periode des gelesenen Ausgangssignals der gleiche wie der Prozess von Schritt S103 von 6.
Die CPU 102 erhält einen Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal und berechnet dessen Absolutwert als einen Rauschpegel (Schritt S402). Der Rauschpegel gibt die Intensität des Rauschens an. Der Prozess des Berechnens des Korrelationswertes ist der gleiche wie der Prozess von Schritt S104 in 6.
Danach stellt die CPU 102 fest, ob der Rauschpegel nicht kleiner als ein vierter Schwellenwert ist, gelesen aus dem Speicher 103 (Schritt S403). Der vierte Schwellenwert ist ein Schwellenwert zum Feststellen, ob das Ausgangssignal Rauschen beinhaltet, und ist ein Schwellenwert, der mit dem von der CPU 102 berechneten Rauschpegel verglichen wird.
Wenn der Rauschpegel nicht unter dem vierten Schwellenwert liegt (JA in Schritt S403), da der Ultraschallempfänger 107 Ultraschallwellen empfangen kann, stellt die CPU 102 fest, dass aus dem Ultraschallsender 106 und dem Ultraschallempfänger 107 der Ultraschallsender 106 abnormal ist (Schritt S405). Wenn der Rauschpegel kleiner als der vierte Schwellenwert ist (NEIN in Schritt S403), stellt die CPU 102, da der Ultraschallempfänger 107 keine Ultraschallwelle empfangen kann, fest, dass zumindest der Ultraschallempfänger 107 abnormal ist (Schritt S404).
Nach Abschluss dieser Prozesse führt die CPU 102 den Prozess von Schritt S106 aus 6 aus. Insbesondere erzeugt die CPU 102, wenn festgestellt wird, dass der Ultraschallsender 106 abnormal ist (Schritt S405), ein Signal, das angibt, dass der Ultraschallsender 106 abnormal ist, und überträgt es über die Schnittstelle 104 an andere Steuerungsvorrichtungen.
Wenn der Rauschpegel kleiner als der vierte Schwellenwert ist, erzeugt die CPU 102 ein Signal, das angibt, dass zumindest der Ultraschallempfänger 107 abnormal ist, und überträgt es über die Schnittstelle 104 an andere Steuerungsvorrichtungen.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum effizienten Bestimmen ausgefallener Ultraschallsender 106 und Ultraschallempfänger 107 beschrieben, wenn die Ultraschallsende-/-empfangseinheit mehrere Ultraschallsender 106 und mehrere Ultraschallempfänger 107 umfasst, indem der vorstehende Abnormalitätserkennungsprozess verwendet wird.
Die folgende Beschreibung geht davon aus, dass der Ultraschallsender 106 und Ultraschallempfänger 107, enthalten in der Ultraschallsende-/-empfangseinheit, Ultraschall-Transceiver 401 mit einer Sendefunktion und einer Empfangsfunktion sind und die Ultraschallsende-/-empfangseinheit drei Ultraschall-Transceiver 401 umfasst.
Zunächst wird die Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100 unter Bezugnahme auf 11 beschrieben, die veranschaulicht, dass die drei Ultraschall-Transceiver 401 mit der Steuerungsvorrichtung 101 verbunden sind.
Jeder Ultraschall-Transceiver 401 ist über Signalleitungen 112 mit einem Sendeverstärker 105 und einem Empfangsverstärker 108 verbunden, und jeder aus dem Sendeverstärker 105 und Empfangsverstärker 108 ist über eine Signalleitung 112 mit der Steuerungsvorrichtung 101 verbunden. Eingangssignale, die von der Steuerungsvorrichtung 101 übertragen werden, werden von den Sendeverstärkern 105 verstärkt und zu den Ultraschall-Transceivern 401 übertragen. Darüber hinaus generieren die Ultraschall-Transceiver 401 kontinuierlich Ausgangssignale und übertragen sie an die Empfangsverstärker 108. Die Ausgangssignale werden von den Empfangsverstärkern 108 verstärkt und an die Steuerungsvorrichtung 101 übertragen.
Außerdem sind die Ultraschall-Transceiver 401 an einer Außenfläche des Fahrzeugs 1 bereitgestellt und an Positionen angeordnet, an denen sie Sendewellen 3 empfangen können, die von den jeweiligen Ultraschall-Transceivern 401 gesendet werden.
Die Komponenten, wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU 110, die über den Bus 111 mit der Steuerungsvorrichtung 101 verbunden sind, sind die gleichen wie die der ersten Ausführungsform (siehe 4), obwohl auf deren Veranschaulichung verzichtet wird.
Darüber hinaus, wie in 11 beschrieben, werden die drei Ultraschall-Transceiver 401 auch als Ultraschall-Transceiver A, Ultraschall-Transceiver B und Ultraschall-Transceiver C bezeichnet.
12 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen Ergebnissen des Abnormalitätserkennungsprozesses durch die Objekterkennungsvorrichtung 100 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und abnormalen Teilen im Fall des Verwendens der drei Ultraschall-Transceiver 401 zeigt. Ein Verfahren zum Feststellen ausgefallener Ultraschall-Transceiver 401 wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
Es gibt acht Muster von Kombinationen des Normal- und Ausfallzustands der drei Ultraschall-Transceiver 401, wie in der Zeile „Zustände von Ultraschall-Transceivern“ von 12 gezeigt.
Außerdem zeigt die Zeile „Ergebnisse der Feststellung“ von 12 für jedes Muster, ob der Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal und dem Abnormalitätserkennungsausgangssignal nicht kleiner als der erste Schwellenwert ist und ob der Rauschpegel nicht kleiner als der vierte Schwellenwert ist. Der Ausdruck „A an B“ bezieht sich auf ein Feststellungsergebnis, wenn eine Ultraschallwelle vom Ultraschall-Transceiver A gesendet und vom Ultraschall-Transceiver B empfangen wird. Der Fall, dass der Korrelationswert nicht kleiner als der erste Schwellenwert ist, wird durch „a“ ausgedrückt; der Fall, dass der Korrelationswert kleiner als der erste Schwellenwert ist und der Rauschpegel nicht kleiner als der vierte Schwellenwert ist, wird durch „b“ ausgedrückt; der Fall, dass der Korrelationswert kleiner als der erste Schwellenwert ist und der Rauschpegel kleiner als der vierte Schwellenwert ist, wird durch „c“ ausgedrückt.
Jedes Muster wird beschrieben. Zunächst kann in dem Fall, in dem eine Ultraschallwelle von dem Ultraschall-Transceiver A gesendet wird und Ultraschallwellen von den Ultraschall-Transceivern B und C empfangen werden, wenn mindestens eines aus „A an B“ und „A an C“ „a“ ist (Muster 1 bis 3), nur durch die einzige Übertragung der Ultraschallwelle festgestellt werden, welcher der Ultraschall-Transceiver 401 eine Abnormalität aufweist. Da mindestens eines der Ergebnisse der Ultraschallsendung / des Ultraschallempfangs „a“ ist, ist der Ultraschall-Transceiver A normal. Wenn also ein Ergebnis von „c“ vorliegt, liegt die Ursache in den Ultraschall-Transceivern 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen. Somit kann im Fall des Ergebnisses von „c“ festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen ausgefallen ist.
Ähnlich kann in dem Fall, in dem eine Ultraschallwelle von dem Ultraschall-Transceiver A gesendet wird und Ultraschallwellen von den Ultraschall-Transceivern B und C empfangen werden, wenn weder „A an B“ noch „A an C“ „a“ ist und mindestens eines aus „A an B“ und „A an C“ „b“ ist (Muster 5 bis 7), nur durch die einzige Übertragung der Ultraschallwelle festgestellt werden, welcher der Ultraschall-Transceiver 401 eine Abnormalität aufweist. Da jeweils mindestens einer der Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen Rauschen empfängt (mindestens einer von „A an B“ und „A an C“ ist „b“), kann festgestellt werden, dass der mindestens eine Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen zwar normal ist, der Ultraschall-Transceiver 401 jedoch ausfällt, normal eine Ultraschallwelle zu senden. Somit kann festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver A ausgefallen ist. Auch wenn Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen Rauschen empfangen können, kann festgestellt werden, dass der/die empfangsfähige(n) Ultraschall-Transceiver 401 normal sind.
Ferner ist es auf ähnliche Weise in dem Fall, in dem eine Ultraschallwelle von dem Ultraschall-Transceiver A gesendet wird und Ultraschallwellen von den Ultraschall-Transceivern B und C empfangen werden, wenn „A an B“ und „A an C“ beide „c“ sind (Muster 4 und 8), nicht möglich, nur durch die einzige Übertragung der Ultraschallwelle festzustellen, ob es sich um Muster 4 oder 8 handelt. Das heißt, es ist unklar, ob der Ultraschall-Transceiver A normal ist. In diesem Fall wird zusätzlich eine Ultraschallwelle vom Ultraschall-Transceiver B (oder Ultraschall-Transceiver C) an den Ultraschall-Transceiver A übertragen und festgestellt, ob der Ultraschall-Transceiver A Rauschen empfängt. Wenn Rauschen empfangen wird („B an A“ ist „b“), kann festgestellt werden, dass nur der Ultraschall-Transceiver A normal ist, und wenn kein Rauschen empfangen wird („B an A“ ist „c“), kann festgestellt werden, dass alle Ultraschall-Transceiver 401 ausgefallen sind.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind wie vorstehend ausgelegt und stellen die folgenden Vorteile bereit.
In der vierten Ausführungsform wird zusätzlich zu den Bedingungen in der ersten Ausführungsform die Abnormalitätserkennung der Ultraschallsende-/- empfangseinheit unter Verwendung des Rauschpegels durchgeführt.
Wenn der Korrelationswert nicht größer als der erste Schwellenwert ist und der Rauschpegel nicht kleiner als der vierte Schwellenwert ist, kann festgestellt werden, dass es keine Abnormalität im Ultraschallempfänger 107 gibt und dass es eine Abnormalität im Ultraschallsender 106 gibt. Wenn darüber hinaus der Rauschpegel kleiner als der vierte Schwellenwert ist, kann außerdem festgestellt werden, dass zumindest im Ultraschallempfänger 107 eine Abnormalität vorliegt.
Wenn auch ein Ultraschallsender 106 oder Ultraschallempfänger 107, der das sichere Fahren beeinträchtigt, abnormal ist, ist es möglich, das autonome Fahren mithilfe der Ultraschallsende-/-empfangseinheit zu stoppen oder eine Warnung im Fahrzeug auszugeben. Umgekehrt ist es möglich, das autonome Fahren unter Verwendung eines anderen Ultraschallsenders 106 und Ultraschallempfängers 107, anderer Sensoren oder dergleichen fortzusetzen, wenn ein Ultraschallsender 106 oder Ultraschallempfänger 107, der das sichere Fahren nicht beeinträchtigt, abnormal ist.
Wenn außerdem eine Abnormalitätserkennung an mehreren Ultraschall-Transmittern 401 durchgeführt wird, ist es möglich, abnormale Teile mit einer geringen Anzahl von Übertragungen festzustellen, indem eine Feststellung auf Grundlage des Rauschpegels ausgeführt wird.
Modifikationen der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
Obwohl 12 ein Beispiel zum Feststellen von Ausfällen der Ultraschall-Transmitter 401 zeigt, ist es möglich, den ersten Schwellenwert und den vierten Schwellenwert höher einzustellen und die Feststellung der abnormalen Zustände anstelle der Ausfallzustände vorzunehmen.
Obwohl die CPU 102 im Prozess des Schritts S401 aus 10 einen Teil des Ausgangssignals in einer Periode erhält, die sich von der des Abnormalitätserkennungsausgangssignals unterscheidet, und den Korrelationswert erhält, kann sie ferner einen Teil oder Teile des Ausgangssignals in (einer) anderen Periode(n) erhalten, (einen) andere(n) Korrelationswert(e) und einen Mittelwert der Absolutwerte der erhaltenen Korrelationswerte nehmen, um ihn als Rauschpegel zu bestimmen. Als der Mittelwert kann sowohl ein Median als auch ein arithmetisches Mittel verwendet werden.
In diesem Fall kann der Mittelwert N, der der Rauschpegel ist, gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden, indem die Korrelationswerte R_n auf der Grundlage der Ausgangssignale in den mehreren Perioden verwendet werden. Obwohl jedes R_n unter Verwendung der obigen Gleichung (1) berechnet wird, variiert τ₁, das zu diesem Zeitpunkt verwendet wird, zwischen den erhaltenen Ausgangssignalen. Die Zeit vom Beginn der Wellenform des Eingangssignals bis zum Beginn der Wellenform jedes Ausgangssignals wird als τ₁ verwendet.
$N = \frac{\sum_{i = 1}^{n} R_{n}}{n}$
Dabei ist n die Anzahl der Korrelationswerte.
Außerdem erhält die CPU 102 im Prozess von Schritt S401 aus 10 einen Teil des Ausgangssignals in einer Periode, die sich von der des Abnormalitätserkennungsausgangssignals unterscheidet, und erhält den Korrelationswert, wobei die Länge des erhaltenen Ausgangssignals gleich der Länge (Dauer) der Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle ist. Jedoch kann die CPU 102 in einer anderen Periode einen Teil des Ausgangssignals erhalten, dessen Dauer länger als die Länge (Dauer) ist, die gleich der Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle ist. Dann kann sie eine Kreuzkorrelationsfunktion erhalten, wie im Objekterkennungsprozess beschrieben (Schritt S109 aus 6). Es ist möglich, einen Mittelwert der Absolutwerte der Amplitudenwerte der erhaltenen Kreuzkorrelationsfunktion als Rauschpegel festzulegen. Die Korrelationswerte, die die Kreuzkorrelationsfunktion bilden, werden unter Verwendung der obigen Gleichung (2) berechnet. Der Minimalwert der zu diesem Zeitpunkt verwendeten Variable τ ist gleich der Zeit vom Beginn der Wellenform des Eingangssignals bis zum Beginn der Wellenform des Ausgangssignals. Der Maximalwert ist gleich einem Wert, der durch Subtrahieren der Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von der Zeit vom Beginn der Wellenform des Eingangssignals bis zum Ende der Wellenform des Ausgangssignals erhalten wird. Darüber hinaus ist das Integrationsintervall so festgelegt, dass es gleich der Länge der Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle ist.
Fünfte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Beschreibung von Teilen, die die gleichen wie die Konfiguration und der Betrieb der vierten Ausführungsform sind, wird weggelassen, und nachfolgend werden hauptsächlich Teile beschrieben, die sich von der vierten Ausführungsform unterscheiden. Die fünfte Ausführungsform kann in Kombination mit der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform verwendet werden.
In der vierten Ausführungsform wird in einem Fall, in dem kein Signal der direkten Welle 5 erkannt werden kann, wenn der von dem Ultraschallempfänger 107 empfangene Rauschpegel nicht kleiner als der vierte Schwellenwert ist, festgestellt, dass eine Abnormalität in dem Ultraschallsender 106 vorliegt. Wenn jedoch die Rauschintensität aufgrund der Einwirkung der äußeren Umgebung instabil ist, ist es vorstellbar, dass die Abnormalitätserkennung nicht exakt ausgeführt werden kann.
In der fünften Ausführungsform beinhaltet die Objekterfassungsvorrichtung 100 mehrere Ultraschall-Transceiver 401, wie in 11, und wenn kein Signal der direkten Welle 5 erfasst werden kann, bestimmt die Objekterkennungsvorrichtung 100, ob Rauschpegel, die von mehreren Ultraschallempfängern 107 empfangen wurden, gleich sind. Wenn die Rauschpegel gleich sind, befinden sich die Ultraschall-Transmitter 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen in dem gleichen Zustand, und wenn die Rauschpegel ungleich sind, befinden sich die Ultraschall-Transmitter 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen nicht in dem gleichen Zustand. Somit ist es durch Vergleichen der Rauschpegel möglich, Informationen über die Zustände der Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen zu erhalten. Unter Verwendung dieser Informationen wird festgestellt, welche der Ultraschall-Transmitter 401 eine Abnormalität aufweisen.
Die Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der fünften Ausführungsform werden beschrieben.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 der fünften Ausführungsform beinhaltet drei Ultraschall-Transceiver 401, die Ultraschallsende-/-empfangseinheiten sind. Die drei Ultraschall-Transceiver 401 sind in dem Fahrzeug installiert, so dass jeder Ultraschall-Transceiver 401 eine Ultraschallwelle empfangen kann, die von jedem Ultraschall-Transceiver 401 gesendet wird. Die Konfiguration der Ultraschallsende-/-empfangseinheiten ist die gleiche wie die in der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 11 beschriebene Konfiguration.
Im Folgenden wird eine Konfiguration beschrieben, die sich von der Konfiguration der Objekterkennungsvorrichtung 100 der vierten Ausführungsform unterscheidet.
Der Speicher 103 speichert in der fünften Ausführungsform ein Programm zum Vergleichen von Rauschpegeln, die von zwei Ultraschall-Transceivern 401 empfangen werden, und die CPU 102 der Steuerungsvorrichtung 101 liest das Programm aus dem Speicher 103 und führt es aus.
Nachfolgend wird der Betrieb der Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihrer Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der fünften Ausführungsform beschrieben.
13 ist ein Flussdiagramm, das den Abnormalitätserkennungsprozess durch die Objekterkennungsvorrichtung 100 der fünften Ausführungsform veranschaulicht, und ist ein Prozess, der anstelle der Schritte S103 bis S105 zwischen die Schritte S102 und S106 aus 6 eingefügt wird. Von den in 13 dargestellten Vorgängen in dem Ablaufdiagramm werden für Schritte, die Bearbeitungsinhalte gemeinsam mit dem Flussdiagramm von 6 oder dem Flussdiagramm von 10 aufweisen, die entsprechenden Schritte von 6 oder 10 angegeben, und auf eine Beschreibung der gemeinsamen Verarbeitungsinhalte wird verzichtet.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 der fünften Ausführungsform beinhaltet die drei Ultraschall-Transmitter 401 und führt den Abnormalitätserkennungsprozess durch Senden einer Ultraschallwelle von einem der Ultraschall-Transmitter 401 und Empfangen von Ultraschallwellen durch die nahegelegenen zwei Ultraschall-Transmitter 401 durch.
Somit erhält die CPU 102 in Schritt S103a Abnormalitätserkennungsausgangssignale von den zwei Ultraschall-Transceivern 401 (entsprechend Schritt S103 aus 6).
In dem Flussdiagramm von 13 werden die Ultraschall-Transceiver 401, die zum Empfang von Ultraschallwellen dienen, einfach als „Ultraschallempfänger“ bezeichnet, und der Ultraschall-Transceiver 401, der zum Senden einer Ultraschallwelle dient, wird als „Ultraschallsender“ bezeichnet.
Als nächstes berechnet die CPU 102 zwei Korrelationswerte, die den beiden Ultraschall-Transceivern 401 entsprechen (Schritt S104a, entsprechend Schritt S104 aus 6).
Dann vergleicht die CPU 102 jeden der beiden Korrelationswerte, die den beiden Ultraschall-Transceivern 401 entsprechen, mit dem ersten Schwellenwert (Schritt S105a, entsprechend Schritt S105 aus 6). Wenn mindestens einer der beiden Korrelationswerte größer als der erste Schwellenwert ist (NEIN in Schritt S105a), da mindestens die Ultraschall-Transceiver 401 zum Senden einer Ultraschallwelle normal eine Ultraschallwelle senden, stellt die CPU 102 fest, dass der Ultraschall-Transceiver 401 zum Senden einer Ultraschallwelle normal ist (Schritt S505). Wenn darüber hinaus einer der beiden Korrelationswerte nicht größer als der erste Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass der Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen, die dem Korrelationswert entsprechen, der nicht größer als der erste Schwellenwert ist, abnormal ist (Schritt S506).
Wenn beide Korrelationswerte nicht größer als der erste Schwellenwert sind (JA in Schritt S105a), da nicht bestimmt werden kann, ob der Ultraschall-Transceiver 401 zum Senden einer Ultraschallwelle oder die beiden Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen abnormal sind, werden die Prozesse ab Schritt S401a ausgeführt, die im Folgenden beschrieben werden.
In Schritt S401a erhält die CPU 102 von jedem der zwei Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen einen Teil des Ausgangssignals in einer Periode, die sich von der des Abnormalitätserkennungsausgangssignals unterscheidet (entsprechend Schritt S401 aus 10). Ferner berechnet die CPU 102 in Schritt S402a zwei Korrelationswerte, die den zwei Ultraschall-Transmittern 401 entsprechen, und bestimmt sie als Rauschpegel der jeweiligen Ultraschall-Transceiver 401 (entsprechend Schritt S402 aus 10).
In der vierten Ausführungsform wird ein Vergleich zwischen dem Rauschpegel und dem vierten Schwellenwert durchgeführt (Schritt S403 aus 10). In der fünften Ausführungsform führt die CPU 102 jedoch eine Subtraktion zwischen den zwei Rauschpegeln durch, die den zwei Ultraschall-Transceivern 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen entsprechen, um eine Differenz dazwischen zu berechnen (Schritt S501).
Dann stellt die CPU 102 fest, ob die Differenz zwischen den Rauschpegeln nicht kleiner als ein fünfter Schwellenwert ist, gelesen aus dem Speicher 103 (Schritt S502). Der fünfte Schwellenwert ist ein Schwellenwert zum Bestimmen, ob die Rauschpegel der zwei Ultraschall-Transceiver 401 gleich sind, und ist ein Schwellenwert, der mit der Differenz zwischen den Rauschpegeln der zwei Ultraschall-Transceiver 401 verglichen wird. Wenn die Differenz zwischen den Rauschpegeln kleiner als der fünfte Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass die Rauschpegel gleich sind, und wenn sie nicht kleiner als der fünfte Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass die Rauschpegel nicht gleich sind.
Wenn die Differenz zwischen den Rauschpegeln nicht kleiner als der fünfte Schwellenwert ist (JA in Schritt S502), stellt die CPU 102 fest, dass eine Abnormalität in einem der zwei Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen vorliegt. Da dann mindestens einer der Ultraschall-Transceiver 401 normal ist und sich in einem Zustand befindet, in dem er normalerweise Ultraschallwellen empfangen kann, stellt die CPU 102 fest, dass eine Abnormalität in dem Ultraschall-Transceiver 401 zum Senden einer Ultraschallwelle vorliegt (Schritt S503).
Wenn dagegen die Differenz zwischen den Rauschpegeln kleiner als der fünfte Schwellenwert ist (NEIN in Schritt S502), wird festgestellt, dass sich die beiden Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen in dem gleichen Zustand befinden (Schritt S504).
Danach wird einer der beiden Ultraschall-Transceiver 401, der zum Empfang von Ultraschallwellen diente, dem Senden einer Ultraschallwelle zugeordnet, die anderen beiden Ultraschall-Transceiver 401 werden dem Empfangen zugeordnet, und der Prozess des Ablaufdiagramms aus 13 wird wiederholt. Dabei wird festgestellt, welche der Ultraschall-Transceiver eine Abnormalität aufweisen.
Hier wird unter Bezugnahme auf 14 gezeigt, dass durch Wiederholen des obigen Prozesses festgestellt werden kann, welche der Ultraschall-Transceiver 401 eine Abnormalität aufweisen.
Zur Vereinfachung der Beschreibung werden wie bei der vierten Ausführungsform die drei Ultraschall-Transceiver 401, die in der Ultraschallsende-/-empfangseinheit enthalten sind, als Ultraschall-Transceiver A, Ultraschall-Transceiver B und Ultraschall-Transceiver C bezeichnet (11).
14 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen Ergebnissen des Abnormalitätserkennungsprozesses durch die Objekterkennungsvorrichtung 100 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und abnormalen Teilen zeigt.
Es gibt acht Muster von Kombinationen des „Normal-“ und „Abnormal-"Zustands der drei Ultraschall-Transceiver 401, wie in der Zeile „Zustände von Ultraschall-Transceivern“ von 14 gezeigt.
Außerdem zeigt die Zeile „Ergebnisse der Feststellung“ von 14 für jedes Muster, ob der Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal und dem Abnormalitätserkennungsausgangssignal nicht kleiner als der erste Schwellenwert ist und ob die Differenz zwischen den Rauschpegeln nicht kleiner als der fünfte Schwellenwert ist. Der Ausdruck „A an B“ bezieht sich auf ein Feststellungsergebnis, wenn eine Ultraschallwelle vom Ultraschall-Transceiver A gesendet und vom Ultraschall-Transceiver B empfangen wird. Der Fall, dass der Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal und dem Abnormalitätserkennungsausgangssignal nicht kleiner als der erste Schwellenwert ist, wird durch „a“ ausgedrückt; wenn „A an B“ „a“ ist, bedeutet dies, dass der Korrelationswert nicht kleiner als der erste Schwellenwert ist und die direkte Welle 5 erkannt wird. Auch der Fall, dass der Korrelationswert kleiner als der erste Schwellenwert ist, wird durch „c“ ausgedrückt.
Der Ausdruck „Rauschpegel von A an B und C“ bezieht sich auf ein Ergebnis der Feststellung, ob die Rauschpegel, die von den Ultraschall-Transceivern B und C empfangen werden, wenn eine Ultraschallwelle von dem Ultraschall-Transceiver A gesendet wird, gleich sind. Der Fall, dass die Rauschpegel gleich sind (die Differenz zwischen den Rauschpegeln ist nicht größer als der fünfte Schwellenwert), wird durch „a“ ausgedrückt; wenn „Rauschpegel von A an B und C“ „a“ ist, gibt dies an, dass die Rauschpegel der Ultraschall-Transceiver B und C für den Empfang von Ultraschallwellen gleich sind. Außerdem wird der Fall, dass die Rauschpegel ungleich sind (die Differenz zwischen den Rauschpegeln ist nicht kleiner als der fünfte Schwellenwert) durch „c“ ausgedrückt.
Jedes Muster wird beschrieben. Zunächst ist es in dem Fall, in dem eine Ultraschallwelle von dem Ultraschall-Transceiver A gesendet wird und Ultraschallwellen von den Ultraschall-Transceivern B und C empfangen werden, wenn mindestens eines von „A an B“ und „A an C“ „a“ ist (Muster 1 bis 3), nur durch die einzige Übertragung der Ultraschallwelle möglich, festzustellen, welcher der Ultraschall-Transceiver 401 eine Abnormalität aufweist. Da mindestens eines der Ergebnisse der Ultraschallsendung / des Ultraschallempfangs „a“ ist, ist der Ultraschall-Transceiver A normal. Wenn also ein Ergebnis von „c“ vorliegt, liegt die Ursache in den Ultraschall-Transceivern 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen. Somit ist es möglich, festzustellen, dass eine Abnormalität in dem Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen mit dem Ergebnis von „c“ vorliegt. In diesem Fall müssen keine Rauschpegel ausgewertet werden.
Darüber hinaus wird auf ähnliche Weise in dem Fall, in dem eine Ultraschallwelle von dem Ultraschall-Transceiver A gesendet wird und Ultraschallwellen von den Ultraschall-Transceivern B und C empfangen werden, wenn „A an B“ und „A an C“ beide „c“ sind (Muster 4 und 8), auf Feststellungsergebnisse von Rauschpegeln verwiesen.
Wenn „Rauschpegel von A an B und C“ „a“ ist (Muster 4, 5 und 8), wird ferner eine Ultraschallwelle von dem Ultraschall-Transceiver B gesendet, und die Ultraschall-Transceiver A und C werden veranlasst, Ultraschallwellen zu empfangen.
Wenn „B an C“ „a“ ist (Muster 5), kann festgestellt werden, dass die Ultraschall-Transceiver B und C normal sind, und da „A an B“ und „A an C“ beide „c“ sind, kann festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver A abnormal ist.
Wenn „B an C“ „c“ ist (Muster 4 und 8), werden die Rauschpegel der Ultraschall-Transceiver A und C verglichen. Wenn „Rauschpegel von B an A und C“ „a“ ist (Muster 8), kann festgestellt werden, dass sich alle Ultraschall-Transceiver 401 in dem gleichen Zustand befinden, und da keiner der Ultraschall-Transceiver die direkte Welle 5 empfangen kann, kann festgestellt werden, dass alle Ultraschall-Transceiver 401 abnormal sind.
Wenn ferner „Rauschpegel von B an A und C“ „c“ ist (Muster 4), wird die Feststellung wie folgt durchgeführt. Da „Rauschpegel von A an B und C“ „a“ ist, befinden sich die Ultraschall-Transceiver B und C im gleichen Zustand. Da „Rauschpegel von B an A und C“ „c“ ist, befinden sich die Ultraschall-Transceiver A und C in unterschiedlichen Zuständen. Somit ist der Ultraschall-Transceiver A normal und die Ultraschall-Transceiver B und C sind abnormal oder der Ultraschall-Transceiver A ist abnormal und die Ultraschall-Transceiver B und C sind normal. Da „B an C“ „c“ ist, kann festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver A normal ist, und die Ultraschall-Transceiver B und C sind abnormal.
Wenn ferner „A an B“ und „A an C“ beide „c“ sind und „Rauschpegel von A an B und C“ „c“ ist (Muster 6 und 7), da die Rauschpegel nicht gleich sind, kann festgestellt werden, dass einer der Ultraschall-Transceiver B und C abnormal ist. Und: Obwohl einer der Ultraschall-Transceiver B und C normal ist, sind „A an B“ und „A an C“ beide „c“. Somit kann festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver A abnormal ist.
Hier wird ferner eine Ultraschallwelle von dem Ultraschall-Transceiver B gesendet, und die Ultraschall-Transceiver A und C werden veranlasst, Ultraschallwellen zu empfangen.
Wenn „Rauschpegel von B an A und C“ „a“ ist (Muster 6), da sich die Ultraschall-Transceiver A und C im gleichen Zustand befinden und der Ultraschall-Transceiver A abnormal ist, kann festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver C abnormal ist. Darüber hinaus kann, da „Rauschpegel von A an B und C“ „c“ ist, festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver B normal ist.
Darüber hinaus kann, wenn „Rauschpegel von B an A und C“ „c“ ist (Muster 7), da sich die Ultraschall-Transceiver A und C in unterschiedlichen Zuständen befinden und der Ultraschall-Transceiver A abnormal ist, festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver C normal ist. Darüber hinaus kann, da „Rauschpegel A an B und C“ „c“ ist, auch festgestellt werden, dass der Ultraschall-Transceiver B abnormal ist.
Die Objekterkennungsvorrichtung 100 und ihre Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind wie vorstehend ausgelegt und stellen die folgenden Vorteile bereit.
In der fünften Ausführungsform wird zusätzlich zu den Bedingungen in der ersten Ausführungsform die Abnormalitätserkennung der Ultraschallsende-/-empfangseinheit unter Verwendung einer Differenz zwischen Rauschpegeln durchgeführt.
In einem Fall, in dem der Abnormalitätserkennungsprozess an einem Ultraschall-Transceiver 401 zum Senden einer Ultraschallwelle und zwei Ultraschall-Transceivern 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen durchgeführt wird, wenn keine Signale der direkten Wellen 5 erfasst werden und die Differenz zwischen den Rauschpegeln nicht kleiner als der fünfte Schwellenwert ist (die Rauschpegel sind nicht gleich), kann festgestellt werden, dass es eine Abnormalität in dem Ultraschall-Transceiver 401 zum Senden einer Ultraschallwelle gibt.
Wenn die Rauschpegel gleich sind, ist außerdem zu sehen, dass die zwei Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen in dem gleichen Zustand sind, und wenn sie nicht gleich sind, ist zu sehen, dass die zwei Ultraschall-Transceiver 401 zum Empfangen von Ultraschallwellen in unterschiedlichen Zuständen sind. Durch Umschalten des Ultraschall-Transceivers 401 zum Senden einer Ultraschallwelle und Wiederholen des Abnormalitätserkennungsprozesses ist es möglich festzustellen, welche der Ultraschall-Transceiver 401 eine Abnormalität aufweisen.
Wenn zudem ein Ultraschall-Transceiver 401, der das sichere Fahren beeinträchtigt, abnormal ist, ist es möglich, das autonome Fahren mithilfe der Ultraschallsende-/-empfangseinheit zu stoppen oder eine Warnung im Fahrzeug auszugeben. Umgekehrt ist es möglich, das autonome Fahren unter Verwendung eines anderen Ultraschall-Transceivers 401, von Sensoren oder dergleichen fortzusetzen, wenn ein Ultraschall-Transceiver 401, der das sichere Fahren nicht beeinträchtigt, abnormal ist.
Modifikationen der Objekterkennungsvorrichtungen 100 und ihrer Steuerungsvorrichtungen 101 gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
Jede der Objekterkennungsvorrichtungen 100 und ihrer Steuerungsvorrichtungen 101 gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform erhält einen Korrelationswert zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal (Abnormalitätserkennungsausgangssignal) und stellt in dem Objekterkennungsprozess und Abnormalitätserkennungsprozess fest, ob das Ausgangssignal eine Wellenform der direkten Welle 5 oder der reflektierten Welle 4 umfasst. Alternativ ist es möglich, eine Wellenform der direkten Welle 5 oder der reflektierten Welle 4 direkt aus dem Ausgangssignal zu erkennen.
Außerdem erhält in dem Abnormalitätserkennungsprozess jede der Objekterkennungsvorrichtungen 100 und ihrer Steuerungsvorrichtungen 101 gemäß der vierten und fünften Ausführungsform Korrelationswerte zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal und bestimmt einen Mittelwert von Absolutwerten der Korrelationswerte als einen Rauschpegel, der die Intensität des Rauschens in dem Ausgangssignal angibt. Alternativ ist es möglich, einen Mittelwert von Absolutwerten von Amplituden eines Teils des Ausgangssignals außerhalb der Periode, in der die direkte Welle 5 vorliegt, direkt zu erhalten und als einen Rauschpegel zu bestimmen, der die Intensität des Rauschens angibt.
Jede der Objekterkennungsvorrichtungen 100 und ihrer Steuerungsvorrichtungen 101 gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform nutzen feste Werte als die Schallgeschwindigkeit. Alternativ ist es möglich, dass das Fahrzeug 1 mit einem Temperatursensor zur Messung der Außentemperatur versehen ist und die Steuerungsvorrichtung 101 vom Temperatursensor über den Bus 111 Informationen zur gemessenen Außentemperatur erhält und die Schallgeschwindigkeit aufgrund der Außentemperatur korrigiert.
Jede der Steuerungsvorrichtungen 101 gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform sendet und empfängt Signale über die Schnittstelle 104. Die Schnittstelle 104 kann eine einzelne Schnittstelle sein, die in der Lage ist, mehrere Arten von Signalen zu senden und zu empfangen, oder kann eine sein, die mehrere Schnittstellen beinhaltet, wie etwa eine Audioschnittstelle, einen USB-Anschluss oder einen Ethernet-Anschluss.
In der ersten und zweiten Ausführungsform wird die Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zu jedem Messzeitpunkt aus mehreren Geschwindigkeitsinformationen berechnet (Schritt S132 aus 8 und 9). Es ist jedoch möglich, das Fahrzeug 1 mit einem Beschleunigungssensor zu versehen und die Beschleunigung des Fahrzeugs 1 jeweils auf der Grundlage einer Ausgabe des Beschleunigungssensors zu ermitteln.
Jede der Steuerungsvorrichtungen 101 gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform legt als Integrationsintervall bei der Berechnung des Korrelationswerts ein Intervall (0 ≤ t ≤ T₁, 0 ≤ t ≤ T₂) mit einer Länge fest, die gleich derjenigen der Übertragungszeit der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle oder Objekterkennungsultraschallwelle bei der Durchführung des Abnormalitätserkennungsprozesses oder Objekterkennungsprozesses ist. Im Hinblick auf das Auftreten von Echo kann jedoch als Integrationsintervall ein längeres Intervall eingestellt werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Eine Steuerungsvorrichtung für eine Objekterkennungsvorrichtung, eine Objekterkennungsvorrichtung und ein Objekterkennungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung können im Bereich der Objekterkennung unter Verwendung eines Ultraschall-Transceivers verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug,
2: Objekt,
3: Sendewelle,
4: reflektierte Welle,
5: direkte Welle,
100: Objekterkennungsvorrichtung,
101: Steuerungsvorrichtung,
102: CPU,
103: Speicher,
104: Schnittstelle,
105: Sendeverstärker,
106: Ultraschallsender,
107: Ultraschallempfänger,
108: Empfangsverstärker,
109: Fahrzeuggeschwindigkeitssensor,
110: Fahrzeuggeschwindigkeits-ECU,
111: Bus,
112: Signalleitung,
113: fahrzeuginterne Kamera,
114: Kamerasteuerungs-ECU,
115: GPS-Positionsbestimmungssensor,
116: Positionsbestimmungs-ECU,
117: Kommunikations-ECU,
118: Funkwellen-Transceiver,
121: Feststeller,
122: Objektdetektor,
123: Abnormalitätsdetektor,
124: Sender,
125: Empfänger,
401: Ultraschall-Transceiver.

Claims

Steuerungsvorrichtung (101) für eine Objekterkennungsvorrichtung (100), wobei die Steuerungsvorrichtung (101) umfasst: einen Objektdetektor (122), um an einen Ultraschallsender (106) ein Eingangssignal auszugeben, um den Ultraschallsender (106) zu veranlassen, eine Objekterkennungsultraschallwelle zu senden, die eine für Objekterkennung gesendete Ultraschallwelle ist, um von einem Ultraschallempfänger (107) ein Ausgangssignal in einer Periode zu erhalten, in welcher die Objekterkennungsultraschallwelle von einem Objekt (2) in der Nähe des Ultraschallsenders (106) reflektiert und von dem Ultraschallempfänger (107) als eine reflektierte Welle (4) empfangen wird, um festzustellen, ob das Ausgangssignal ein Signal der reflektierten Welle (4) aufweist, und um das Objekt (2) zu erkennen; einen Abnormalitätsdetektor (123), um auszuführen: als einen Abnormalitätserkennungsprozess, Ausgeben, an den Ultraschallsender (106), eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender (106) zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle ist, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, Beschaffen, von dem Ultraschallempfänger (107), eines Abnormalitätserkennungsausgangssignals, das ein Ausgangssignal in einer Periode ist, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger (107) als eine direkte Welle (5) zu empfangen ist, Feststellen, ob das Abnormalitätserkennungsausgangssignal ein Signal der direkten Welle (5) umfasst, und Erkennen einer Abnormalität in dem Ultraschallsender (106) oder dem Ultraschallempfänger (107), wenn kein Signal der direkten Welle (5) enthalten ist; und einen Feststeller (121) um Geschwindigkeitsinformationen zu erhalten, die eine Geschwindigkeit eines mit dem Ultraschallsender (106) und dem Ultraschallempfänger (107) versehenen Fahrzeugs (1) während des Fahrens angeben, festzustellen, ob die von der Geschwindigkeitsinformation angegebene Geschwindigkeit nicht größer als ein zweiter Schwellenwert ist, der ein vorbestimmter positiver Schwellenwert ist, und wenn eine Fahrzeugstoppbedingung, dass die von der Geschwindigkeitsinformation angegebene Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist, erfüllt ist, den Abnormalitätsdetektor (123) zu veranlassen, den Abnormalitätserkennungsprozess zu starten.
Steuerungsvorrichtung (101) für die Objekterkennungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das von dem Abnormalitätsdetektor (123) ausgegebene Eingangssignal ein Signal ist, das den Ultraschallsender (106) veranlasst, die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, wobei eine Summe von Absolutwerten von Amplituden der Abnormalitätserkennungsultraschallwelle größer als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, und der Abnormalitätsdetektor (123) einen Korrelationswert zwischen dem von dem Abnormalitätsdetektor (123) ausgegebenen Eingangssignal und dem Abnormalitätserkennungsausgangssignal berechnet, und wenn der Korrelationswert nicht größer ist als ein erster Schwellenwert, der ein vorbestimmter Schwellenwert ist, feststellt, dass das Abnormalitätserkennungsausgangssignal kein Signal der direkten Welle (5) umfasst.
Steuerungsvorrichtung (101) für die Objekterkennungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei das von dem Abnormalitätsdetektor (123) ausgegebene Eingangssignal ein Signal ist, das den Ultraschallsender (106) veranlasst, die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, wobei die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von einem Code überlagert ist.
Steuerungsvorrichtung (101) für die Objekterkennungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Feststeller (121) eine Beschleunigung des Fahrzeugs (1) erhält, und wenn ein Absolutwert der Beschleunigung nicht größer als ein dritter Schwellenwert ist, der ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und die Fahrzeugstoppbedingung erfüllt ist, den Abnormalitätsdetektor (123) veranlasst, den Abnormalitätserkennungsprozess zu starten.
Steuerungsvorrichtung (101) für die Objekterkennungsvorrichtung (100) nacheinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Feststeller (121) ein Bild vor dem Fahrzeug (1) erhält, und wenn das Bild ein Stoppsignal einer Verkehrsampel umfasst und die Fahrzeugstoppbedingung erfüllt ist, den Abnormalitätsdetektor (123) veranlasst, den Abnormalitätserkennungsprozess zu starten.
Steuerungsvorrichtung (101) für die Objekterkennungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abnormalitätsdetektor (123) von dem Ultraschallempfänger (107) ein Ausgangssignal in einer Periode erhält, die sich von der Periode unterscheidet, in welcher die direkte Welle (5) von dem Ultraschallempfänger (107) zu empfangen ist, und einen Rauschpegel feststellt, der eine Intensität von Rauschen in dem Ausgangssignal in der sich unterscheidenden Periode angibt, und in einem Fall, wenn festgestellt wird, dass das Abnormalitätserkennungsausgangssignal kein Signal der direkten Welle (5) umfasst, wenn der Rauschpegel nicht kleiner als ein vierter Schwellenwert ist, der ein vorbestimmter Schwellenwert ist, erkennt, dass es eine Abnormalität in dem Ultraschallsender (106) aus dem Ultraschallsender (106) und dem Ultraschallempfänger (107) gibt.
Objekterkennungsvorrichtung (100), umfassend: eine Ultraschallsende-/-empfangseinheit, umfassend einen Ultraschallsender (401), bereitgestellt in einem Fahrzeug (1), und zwei Ultraschallempfänger (401), bereitgestellt in dem Fahrzeug (1) und fähig, eine Ultraschallwelle von dem Ultraschallsender (401) zu empfangen; einen Objektdetektor (122), verbunden mit der Ultraschallsende-/-empfangseinheit, wobei der Objektdetektor (122) an den Ultraschallsender (401) ein Eingangssignal ausgibt, um den Ultraschallsender (401) zu veranlassen, eine Objekterkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle für Ausführung von Objekterkennung ist, von mindestens einem der zwei Ultraschallempfänger (401) ein Ausgangssignal in einer Periode erhält, in welcher die Objekterkennungsultraschallwelle von einem Objekt (2) in der Nähe der Ultraschallsende-/-empfangseinheit reflektiert und von dem Ultraschallempfänger (401) als eine reflektierte Welle (4) empfangen wird, feststellt, ob das Ausgangssignal ein Signal der reflektierten Welle (4) aufweist, und das Objekt (2) erkennt; einen Abnormalitätsdetektor (123), verbunden mit der Ultraschallsende-/-empfangseinheit, wobei der Abnormalitätsdetektor (123) als einen Abnormalitätserkennungsprozess ausführt: Ausgeben, an den Ultraschallsender (401), eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender (401) zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle ist, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, Beschaffen, von jedem der zwei Ultraschallempfänger (401), eines Abnormalitätserkennungsausgangssignals, das ein Ausgangssignal in einer Periode ist, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger (401) als eine direkte Welle (5) zu empfangen ist, Feststellen, ob jedes der Abnormalitätserkennungsausgangssignale ein Signal der direkten Welle (5) umfasst, Beschaffen, von jedem der zwei Ultraschallempfänger (401), eines Ausgangssignals in einer Periode, die sich von der Periode unterscheidet, in welcher die direkte Welle von dem Ultraschallempfänger (401) zu empfangen ist, Berechnen, für jedes dieser Ausgangssignale, eines Rauschpegels, der eine Intensität von Rauschen angibt, und wenn jedes der Abnormalitätserkennungsausgangssignale, die von den zwei Ultraschallempfängern (401) erhält wurden, kein Signal der direkten Welle (5) umfasst, und eine Differenz zwischen den zwei berechneten Rauschpegeln nicht kleiner als ein vorbestimmter fünfter Schwellenwert ist, Erkennen, dass eine Abnormalität in dem Ultraschallsender (401) besteht; und einen Feststeller (121) um Geschwindigkeitsinformationen zu erhalten, die eine Geschwindigkeit eines mit dem Ultraschallsender (401) und dem Ultraschallempfänger (401) versehenen Fahrzeugs (1) während des Fahrens angeben, festzustellen, ob die von der Geschwindigkeitsinformation angegebene Geschwindigkeit nicht größer als ein zweiter Schwellenwert ist, der ein vorbestimmter positiver Schwellenwert ist, und wenn eine Fahrzeugstoppbedingung, dass die von der Geschwindigkeitsinformation angegebene Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist, erfüllt ist, den Abnormalitätsdetektor (123) zu veranlassen, den Abnormalitätserkennungsprozess zu starten.
Objekterkennungsprogramm, um eine mit einem Ultraschallsender (106) und einem Ultraschallempfänger (107) verbundene Steuerungsvorrichtung (101) bei Ausführung des Programms zu veranlassen, zu fungieren als: ein Objektdetektor (122), um an den Ultraschallsender (106) ein Eingangssignal auszugeben, um den Ultraschallsender (106) zu veranlassen, eine Objekterkennungsultraschallwelle zu senden, die eine für Objekterkennung gesendete Ultraschallwelle ist, um von dem Ultraschallempfänger (107) ein Ausgangssignal in einer Periode zu erhalten, in welcher die Objekterkennungsultraschallwelle von einem Objekt (2) in der Nähe des Ultraschallsenders (106) reflektiert und von dem Ultraschallempfänger (107) als eine reflektierte Welle (4) empfangen wird, um festzustellen, ob das Ausgangssignal ein Signal der reflektierten Welle (4) aufweist, und um das Objekt zu erkennen; einen Abnormalitätsdetektor (123), um auszuführen: als einen Abnormalitätserkennungsprozess, Ausgeben, an den Ultraschallsender (106), eines Eingangssignals, um den Ultraschallsender (106) zu veranlassen, eine Abnormalitätserkennungsultraschallwelle zu senden, die eine Ultraschallwelle ist, deren Übertragungszeit länger als jene der Objekterkennungsultraschallwelle ist, Beschaffen, von dem Ultraschallempfänger (107), eines Abnormalitätserkennungsausgangssignals, das ein Ausgangssignal in einer Periode ist, in der die Abnormalitätserkennungsultraschallwelle von dem Ultraschallempfänger (107) als eine direkte Welle (5) zu empfangen ist, Feststellen, ob das Abnormalitätserkennungsausgangssignal ein Signal der direkten Welle (5) umfasst, und Erkennen einer Abnormalität in dem Ultraschallsender (106) oder dem Ultraschallempfänger (107), wenn kein Signal der direkten Welle (5) enthalten ist; und einen Feststeller (121) um Geschwindigkeitsinformationen zu erhalten, die eine Geschwindigkeit eines mit dem Ultraschallsender (106) und dem Ultraschallempfänger (107) versehenen Fahrzeugs (1) während des Fahrens angeben, festzustellen, ob die von der Geschwindigkeitsinformation angegebene Geschwindigkeit nicht größer als ein zweiter Schwellenwert ist, der ein vorbestimmter positiver Schwellenwert ist, und wenn eine Fahrzeugstoppbedingung, dass die von der Geschwindigkeitsinformation angegebene Geschwindigkeit nicht größer als der zweite Schwellenwert ist, erfüllt ist, den Abnormalitätsdetektor (123) zu veranlassen, den Abnormalitätserkennungsprozess zu starten.