DE112020003039T5

DE112020003039T5 - Ortungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112020003039T5
Application number: DE112020003039.3T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Akamine; Takayuki Kitamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2022-07-07
Also published as: WO2020262070A1; CN114026456A; US20220113397A1; JP2021004737A; JP7260416B2

Abstract

Eine Ortungsvorrichtung (4) umfasst eine Einheit (S40, S220, S230) zum Abschätzen einer Zustandsgröße, eine Einheit (S50) zur Modellauswahl und eine Einheit (S210) zur Auswahl einer Schätzung. Die Einheit zum Abschätzen einer Zustandsgröße ist dazu aufgebaut, jedes Mal, wenn eine vorab festgelegte Wiederholungsperiode eines Verarbeitungszyklus verstreicht, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen eine aktuelle Zustandsgröße basierend mindestens auf entweder Beobachtungsinformationen über das eine oder die mehreren Ziele, die von einem Sensor (2) beobachtet werden, oder auf vergangenen Zustandsgrößen des einen oder der mehreren Ziele abzuschätzen. Die Einheit zur Modellauswahl ist dazu aufgebaut, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen basierend auf mindestens entweder von Zuständen des einen oder der mehreren Ziele oder einem Zustand des Fahrzeugs ein Bewegungsmodell aus einer Vielzahl von vorab festgelegten Bewegungsmodellen auszuwählen. Die Einheit zur Auswahl einer Schätzung ist dazu aufgebaut, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen die Einheit zur Abschätzung einer Zustandsgröße zu veranlassen, die Zustandsgröße des Ziels mit dem einen von der Einheit zur Modellauswahl ausgewählten Bewegungsmodell abzuschätzen.

Description

[Querverweis auf verwandte Anmeldung]
Diese internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-117142 , die am 25. Juni 2019 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Ortungsvorrichtung zur Ortung eines Ziels, das sich in der Umgebung eines Fahrzeugs befindet.
[Stand der Technik]
Üblicherweise wird zur Berechnung von Zustandsgrößen wie Position, Geschwindigkeit und dergleichen eines Ziels unter Nutzung eines fahrzeuginternen Radars ein Filtervorgang für vorhergesagte Werte der Position, der Geschwindigkeit und dergleichen des Ziels im aktuellen Verarbeitungszyklus durchgeführt, die anhand von zugehörigen im vorherigen Verarbeitungszyklus erfassten Schätzungen und anhand von beobachteten Werten der Position, der Geschwindigkeit und dergleichen des Ziels gewonnen wurden, die im aktuellen Verarbeitungszyklus erfasst wurden. Wenn jedoch eine Diskrepanz zwischen einem Bewegungsmodell, das zur Berechnung der vorhergesagten Werte verwendet wird, und der tatsächlichen Bewegung des Ziels besteht, können die Zustandsgrößen des Ziels nicht genau geschätzt werden. PTL 1 beschreibt eine Zielortungsvorrichtung, die dazu aufgebaut ist, jede aus einer Vielzahl von Filtereinheiten mit unterschiedlichen Bewegungsmodellen dazu zu veranlassen,
Zustandsgrößen eines Ziels zu schätzen, und die Ausgaben einer der Filtereinheiten gemäß den Konvergenzzuständen der Schätzungen der Zustandsgrößen auszuwählen, wodurch man genaue Schätzungen gewinnt.
[Zitierliste]
[Patentliteratur]
[PTL 1] Japanisches Patent Nr. 4348535 ( JP 4 348 535 B )
[Kurze Erläuterung der Erfindung]
Als Ergebnis eingehender Untersuchungen, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, wurde jedoch ein Problem festgestellt, dass das in PTL 1 beschriebene Verfahren die parallele Durchführung mehrerer Filterprozesse für ein Ziel erfordert, was zu einer erhöhten Verarbeitungs- bzw. Rechenlast führt.
Die vorliegende Offenlegung bietet eine Technik zur genauen Ortung eines Ziels bei gleichzeitiger Unterdrückung eines Anstiegs der Rechenlast.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht eine Ortungsvorrichtung zum Verfolgen eines oder mehrerer Ziele in der Umgebung eines Fahrzeugs vor, die dazu aufgebaut ist, am Fahrzeug anbringbar zu sein und eine Einheit zur Schätzung der Zustandsgröße, eine Einheit zur Modellauswahl und eine Einheit zur Auswahl einer Schätzung umfasst.
Die Einheit zur Schätzung der Zustandsgröße ist dazu aufgebaut, jedes Mal, wenn eine vorab festgelegte Wiederholungsperiode eines Verarbeitungszyklus endet, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen eine aktuelle Zustandsgröße basierend auf mindestens entweder von Beobachtungsinformationen für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen, die von einem Sensor beobachtet werden, oder vergangenen Zustandsgrößen aus dem einen oder den mehreren Zielen zu schätzen.
Die Einheit zur Modellauswahl ist dazu aufgebaut, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen basierend auf mindestens entweder den Zuständen aus dem einen oder den mehreren Zielen oder einem Zustand des Fahrzeugs ein Bewegungsmodell aus einer Vielzahl von vordefinierten Bewegungsmodellen auszuwählen.
Die Einheit zur Auswahl einer Schätzung ist dazu aufgebaut, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen die Einheit zur Abschätzung einer Zustandsgröße zu veranlassen, die Zustandsgröße des Ziels anhand des einen von der Einheit zur Modellauswahl ausgewählten Bewegungsmodells abzuschätzen.
Die wie vorstehend erläutert aufgebaute Ortungsvorrichtung schätzt für ein Ziel die Zustandsgröße anhand eines Bewegungsmodells. Auf diese Weise kann die Ortungsvorrichtung das Auftreten einer Situation unterdrücken, in der mehrere Bewegungsmodelle parallel für ein Ziel verwendet werden, und kann somit einen Anstieg der Verarbeitungslast unterdrücken. Darüber hinaus wählt die Ortungsvorrichtung ein Bewegungsmodell aus der Vielzahl der Bewegungsmodelle aus, um für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen die aktuelle Zustandsgröße des Ziels abzuschätzen. Daher kann die Ortungsvorrichtung ein geeignetes Bewegungsmodell für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen auswählen, um die Zustandsgröße zu schätzen, und die Schätzgenauigkeit für die Zustandsgröße verbessern. Dies ermöglicht es der Ortungsvorrichtung, die Ziele mit hoher Genauigkeit zu verfolgen.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaubild eines Fahrassistenzsystems;
2 ist eine Veranschaulichung einer Einbauposition und eines Erfassungsbereichs einer Radarvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 ist ein Ablaufplan eines Ortungsvorgangs;
4 ist ein Ablaufplan eines Vorhersagevorgangs;
5 ist ein Ablaufplan eines Vorgangs zur Vorhersage von Zustandsgrößen;
6 ist ein Ablaufplan eines Zuordungsvorgangs;
7 ist ein Ablaufplan eines Vorgangs zum Festlegen bzw. Einstellen eines Modells gemäß der ersten Ausführungsform;
8 ist ein Ablaufplan eines ersten Einstellvorgangs;
9 ist ein Ablaufplan eines zweiten Einstellvorgangs;
10 ist ein Ablaufplan eines Registrierungsvorgangs;
11 zeigt einen Fußgänger, der vor einem eigenen Fahrzeug geradeaus geht, um eine Straße zu überqueren;
12 ist eine Darstellung des eigenen Fahrzeugs unmittelbar vor der Einfahrt in eine Straßenbiegung bzw. Kurve;
13 ist eine Darstellung eines Speichers für Zustandsgrößen;
14 ist ein Ablaufplan eines Vorgangs zum Festlegen eines Modells gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
15 ist eine Veranschaulichung von Einbaupositionen und Erfassungsbereichen der Radarvorrichtungen gemäß einer weiteren Ausführungsform.

[Erläuterung der Ausführungsformen]
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Ein Fahrassistenzsystem 1 dieser Ausführungsform ist in einem Fahrzeug montiert und umfasst, wie in 1 gezeigt ist, eine Radarvorrichtung 2, Verhaltenssensoren 3, eine Ortungsvorrichtung 4 und eine Einheit 5 zum Ausführen einer (Fahr-)Assistenz. Das Fahrzeug, in dem das Fahrassistenzsystem 1 montiert ist, wird nachstehend als eigenes Fahrzeug bezeichnet.
Die Radarvorrichtung 2 sendet Radarwellen, z. B. Millimeterwellen oder Mikrowellen, und empfängt reflektierte Radarwellen. Wie in 2 dargestellt wird, sendet die Radarvorrichtung 2 Radarwellen in Vorwärtsrichtung bzw. Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs aus und erzeugt (nachstehend als Beobachtungsinformationen bezeichnete) Informationen über Reflexionspunkte, die in einem Erfassungsbereich Rd vorhanden sind und die Radarwellen reflektieren. Die Beobachtungsinformationen umfassen einen Abstand zu jedem Reflexionspunkt, einen Azimut jedes Reflexionspunkts, eine relative Geschwindigkeit jedes Reflexionspunkts und die (nachstehend als Reflexionsintensität bezeichnete) Intensität der an jedem Reflexionspunkt reflektierten Radarwelle.
Wie in 1 dargestellt ist, umfassen die Verhaltenssensoren 3 verschiedene Vorrichtungen zur Erfassung von Informationen über das Verhalten des eigenen Fahrzeugs und Informationen über Fahrvorgänge, die das Verhalten des eigenen Fahrzeugs beeinflussen. Zu den von den Verhaltenssensoren 3 erfassten Informationen gehören beispielsweise die Stärke der Betätigung eines Gaspedals, die Stärke der Betätigung eines Bremspedals, Lenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeiten und - beschleunigungen.
Die Ortungsvorrichtung 4 verfolgt Ziele, die sich in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs befinden, basierend auf den von der Radarvorrichtung 2 erzeugten Beobachtungsinformationen und erzeugt Zielinformationen, die Zustandsgrößen der verfolgten Ziele angeben.
Die Ortungsvorrichtung 4 ist eine elektronische Steuereinheit, die um einen Mikrocomputer herum aufgebaut ist, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 11, einen Festwertspeicher (ROM) 12, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 13 und dergleichen umfasst. Verschiedene Funktionen des Mikrocomputers werden durch die CPU 11 implementiert, die ein Programm ausführt, das auf einem nichtflüchtigen materiellen Speichermedium gespeichert ist. In diesem Beispiel entspricht der ROM 12 dem nichtflüchtigen materiellen Speichermedium, in dem das Programm gespeichert ist. Ein diesem Programm entsprechendes Verfahren wird durch Ausführen des Programms durchgeführt. Einige oder alle der von der CPU 11 implementierten Funktionen können in Hardware durch eine oder mehrere integrierte Schaltungen (ICs) oder dergleichen aufgebaut sein. Darüber hinaus können ein oder mehrere Mikrocomputer die Ortungsvorrichtung 4 bilden.
Die Einheit 5 zum Ausführen einer Assistenz kann zum Beispiel ein Stellglied, eine Audiovorrichtung, eine Anzeigevorrichtung und andere Vorrichtungen umfassen. Basierend auf den von der Ortungsvorrichtung 4 generierten Zielinformationen steuert die Einheit 5 zum Ausführen einer Assistenz das Verhalten des eigenen Fahrzeugs und gibt Warnungen an den Fahrer des eigenen Fahrzeugs aus.
Nachstehend wird der Ablauf eines von der CPU 11 der Ortungsvorrichtung 4 durchgeführten Ortungsvorgangs beschrieben. Der Ortungsvorgang wird während des Betriebs der Ortungsvorrichtung 4 in jedem Verarbeitungszyklus wiederholt durchgeführt. Die Wiederholungsperiode des Verarbeitungszyklus ist ΔT. Nachstehend wird ein Ziel, für das der Ortungsvorgang durchgeführt wird, als verfolgtes Ziel bezeichnet.
Am Beginn des Ortungsvorgangs führt die CPU 11 zunächst einen Vorhersagevorgang in S10 durch, wie in 3 dargestellt. Der Ablauf des in S10 durchgeführten Vorhersagevorgangs wird nun erläutert.
Wie in 4 veranschaulicht wird, wählt die CPU 11 bei Beginn des Vorhersagevorgangs zunächst in S110 aus einem oder mehreren verfolgten Zielen ein verfolgtes Ziel aus, das im aktuellen Vorhersagevorgang noch nicht ausgewählt wurde. Das ausgewählte verfolgte Ziel wird nachstehend als ein Objektziel bezeichnet.
Anschließend führt die CPU 11 in S120 einen Vorgang zur Vorhersage der Zustandsgrößen durch. Der Ablauf des in S120 durchgeführten Vorgangs zur Vorhersage der Zustandsgrößen wird nun erläutert.
Am Beginn des in 5 dargestellten Vorgangs zur Vorhersage von Zustandsgrößen stellt die CPU 11 zunächst in S210 fest, ob ein erstes, später beschriebenes Bewegungsmodell oder ein zweites, später beschriebenes Bewegungsmodell für das Zielobjekt festgelegt ist. Wenn das erste Bewegungsmodell festgelegt ist, führt die CPU 11 den später bei S220 beschriebenen ersten Vorhersagevorgang durch und beendet den Vorgang zur Vorhersage von Zustandsgrößen. Wenn das zweite Bewegungsmodell festgelegt ist, führt die CPU 11 den später unter S230 beschriebenen zweiten Vorhersagevorgang durch und beendet den Vorgang zur Vorhersage von Zustandsgrößen.
Der in S220 durchgeführte erste Vorhersagevorgang wird nun erläutert.
Im ersten Vorhersagevorgang berechnet die CPU 11 anhand des ersten Bewegungsmodells einen vorhergesagten Wert eines Zustandsvektors des Zielobjekts im aktuellen Verarbeitungszyklus basierend auf einer Schätzung des Zustandsvektors des Zielobjekts, der im vorherigen Verarbeitungszyklus erfasst wurde. Die folgenden Gleichungen (1) bis (6) sind Gleichungen, die einen erweiterten Kalman-Filter darstellen.
X_k|k-1 ist der vorhergesagte Wert des Zustandsvektors (also der Vorhersagevektor). X_k ist die Schätzung des Zustandsvektors. z_k ist ein beobachteter Wert. P_k|k-1 ist eine Fehlerkovarianzmatrix des vorhergesagten Wertes des Zustandsvektors. P_k ist eine Schätzung der Fehlerkovarianzmatrix. S_k ist eine Innovationsmatrix. K_k ist eine Kalman-Verstärkung. f ist eine Funktion, die den vorhergesagten Wert der vorherigen Zustandsgröße angibt. h ist eine Funktion, die den beobachteten Wert angibt. Q_k ist eine Varianz des Prozessrauschens. F_k ist eine Zustandsübergangsmatrix, die durch die Jacobideterminante bzw. Jacobimatrix der Funktion f definiert ist. R_k ist eine Fehlerkovarianzmatrix des beobachteten Rauschens. H_k ist eine Transformationsmatrix, die den durch die Jacobideterminante der Funktion h definierten Zustandsraum auf den Beobachtungsraum abbildet. Xo ist ein Anfangswert des Zustandsvektors (d.h. ein anfänglicher Schätzungsvektor) und Po ist ein Anfangswert der Fehlerkovarianzmatrix.
$X_{k | k - 1} = ƒ (X_{k - 1})$
$P_{k | k - 1} = F_{k - 1} P_{k - 1} F_{k - 1}^{T} + Q_{k - 1}$
$S_{k} = H_{k} P_{k | k - 1} H_{k}^{T} + R_{k}$
$K_{k} = P_{k | k - 1} H_{k}^{T} S_{k}^{- 1}$
$P_{k} = (I - K_{k} H_{k}) P_{k | k - 1}$
$X_{k} = X_{k | k - 1} + K_{k} (z_{k} - h (X_{k | k - 1}))$
Das erste Bewegungsmodell ist ein lineares Bewegungsmodell. Wie in 11 dargestellt ist, wird das lineare Bewegungsmodell verwendet, um einen Fußgänger PD zu erfassen, der vor dem eigenen Fahrzeug V1 geradeausgeht, um eine Straße zu überqueren.
Im ersten Bewegungsmodell sind die Zustandsgrößen des Ziels eine Querposition x, eine Längsposition y, eine Quergeschwindigkeit v_x und eine Längsgeschwindigkeit v_y. Der Zustandsvektor, der eine vektorielle Darstellung mit diesen Zustandsgrößen als Elementen ist, wird durch X = [x, y, v_x, v_y]^T angegeben. Die Querichtung ist die Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs, und die Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung ist die Richtung senkrecht zur Breitenrichtung.
Im ersten Bewegungsmodell werden die vorhergesagten Werte der Zustandsgrößen im aktuellen Verarbeitungszyklus durch den Zustandsvektor X_k|k-1 = [x', y', v_x', v_y']^T und die Schätzungen der Zustandsgrößen im vorherigen Verarbeitungszyklus durch den Zustandsvektor X_k-1 = [x, y, v_x, v_y]^T dargestellt. Die Funktion f wird dann so festgelegt, dass zwischen dem Zustandsvektor X_k|k-1 und dem Zustandsvektor X_k-1 eine in Gleichung (7) gezeigte Beziehung hergestellt wird.
$[\begin{matrix} x' \\ y' \\ v_{x}' \\ v_{y}' \end{matrix}] = ƒ ([\begin{matrix} x \\ y \\ v_{x} \\ v_{y} \end{matrix}]) = [\begin{matrix} x + v_{x} Δ T \\ y + v_{y} Δ T \\ v_{x} \\ v_{y} \end{matrix}]$
Das bedeutet, dass die CPU11 im ersten Vorhersagevorgang in S220 unter Verwendung der in Gleichung (7) definierten Funktion den vorhergesagten Wert des Zustandsvektors im aktuellen Verarbeitungszyklus gemäß der Gleichung (1) berechnet, und die Fehlerkovarianzmatrix des vorhergesagten Wertes des Zustandsvektors im aktuellen Verarbeitungszyklus gemäß der Gleichung (2) berechnet.
Nun wird der in S230 durchgeführte zweite Vorhersagevorgang erläutert.
Im zweiten Vorhersagevorgang in S230 berechnet die CPU 11 anhand des zweiten Bewegungsmodells den vorhergesagten Wert des Zustandsvektors des Zielobjekts im aktuellen Verarbeitungszyklus basierend auf der im vorhergehenden Verarbeitungszyklus aufgenommenen Schätzung des Zustandsvektors des Zielobjekts.
Das zweite Bewegungsmodell ist ein Modell für die Kurvenfahrt. Wie in 12 dargestellt ist, wird das Modell für die Kurvenfahrt verwendet, um ein vorausfahrendes Fahrzeug V2 zu erkennen, das in einer Kurve CV auf der Straße vor dem eigenen Fahrzeug V1 fährt.
Im zweiten Bewegungsmodell sind die Zustandsgrößen des Ziels eine Position in Querrichtung bzw. Querposition x, eine Längsposition y, eine Geschwindigkeit v, eine Bewegungsrichtung θ, eine Beschleunigung a und eine Gierrate ω. Der Zustandsvektor, der eine vektorielle Darstellung mit diesen Zustandsgrößen als Elementen ist, wird durch X = [x, y, v, θ, a, ω]^T ausgedrückt.
Im zweiten Bewegungsmodell werden die vorhergesagten Werte der Zustandsgrößen im aktuellen Verarbeitungszyklus durch den Zustandsvektor X_k|k-1 = [x', y', v', θ', a', ω']^T dargestellt, und die Schätzungen der Zustandsgrößen im vorherigen Verarbeitungszyklus durch den Zustandsvektor X_k-1 = [x, y, v, θ, a, ω]^T. Die Funktion f wird dann so festgelegt, dass zwischen dem Zustandsvektor X_k|k-1 und dem Zustandsvektor X_k-1 eine Beziehung gemäß Gleichung (8) hergestellt wird.
$[\begin{matrix} x' \\ y' \\ v' \\ θ' \\ a' \\ ω' \end{matrix}] = ƒ ([\begin{matrix} x \\ y \\ v \\ θ \\ a \\ ω \end{matrix}]) = [\begin{matrix} x + v cos θ Δ T \\ y + v sin θ Δ T \\ v + a Δ T \\ θ + ω Δ T \\ a \\ ω \end{matrix}]$
Das heißt, im zweiten Vorhersagevorgang in S230 berechnet die CPU 11 mittels der durch die Gleichung (8) definierten Funktion den vorhergesagten Wert des Zustandsvektors im aktuellen Verarbeitungszyklus gemäß Gleichung (1) und berechnet die Fehlerkovarianzmatrix des vorhergesagten Wertes des Zustandsvektors im aktuellen Verarbeitungszyklus gemäß Gleichung (2).
Die CPU 11 speichert die berechneten Zustandsgrößen im Zustandsgrößenspeicher 13a, der sich im RAM 13 befindet.
Der Zustandsgrößenspeicher 13a ist dazu aufgebaut, [x, y, v_x, v_y] oder [x, y, v, θ, a, ω] für jedes der mehreren Ziele zu speichern, wie in 13 veranschaulicht. Insbesondere sind Speicherbereiche R1, R2, R3, R4, R5, R6 für jedes der mehreren Ziele vorgesehen. Wenn die Abschätzung des Zustandsvektors des Ziels mittels des ersten Bewegungsmodells berechnet wird, speichert die CPU 11 jeweils x, y, v_x und v_y in den Speicherbereichen R1, R2, R3 und R4 für das Ziel. Wenn die Abschätzung des Zustandsvektors des Ziels mittels des zweiten Bewegungsmodells berechnet wird, speichert die CPU 11 jeweils x, y, v, θ, a und ω in den Speicherbereichen R1, R2, R3, R4, R5 und R6 für das Ziel.
Nach Abschluss des Vorhersagevorgangs für die Zustandsgröße stellt die CPU 11 in S130 fest, ob alle aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen in S110 gewählt wurden, wie in 4 dargestellt. Wenn nicht alle verfolgten Ziele gewählt wurden, fährt die CPU 11 mit S110 fort. Wurden alle verfolgten Ziele gewählt, beendet die CPU 11 den Vorhersagevorgang.
Nach dem Abschluss des Vorhersagevorgangs führt die CPU 11 einen Zuordnungsvorgang durch, um die von der Radarvorrichtung 2 erfassten Reflexionspunkte den verfolgten Zielen in S20 zuzuordnen, wie in 3 dargestellt. Der Ablauf des in S20 durchgeführten Zuordnungsvorgangs wird nun erläutert.
Wie in 6 gezeigt ist, wählt die CPU 11 am Beginn des Zuordnungsvorgangs zunächst aus einem oder mehreren im aktuellen Verarbeitungszyklus in S310 erfassten Reflexionspunkten einen Reflexionspunkt aus, der im derzeitigen Zuordnungsvorgang nicht gewählt wurde. Der gewählte Reflexionspunkt wird nachstehend als ein ausgewählter Reflexionspunkt bezeichnet.
In S320 wählt die CPU 11 aus einem oder mehreren verfolgten Zielen ein verfolgtes Ziel aus, das im aktuellen Zuordnungsvorgang nicht als ausgewähltes Ziel ausgewählt wurde. Ferner berechnet die CPU 11 in S330 einen Abstand zwischen dem ausgewählten Reflexionspunkt und dem ausgewählten Ziel.
In S340 bestimmt die CPU 11, ob alle aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen in S320 ausgewählt wurden. Wurden nicht alle verfolgten Ziele ausgewählt, geht die CPU 11 zu S320 weiter. Wurden alle verfolgten Ziele ausgewählt, stellt die CPU 11 in S350 fest, ob alle im aktuellen Verarbeitungszyklus erfassten Reflexionspunkte in S310 ausgewählt wurden. Wurden nicht alle der im aktuellen Verarbeitungszyklus erfassten Reflexionspunkte ausgewählt, fährt die CPU 11 mit S310 fort.
Wenn alle aus dem einen oder den mehreren Reflexionspunkten ausgewählt wurden, wählt die CPU 11 in S360 eines aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen, für die der Vorgang des S370 nicht durchgeführt wurde, als das ausgewählte Ziel aus. In S370 bestimmt die CPU 11 für jeden der einen oder mehreren Reflexionspunkte, ob der Reflexionspunkt basierend auf dem in S330 berechneten Abstand mit dem ausgewählten Ziel zu verknüpfen ist. Der Reflexionspunkt, der mit dem ausgewählten Ziel zu verknüpfen ist, wird nachstehend als ein verknüpfter Reflexionspunkt bezeichnet. Wenn beispielsweise der Reflexionspunkt mit dem geringsten Abstand zum ausgewählten Ziel Mj der Reflexionspunkt Pi ist und das Ziel mit dem geringsten Abstand zu dem Reflexionspunkt Pi das ausgewählte Ziel Mj ist, wird der Reflexionspunkt Pi mit dem ausgewählten Ziel Mj verknüpft.
In S380 berechnet die CPU 11 einen Abstand zwischen der Position des ausgewählten Ziels, die durch den vorhergesagten Wert des in S120 berechneten Zustandsvektors angegeben wird, und der Position des zugehörigen Reflexionspunkts, die durch die Beobachtungsinformationen des zugehörigen Reflexionspunkts angegeben wird, als einen vorhergesagten Restfehler des ausgewählten Ziels.
Dann stellt die CPU 11 in S390 fest, ob alle aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen in S360 ausgewählt wurden. Wenn nicht alle aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen ausgewählt wurden, fährt die CPU 11 mit S360 fort. Wurden alle aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen ausgewählt, beendet die CPU 11 den Zuordnungsvorgang.
Wie in 3 dargestellt ist, führt die CPU 11 nach Abschluss des Zuordnungsvorgangs in S30 einen Eliminierungsvorgang durch, um die verfolgten Ziele zu eliminieren, für die es keine zugehörigen Reflexionspunkte gibt. Insbesondere verfügt jedes verfolgte Ziel über einen Eliminierungszähler, und die CPU 11 setzt den Eliminierungszähler für das verfolgte Ziel zurück, wenn sie feststellt, dass es einen zugehörigen Reflexionspunkt gibt, und erhöht den Eliminierungszähler, wenn sie feststellt, dass es keinen zugehörigen Reflexionspunkt gibt. Wenn der Wert des Eliminierungszählers für das verfolgte Ziel einen vordefinierten Wert erreicht, d. h. wenn es während einer vordefinierten Anzahl aufeinander folgender Verarbeitungszyklen keine zugehörigen Reflexionspunkte gibt, eliminiert die CPU 11 das verfolgte Ziel.
Dann führt die CPU 11 in S40 einen Aktualisierungsvorgang durch, um die Abschätzung des Zustandsvektors jedes verfolgten Ziels im aktuellen Verarbeitungszyklus basierend auf den vorhergesagten Werten der Zustandsvektoren der verfolgten Ziele und der Beobachtungsinformationen der zugehörigen Reflexionspunkte zu berechnen, die mit den verfolgten Zielen im Zuordnungsvorgang in S20 verknüpft wurden. Insbesondere berechnet die CPU 11 für jedes verfolgte Ziel die Schätzung des Zustandsvektors (also den Zustandsvektor X_k) und die Schätzung der Fehlerkovarianzmatrix (d.h. die Matrix P_k) im aktuellen Verarbeitungszyklus anhand der Gleichungen (3) bis (6). Die CPU 11 legt die vorhergesagten Werte des Zustandsvektors und der Fehlerkovarianzmatrix jedes in S370 ermittelten verfolgten Ziels so fest, dass es keine zugehörigen Reflexionspunkte als Schätzwerte gibt.
Nach Abschluss des Aktualisierungsvorgangs führt die CPU 11 in S50 einen Vorgang zur Modellfestlegung durch. Der Prozessablauf des in S50 durchgeführten Vorgangs zur Modellfestlegung wird nun erläutert.
Wie in 7 dargestellt wird, wählt die CPU 11 zu Beginn des Vorgangs zur Modellfestlegung zunächst aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen ein verfolgtes Ziel aus, das im aktuellen Vorgangs zur Modellfestlegung in S410 noch nicht ausgewählt wurde. Das ausgewählte verfolgte Ziel wird nachstehend als ein Objektziel bezeichnet.
Dann bestimmt die CPU 11 in S411, ob die Zahl verstrichener Zyklen für das Zielobjekt, die später erläutert wird, gleich groß wie oder kleiner als ein vorab festgelegter fünfter Kriteriumswert ist. Für jedes verfolgte Zielobjekt ist ein Zähler für die verstrichenen Zyklen vorgesehen. Die CPU 11 erhöht den entsprechenden Zähler für abgelaufene Zyklen (addiert also eins dazu) jedes Mal, wenn die Wiederholungsperiode des Verarbeitungszyklus nach der Erkennung des erfassten Ziels abläuft. Die Zahl der verstrichenen Zyklen ist ein Wert des Zählers für verstrichene Zyklen und entspricht der Anzahl der Verarbeitungszyklen, die seit der Erfassung des Zielobjekts verstrichen sind.
Ist die Zahl der verstrichenen Zyklen gleich groß wie oder kleiner als ein fünfter Kriteriumswert, geht die CPU 11 zu S510 weiter.
Übersteigt die Zahl der verstrichenen Zyklen den fünften Kriteriumswert, berechnet die CPU 11 in S420 eine Bodengeschwindigkeit Vabs basierend auf der von den Verhaltenssensoren 3 erfassten Geschwindigkeit Vn des eigenen Fahrzeugs und der Längsgeschwindigkeit, die anhand der in S40 berechneten Schätzung des Zustandsvektors berechnet wird. Die Bodengeschwindigkeit Vabs ist eine Fahrgeschwindigkeit des Ziels relativ zum Boden. Das heißt, die Bodengeschwindigkeit Vabs wird berechnet, indem die Relativgeschwindigkeit des Ziels in der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs zur Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs addiert wird.
Insbesondere berechnet die CPU 11 als Reaktion auf die Berechnung des vorhergesagten Wertes des Zustandsvektors im ersten Bewegungsmodell in S120 die Bodengeschwindigkeit Vabs anhand von Gleichung (9). Als Antwort auf die Berechnung des vorhergesagten Werts des Zustandsvektors durch die CPU 11 im zweiten Bewegungsmodell in S120 berechnet die CPU 11 die Bodengeschwindigkeit Vabs gemäß der Gleichung (10).
$Vabs = V_{n} + v_{y}$
$Vabs = V_{n} + v / cos θ$
Dann bestimmt die CPU 11 in S430, ob die in S420 berechnete Bodengeschwindigkeit Vabs gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter erster Kriteriumswert ist. Ist die Bodengeschwindigkeit Vabs gleich oder größer als der erste Kriteriumswert, geht die CPU 11 zu S520 weiter. Ist die Bodengeschwindigkeit Vabs kleiner als der erste Kriteriumswert, bestimmt die CPU 11 in S440, ob die Position des Zielobjekts in der Längs- bzw. Fahrtrichtung gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter zweiter Kriteriumswert ist.
Ist die Position in Längsrichtung gleich groß wie oder größer als der zweite Kriteriumswert, geht die CPU 11 zu S520 weiter. Ist die Position in Längsrichtung kleiner als der zweite Kriteriumswert, bestimmt die CPU 11 in S450, ob die seitliche Position des Zielobjekts bzw. seine Position in Querrichtung kleiner als ein vorab festgelegter dritter Kriteriumswert ist. Ist die seitliche Position kleiner als der dritte Kriteriumswert, geht die CPU 11 zu S520 weiter.
Wenn die seitliche Position bzw. seitliche Abweichung von der Fahrtrichtung gleich groß wie oder größer als der dritte Kriteriumswert ist, bestimmt die CPU 11 in S460 basierend auf den Beobachtungsinformationen, die zum Zielobjekt gehören, ob die Reflexionsintensität des Zielobjekts gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter vierter Kriteriumswert ist. Wenn die Reflexionsintensität gleich groß wie oder größer als der vierte Kriteriumswert ist, geht die CPU 11 zu S520 weiter.
Liegt die Reflexionsintensität unter dem vierten Kriterium, berechnet die CPU 11 in S480 basierend auf dem von den Verhaltenssensoren 3 erfassten Lenkwinkel einen Kurvenfahrradius des Fahrwegs, auf dem das eigene Fahrzeug fährt.
Dann bestimmt die CPU 11 in S490, ob der in S480 berechnete Kurvenfahrradius kleiner als ein vorab festgelegter sechster Kriteriumswert ist. Wenn der Kurvenfahrradius kleiner als der sechste vordefinierte Wert ist, fährt die CPU 11 mit S520 fort. Ist der Kurvenfahrradius gleich groß wie oder größer als der sechste Kriteriumswert, bestimmt die CPU 11 in S500 basierend auf der von den Verhaltenssensoren 3 erfassten Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs, ob der Absolutwert der Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter siebter Kriteriumswert ist.
Ist der Absolutwert der Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs gleich groß wie oder größer als der siebte Kriteriumswert, geht die CPU 11 zu S520 weiter. Ist der Absolutwert der Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs kleiner als der siebte Kriteriumswert, führt die CPU 11 in S510 einen ersten, später erläuterten Einstellvorgang durch und geht dann zu S530 weiter. Ist der Absolutwert der Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs gleich groß wie oder größer als der siebte Kriteriumswert, führt die CPU 11 in S520 einen zweiten, später erläuterten Einstellvorgang durch und geht dann zu S530 weiter.
Wenn sie zu S530 weitergeht, stellt die CPU 11 fest, ob alle aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen in S410 ausgewählt wurden. Wurden nicht alle aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen ausgewählt, geht die CPU 11 zu S410 weiter. Wurden alle aus dem einen oder den mehreren verfolgten Zielen ausgewählt, beendet die CPU 11 den Modellfestlegungsvorgang.
Nachstehend wird der Ablauf des ersten Einstellvorgangs in S510 beschrieben.
Nach Einleitung des ersten Einstellvorgangs ermittelt die CPU 11 zunächst in S610, ob das zweite Bewegungsmodell für das Zielobjekt eingestellt wurde, wie in 8 dargestellt wird. Wurde das zweite Bewegungsmodell nicht eingestellt, beendet die CPU 11 den ersten Einstellvorgang. Wurde das zweite Bewegungsmodell eingestellt, wandelt die CPU 11 in S620 den Zustandsvektor und die Fehlerkovarianzmatrix, die durch die Zustandsvariablen x, y, v, θ, a und ω dargestellt werden, in den Zustandsvektor und die Fehlerkovarianzmatrix um, die durch die Zustandsvariablen x, y, v_x und v_y dargestellt werden. Dann stellt die CPU 11 in S630 das erste Bewegungsmodell für das Zielobjekt ein und beendet den ersten Einstellvorgang.
Der Ablauf des zweiten Einstellvorgangs in S520 wird nun erläutert.
Am Beginn des zweiten Einstellvorgangs bestimmt die CPU 11 zunächst in S710, ob das erste Bewegungsmodell für das Zielobjekt eingestellt wurde, wie in 9 dargestellt. Wurde das erste Bewegungsmodell nicht eingestellt, beendet die CPU 11 den zweiten Einstellvorgang. Wurde das erste Bewegungsmodell eingestellt, wandelt die CPU 11 in S720 den Zustandsvektor und die Fehlerkovarianzmatrix, die durch die Zustandsvariablen x, y, v x, v_y dargestellt werden, in den Zustandsvektor und die Fehlerkovarianzmatrix um, die durch die Zustandsvariablen x, y, v, θ, a, ω dargestellt werden. Dann stellt die CPU 11 in S730 das zweite Bewegungsmodell für das Zielobjekt ein und beendet den zweiten Einstellvorgang.
Wie in 3 dargestellt wird, führt die CPU 11 in S60 nach Abschluss des Modelleinstellvorgangs bzw. Vorgangs zum Festlegen eines Modells einen Registrierungsvorgang durch, um Reflexionspunkte, die nicht mit den verfolgten Zielen verknüpft waren, als neue Ziele zu registrieren. Der Ablauf des in S60 durchgeführten Registrierungsvorgangs wird nun erläutert.
Wie in 10 veranschaulicht ist, wählt die CPU 11 am Beginn des Registrierungsvorgangs zunächst in S810 aus einem oder mehreren im aktuellen Verarbeitungszyklus erfassten Reflexionspunkten, die mit keinem verfolgten Ziel verknüpft wurden und die nachstehend als nicht verknüpfte Reflexionspunkte bezeichnet werden, einen nicht verknüpften Reflexionspunkt aus, der im aktuellen Registrierungsvorgang nicht ausgewählt wurde.
In S820 berechnet die CPU 11 einen Anfangswert des Zustandsvektors (also einen anfänglich geschätzten Vektor), der durch X = [x, y, v, θ, a, ω]^T dargestellt wird, basierend auf den Beobachtungsinformationen des ausgewählten nicht verknüpften Reflexionspunktes (also einem Abstand zum Reflexionspunkt, einem Azimut des Reflexionspunktes und einer Relativgeschwindigkeit des Reflexionspunktes) und dem Lenkwinkel und der Fahrzeugbeschleunigung, die von den Verhaltenssensoren 3 erfasst wurden.
Anschließend registriert die CPU 11 in S830 den ausgewählten nicht verknüpften Reflexionspunkt als neues Ziel zusammen mit dem in S820 berechneten anfänglich abgeschätzten Vektor.
Außerdem bestimmt die CPU 11 in S840, ob alle nicht verknüpften Reflexionspunkte in S810 gewählt wurden. Wurden nicht alle nicht verknüpften Reflexionspunkte gewählt, geht die CPU 11 zu S810 weiter. Wurden alle nicht verknüpften Reflexionspunkte gewählt, beendet die CPU 11 den Registrierungsvorgang.
Wie in 3 dargestellt ist, erzeugt die CPU 11 nach Abschluss des Registrierungsvorgangs in S70 die Zielinformationen, gibt die erzeugten Zielinformationen an die Einheit 5 zum Ausführen einer Assistenz aus und beendet dann den Ortungsvorgang. Insbesondere wandelt die CPU 11 in S70 zunächst die Schätzungen der Zustandsvektoren des einen oder der mehreren verfolgten Ziele und die Anfangswerte der Zustandsvektoren des einen oder der mehreren neuen Ziele in die Zustandsvektoren um, die durch die Zustandsvariablen des ersten Bewegungsmodells wiedergegeben werden (d. h. die Zustandsvektoren, die durch X = [x, y, v_x, v_y]^T wiedergegeben werden). Die Schätzungen der Zustandsvektoren des einen oder der mehreren verfolgten Ziele werden in S40 berechnet, und die Anfangswerte der Zustandsvektoren des einen oder der mehreren neuen Ziele werden in S50 berechnet. Das heißt, die CPU 11 führt einen Konvertierungsvorgang für die Schätzungen der Zustandsvektoren des einen oder der mehreren verfolgten Ziele und die Anfangswerte der Zustandsvektoren des einen oder der mehreren neuen Ziele durch, wenn sie durch die Zustandsvariablen des zweiten Bewegungsmodells wiedergegeben werden. Darüber hinaus wandelt die CPU 11 die Fehlerkovarianzmatrizen in Fehlerkovarianzmatrizen um, die durch die Zustandsvariablen x, y, v_x, v_y wiedergegeben werden. Somit erzeugt die CPU 11 als Zielinformationen die Schätzungen der Zustandsvektoren des einen oder der mehreren verfolgten Ziele, die so umgewandelt werden, dass sie durch die Zustandsvariablen des ersten Bewegungsmodells wiedergegeben werden, die Anfangswerte der Zustandsvektoren des einen oder der mehreren neuen Ziele, die so umgewandelt werden, dass sie durch die Zustandsvariablen des ersten Bewegungsmodells wiedergegeben werden, und die Fehlerkovarianzmatrizen, die so umgewandelt werden, dass sie durch die Zustandsvariablen des ersten Bewegungsmodells wiedergegeben werden.
Die wie vorstehend erläutert aufgebaute Ortungsvorrichtung 4 ist im eigenen Fahrzeug montiert und verfolgt ein oder mehrere Ziele, die sich in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs befinden.
Die Ortungsvorrichtung 4 schätzt die Schätzung des aktuellen Zustandsvektors für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen basierend auf den Beobachtungsinformationen für das von der Radarvorrichtung 2 beobachtete eine oder die mehreren Ziele und den Schätzungen X_k-1 der vorherigen Zustandsvektoren aus dem einen oder den mehreren Zielen jedes Mal ab, wenn die vorab festgelegte Wiederholungsperiode des Verarbeitungszyklus ΔT abläuft.
Für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen wählt die Ortungsvorrichtung 4 ein Bewegungsmodell aus den vorab festgelegten ersten und zweiten Bewegungsmodellen basierend auf mindestens entweder den Zuständen aus dem einen oder den mehreren Zielen oder dem Zustand des eigenen Fahrzeugs aus.
Die Ortungsvorrichtung 4 schätzt für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen die Schätzung X_k des Zustandsvektors anhand des ausgewählten Bewegungsmodells ab.
Auf diese Weise schätzt die Ortungsvorrichtung 4 für ein Ziel die Schätzung des Zustandsvektors anhand eines Bewegungsmodells ab. Somit kann die Ortungsvorrichtung 4 das Auftreten einer Situation unterdrücken, in der mehrere Bewegungsmodelle parallel für ein Ziel verwendet werden, und kann somit eine Erhöhung der Verarbeitungslast unterdrücken. Zudem wählt die Ortungsvorrichtung 4 ein Bewegungsmodell aus der Vielzahl von Bewegungsmodellen aus, um die Schätzung X_k des aktuellen Zustandsvektors für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen abzuschätzen. Daher kann die Ortungsvorrichtung 4 für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen ein geeignetes Bewegungsmodell auswählen, um die Schätzung X_k des Zustandsvektors abzuschätzen, und kann die Schätzgenauigkeit der Schätzung X_k des Zustandsvektors verbessern. Dadurch kann die Ortungsvorrichtung 4 die Ziele mit hoher Genauigkeit verfolgen.
Das erste Bewegungsmodell ist ein lineares Bewegungsmodell bzw. Bewegungsmodell für die Geradeausfahrt, und das zweite Bewegungsmodell ist ein Bewegungsmodell für die Kurvenfahrt. Die Hauptziele des fahrzeugmontierten Radarsystems 2 sind Fahrzeuge und Fußgänger. Ein Fahrzeug beschreibt eine zum Lenkwinkel passende Kurve. Daher passt das Bewegungsmodell für die Kurvenfahrt als das Bewegungsmodell. Ein Fußgänger, der eine Straße vor dem eigenen Fahrzeug überquert, bewegt sich wahrscheinlich linear, und im Gegensatz zu einem Fahrzeug beschreibt der Fußgänger keine Kurve mit einem bestimmten Kurvenfahrradius. Daher ist das Modell der linearen Bewegung besser geeignet als das Modell für die Kurvenfahrt.
Die Ortungsvorrichtung 4 wählt das zweite Bewegungsmodell, wenn die Bodengeschwindigkeit Vabs des Ziels gleich groß wie oder größer als der erste Kriteriumswert ist.
Die Ortungsvorrichtung 4 wählt das zweite Bewegungsmodell, wenn die Position des Ziels in Fahrtrichtung gleich groß wie oder größer als der zweite Kriteriumswert ist.
Die Ortungsvorrichtung 4 wählt das zweite Bewegungsmodell, wenn die seitliche Position des Ziels bzw. seine Position quer zur Fahrtrichtung kleiner als der dritte Kriteriumswert ist.
Die Ortungsvorrichtung 4 wählt das zweite Bewegungsmodell, wenn die Reflexionsintensität des Ziels gleich groß wie oder größer als der vierte Kriteriumswert ist.
Die Ortungsvorrichtung 4 wählt das erste Bewegungsmodell, wenn die Zahl der verstrichenen Zyklen des Ziels gleich groß wie oder kleiner als der fünfte Kriteriumswert ist.
Die Ortungsvorrichtung 4 wählt das zweite Bewegungsmodell, wenn der Kurvenfahrradius des eigenen Fahrzeugs kleiner als der sechste Kriteriumswert ist.
Die Ortungsvorrichtung 4 wählt das zweite Bewegungsmodell, wenn der Absolutwert der Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs gleich groß wie oder größer als der siebte Kriteriumswert ist.
Das zweite Bewegungsmodell umfasst die Beschleunigung a als eine Zustandsvariable. Dies ermöglicht der Ortungsvorrichtung 4, die Genauigkeit der Ortung des Ziels zu erhöhen.
Die Ortungsvorrichtung 4 wählt das erste Bewegungsmodell als Reaktion auf die Antwort NEIN in einem der Schritte S430, S440, S450, S460, S470, S490 und S500. Die Bedingung zur Auswahl in jedem aus S430, S440, S450, S460, S470, S490 und S500 ist eine Auswahlbedingung für das zweite Bewegungsmodell zur Auswahl des zweiten Bewegungsmodells.
Die Ortungsvorrichtung 4 schätzt außerdem die Schätzung P_k der Fehlerkovarianzmatrix ab.
Für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen wandelt die Ortungsvorrichtung 4, als Antwort auf den Wechsel eines Bewegungsmodells von einem vorherigen weg, den Zustandsvektor und die Fehlerkovarianzmatrix so um, dass sie zu dem einen Bewegungsmodell nach dem Wechsel vom vorherigen Bewegungsmodell passt.
Die Ortungsvorrichtung 4 umfasst einen Zustandsgrößenspeicher 13a, um die Zustandsvektoren für ein Ziel oder mehrere Ziele unabhängig davon zu speichern, welches Bewegungsmodell ausgewählt ist. Die Kapazität des Zustandsgrößenspeichers 13a reicht aus, um die Zustandsvektoren im zweiten Bewegungsmodell mit der größten Anzahl von Zustandsvariablen aus dem ersten und dem zweiten Bewegungsmodell zu speichern. Dadurch kann die Ortungsvorrichtung 4 die Zustandsvektoren im ersten Bewegungsmodell und im zweiten Bewegungsmodell im gemeinsamen Zustandsgrößenspeicher 13a speichern. Daher muss die Ortungsvorrichtung 4 keine getrennten Datenspeicher für das erste und das zweite Bewegungsmodell bereitstellen, um die Zustandsvektoren im ersten und zweiten Bewegungsmodell zu speichern, und kann eine Erhöhung der Datenspeicherkapazität vermeiden.
Die Ortungsvorrichtung 4 wandelt die Zustandsvektoren und die Fehlerkovarianzmatrizen für ein Ziel oder mehrere Ziele in diejenigen um, die durch die Zustandsvariablen x, y, v_x, v_y repräsentiert werden, und gibt sie unabhängig davon aus, welches Bewegungsmodell ausgewählt ist. Dadurch kann die Ortungsvorrichtung 4 die Notwendigkeit der Umwandlung der Zustandsvektoren und der Fehlerkovarianzmatrizen zwischen den Zustandsvariablen des ersten Bewegungsmodells und den Zustandsvariablen des zweiten Bewegungsmodells in der Einheit 5 zum Ausführen einer Assistenz eliminieren. Daher kann die Ortungsvorrichtung 4 die Nutzung der Zielinformationen in der Einheit 5 zum Ausführen einer Assistenz erleichtern.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entsprechen S40, S220 und S230 den von einer Einheit zum Abschätzen einer Zustandsgröße auszuführenden Verfahrensschritten, S50 dem von einer Einheit zur Modellauswahl auszuführenden Verfahrensschritt, S210 dem von einer Einheit zur Auswahl einer Schätzung auszuführenden Verfahrensschritt, und die Zustandsvektoren entsprechen den Zustandsgrößen.
Die Bodengeschwindigkeit Vabs des Ziels, die Position des Ziels in Fahrtrichtung, die Position des Ziels quer zur Fahrtrichtung, die Reflexionsintensität des Ziels, die Zahl der verstrichenen Zyklen für das Ziel und der Kurvenfahrradius des eigenen Fahrzeugs entsprechen Auswahlparametern.
Der erste, zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste und siebte Kriteriumswert entspricht den Auswahlkriteriumswerten.
Die Fehlerkovarianzmatrix entspricht der Fehlerkovarianz, S620 und S720 entsprechen den von einer Umwandlungseinheit auszuführenden Verfahrensschritten, S70 entspricht dem von einer Ausgabeeinheit auszuführenden Verfahrensschritt, und die Zustandsvariablen x, y, v_x, v_y entsprechen den üblichen physikalischen Größen.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In der zweiten Ausführungsform werden nur die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben. Den gemeinsamen Bauteilen sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet.
Das Fahrassistenzsystem 1 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Vorgang der Modellfestlegung verändert wird.
Der Vorgang der Modellfestlegung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Verfahrensschritte S412, S414 und S416 hinzugefügt werden.
Wie in 14 dargestellt ist, bedeutet das, dass die CPU 11 in S412 bestimmt, ob die Zahl der seit dem Einstellen verstrichenen Zyklen des betreffenden Ziels gleich groß wie oder größer als eine vorab festgelegte Schaltzykluszahl ist, wenn in S411 festgestellt wurde, dass die Zahl der verstrichenen Zyklen den fünften Kriteriumswert übersteigt. Für jedes verfolgte Ziel ist ein Zähler für die seit dem Einstellen verstrichenen Zyklen vorgesehen. Die CPU 11 erhöht den entsprechenden Zähler für die seit dem Einstellen verstrichenen Zyklen jedes Mal, wenn die Wiederholungsperiode des Verarbeitungszyklus abläuft, nachdem das verfolgte Ziel erkannt ist. Bei jedem Wechsel des Bewegungsmodells setzt die CPU 11 jedoch den entsprechenden Zähler für die seit dem Einstellen verstrichenen Zyklen zurück (also auf 0). Die Zahl der seit dem Einstellen verstrichenen Zyklen ist ein Wert des Zählers für die seit dem Einstellen verstrichenen Zyklen und entspricht der Anzahl der Verarbeitungszyklen, die seit dem Einstellen des derzeitigen Bewegungsmodells verstrichen sind.
Ist die Zahl der seit dem Einstellen verstrichenen Zyklen kleiner als die Schaltzykluszahl, geht die CPU 11 zu S420 weiter.
Wenn die Zahl der seit dem Einstellen verstrichenen Zyklen gleich groß wie oder größer als die Schaltzykluszahl ist, bestimmt die CPU 11 in S414, ob der vorhergesagte Restfehler des Zielobjekts gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Schaltkriteriumswert ist. Ist der vorhergesagte Restfehler kleiner als der Schaltkriteriumswert, geht die CPU 11 zu S420 weiter. Ist der vorhergesagte Restfehler gleich groß wie oder größer als der Wert des Schaltkriteriums, bestimmt die CPU 11 in S416, ob das erste Bewegungsmodell für das Zielobjekt eingestellt wurde. Wurde das erste Bewegungsmodell nicht eingestellt, geht die CPU 11 zu S510 weiter. Wurde das erste Bewegungsmodell eingestellt, geht die CPU 11 zu S520 weiter.
Die wie vorstehend erläutert aufgebaute Ortungsvorrichtung 4 berechnet den vorhergesagten Wert des aktuellen Zustandsvektors für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen basierend auf den Schätzungen der letzten Zustandsvektoren des einen oder der mehreren Ziele, X_k|k-1. Dann wählt die Ortungsvorrichtung 4 ein Bewegungsmodell aus, das sich vom zuvor ausgewählten unterscheidet, wenn die Zahl der verstrichenen Zyklen gleich groß wie oder größer als die Zykluszahl des Schaltkriteriums ist, und wenn der vorhergesagte Restfehler, der eine Differenz darstellt zwischen dem vorhergesagten Wert des Zustandsvektors (in dieser Ausführungsform der Position des Ziels) und dem durch die Beobachtungsinformationen angezeigten beobachteten Wert (in dieser Ausführungsform der Position des Reflexionspunkts), gleich groß wie oder größer als der Wert des Schaltkriteriums ist. In diesem Fall wählt die Ortungsvorrichtung 4 ein anderes Bewegungsmodell als das zuvor ausgewählte. So kann die Ortungsvorrichtung 4 die Genauigkeit der Ortung der Ziele verbessern.
Obwohl vorstehend die spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann mit verschiedenen Modifizierungen umgesetzt werden.
(Erste Modifizierung)
In den obigen Ausführungsformen sind beispielsweise der erste, zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste und siebte Kriteriumswert feste Werte. Alternativ können die ersten bis siebten Kriteriumswerte abhängig vom ausgewählten Bewegungsmodell geändert werden. Die ersten bis siebten Kriteriumswerte bei Auswahl des ersten Bewegungsmodells und die ersten bis siebten Kriteriumswerte bei Auswahl des zweiten Bewegungsmodells können sich demnach voneinander unterscheiden. Auf diese Weise kann die Ortungsvorrichtung 4 eine Hysterese im Schwellenwert für das Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Bewegungsmodell bereitstellen und das Auftreten eines so genannten Flatterns unterdrücken, bei dem das Bewegungsmodell häufig zwischen erstem und zweitem Bewegungsmodellen umgeschaltet wird.
(Zweite Modifizierung)
In den vorstehend erläuterten Ausführungen werden Radarwellen in der Fahrt- bzw. Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs ausgesendet. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist die Richtung, in der die Radarwellen übertragen werden, nicht auf die Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs beschränkt. Wie in 15 dargestellt wird, können die Radarwellen beispielsweise nicht nur in Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs, sondern auch nach rechts vorne, nach links vorne, nach rechts hinten und nach links hinten vom eigenen Fahrzeug weg gesendet werden.
(Dritte Modifizierung)
In den vorstehend genannten Ausführungsformen wird das zweite Bewegungsmodell ausgewählt, wenn die Bodengeschwindigkeit Vabs des Ziels gleich groß wie oder größer als der erste Kriteriumswert ist. Statt der Bodengeschwindigkeit kann auch die Relativgeschwindigkeit genutzt werden.
(Vierte Modifizierung)
In den vorstehend genannten Ausführungsformen wird das zweite Bewegungsmodell ausgewählt, wenn die Position des Ziels in Fahrtrichtung gleich groß wie oder größer als der zweite Kriteriumswert ist. Anstelle der Position in Fahrtrichtung kann auch der Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Ziel genutzt werden.
(Fünfte Modifizierung)
In den vorstehend genannten Ausführungen wird das zweite Bewegungsmodell ausgewählt, wenn die seitliche Position des Ziels bzw. die Position des Ziels in Querrichtung kleiner als der dritte Kriteriumswert ist. Anstelle der seitlichen Position kann auch der Azimut verwendet werden.
(Sechste Modifizierung)
In den vorstehend genannten Ausführungsformen umfassen die mehreren Bewegungsmodelle das erste Bewegungsmodell und das zweite Bewegungsmodell. Alternativ können die mehreren Bewegungsmodelle auch drei oder mehr Bewegungsmodelle umfassen. In den vorstehend genannten Ausführungsformen sind die Quergeschwindigkeit v_x und die Längsgeschwindigkeit v_y als Zustandsgrößen des Ziels im ersten Bewegungsmodell relative Geschwindigkeiten. Alternativ können die Quergeschwindigkeit v_x und die Längsgeschwindigkeit v_y auch Bodengeschwindigkeiten sein.
Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Ortungsvorrichtung 4 und das zugehörige Verfahren können durch einen dedizierten Computer mit einem Prozessor und einem Speicher implementiert werden, der so programmiert ist, dass er eine oder mehrere durch Computerprogramme verkörperte Funktionen ausführt. Alternativ können die Ortungsvorrichtung 4 und das in der vorliegenden Offenbarung beschriebene zugehörige Verfahren durch einen dedizierten Computer implementiert werden, der einen aus einer oder mehreren dedizierten Hardware-Logikschaltungen gebildeten Prozessor umfasst, oder sie können durch einen oder mehrere dedizierte Computer implementiert werden, die eine Kombination aus einem Prozessor und einem zur Ausführung einer oder mehrerer Funktionen programmierten Speicher und einem aus einer oder mehreren dedizierten Hardware-Logikschaltungen gebildeten Prozessor umfassen. Die Computerprogramme können als von einem Computer ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen, greifbaren, computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden. Die Technik zur Implementierung der Funktionen der einzelnen Teile der Ortungsvorrichtung 4 muss nicht notwendigerweise Software umfassen, und alle ihre Funktionen können mit Hilfe eines oder mehrerer Teile der Hardware implementiert werden.
Mehrere Funktionen, die in den vorgenannten Ausführungsformen von einem Element aus einer Komponente bereitgestellt werden, können von einem Element aus mehreren Komponenten implementiert werden, oder eine Funktion, die von einem Element aus einer Komponente bereitgestellt wird, kann von mehreren Elementen aus je einer Komponente implementiert werden. Darüber hinaus können mehrere Funktionen, die zahlreiche Elemente besitzen, in einem Element implementiert sein, oder eine Funktion, die in mehreren Elementen implementiert ist, kann in einem Element implementiert sein. Einige der Komponenten in den vorstehend erläuterten Ausführungsformen können weggelassen werden. Zumindest einige der Komponenten in den vorstehend erläuterten Ausführungsformen können zu anderen Ausführungsformen hinzugefügt oder durch diese ersetzt werden.
Außer in der vorstehend erläuterten Ortungsvorrichtung 4 kann die vorliegende Offenbarung auch in verschiedenen Modi implementiert werden, wie z.B. als ein System, das die Ortungsvorrichtung 4 als wesentliches Element enthält, ein Programm, das einen Computer veranlasst, als Ortungsvorrichtung 4 zu dienen, ein nichtflüchtiges materielles Speichermedium, wie z.B. ein Halbleiterspeicher, das dieses Programm speichert, ein Ortungsverfahren und dergleichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019117142 [0001]
JP 4348535 [0005]
JP 4348535 B [0005]

Claims

Eine Ortungsvorrichtung (4) zum Verfolgen eines oder mehrerer Ziele, die sich in der Umgebung eines Fahrzeugs befinden, wobei die Ortungsvorrichtung dazu aufgebaut ist, in das Fahrzeug einbaubar zu sein, und Folgendes umfasst: eine Einheit (S40, S220, S230) zum Abschätzen von Zustandsgrößen, die dazu aufgebaut ist, jedes Mal, wenn eine vorab festgelegte Wiederholungsperiode eines Verarbeitungszyklus abläuft, für jedes des einen oder der mehreren Ziele eine aktuelle Zustandsgröße basierend mindestens entweder auf Beobachtungsinformationen des einen oder der mehreren Ziele, die von einem Sensor beobachtet werden, oder auf vergangenen Zustandsgrößen des einen oder der mehreren Ziele abzuschätzen; eine Einheit (S50) zur Modellauswahl, die dazu aufgebaut ist, basierend auf mindestens entweder einem Zustand des Ziels oder einem Zustand des Fahrzeugs für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen ein Bewegungsmodell aus einer Vielzahl von vorab festgelegten Bewegungsmodellen auszuwählen; und eine Einheit zur Auswahl einer Schätzung (S210), die dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen die Einheit zum Abschätzen von Zustandsgrößen zu veranlassen, die Zustandsgröße des Ziels anhand des einen von der Einheit zur Modellauswahl ausgewählten Bewegungsmodells abzuschätzen.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 1, wobei die mehreren Bewegungsmodelle ein erstes Bewegungsmodell und ein zweites Bewegungsmodell umfassen, und das erste Bewegungsmodell ein Modell einer Geradeausbewegung und das zweite Bewegungsmodell ein Modell einer Kurvenfahrbewegung ist.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 2, wobei die Einheit zur Modellauswahl dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das eine Bewegungsmodell auszuwählen, indem sie bestimmt, ob mindestens ein Auswahlparameter, von denen jeder ein vorab festgelegter Parameter ist, der den Zustand des Ziels oder den Zustand des Fahrzeugs anzeigt, gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Auswahlkriteriumswert ist.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 3, wobei die Einheit zur Modellauswahl so aufgebaut ist, dass sie für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das zweite Bewegungsmodell als Reaktion auf den Auswahlparameter auswählt, bei dem es sich um eine Bodengeschwindigkeit des Ziels oder um eine Relativgeschwindigkeit des Ziels handelt, die gleich groß wie oder größer als der Auswahlkriteriumswert ist.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 3, wobei die Einheit zur Modellauswahl dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das zweite Bewegungsmodell als Antwort auf den Auswahlparameter auszuwählen, bei dem es sich um eine Position des Ziels in Fahrtrichtung oder einen Abstand zum Ziel handelt, der gleich groß wie oder größer als der Auswahlkriteriumswert ist.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 3, wobei die Einheit zur Modellauswahl dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das zweite Bewegungsmodell als Antwort auf den Auswahlparameter auszuwählen, bei dem es sich um eine Position in Querrichtung oder einen Azimut des Ziels handelt, der kleiner ist als der Wert des Auswahlkriteriums.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 3, wobei die Einheit zur Modellauswahl dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das zweite Bewegungsmodell als Antwort auf den Auswahlparameter auszuwählen, bei dem es sich um eine Reflexionsintensität des Ziels handelt, die gleich groß wie oder größer als der Auswahlkriteriumswert ist.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 3, wobei die Einheit zur Modellauswahl dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das erste Bewegungsmodell als Antwort auf den Auswahlparameter auszuwählen, bei dem es sich um eine Zahl der verstrichenen Zyklen handelt, die einer Anzahl von Verarbeitungszyklen entspricht, die verstrichen sind, seit das Ziel erfasst wurde, und der gleich groß wie oder kleiner als der Auswahlkriteriumswert ist.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 3, wobei die Einheit zur Modellauswahl dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das zweite Bewegungsmodell auszuwählen, wenn der Auswahlparameter, bei dem es sich um einen Kurvenfahrradius des Fahrzeugs handelt, kleiner ist als der Wert des Auswahlkriteriums.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 3, wobei die Einheit zur Modellauswahl dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das zweite Bewegungsmodell als Antwort auf den Auswahlparameter auszuwählen, bei dem es sich um einen Absolutwert der Beschleunigung des Fahrzeugs handelt, der gleich groß wie oder größer als der Auswahlkriteriumswert ist.
Ortungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Einheit zur Modellauswahl dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen das zweite Bewegungsmodell als Antwort auf die Erfüllung einer vorab festgelegten Bedingung für die Auswahl des zweiten Bewegungsmodells auszuwählen, und das erste Bewegungsmodell auszuwählen, wenn die Bedingung für die Auswahl des zweiten Bewegungsmodells nicht erfüllt ist.
Ortungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das zweite Bewegungsmodell die Beschleunigung als Zustandsvariable umfasst.
Ortungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Einheit zum Abschätzen der Zustandsgröße weiterhin dazu aufgebaut ist, für jedes aus dem einen oder den mehreren Zielen einen vorhergesagten Wert der aktuellen Zustandsgröße des Ziels basierend auf einer Schätzung einer vergangenen Zustandsgröße des Ziels zu berechnen, und die Einheit zur Modellauswahl außerdem dazu aufgebaut ist, als Antwort darauf, dass eine Zahl der verstrichenen Zyklen nach dem Einstellen, bei der es sich um eine Zahl von Verarbeitungszyklen handelt, die verstrichen sind, seit das aktuell ausgewählte Bewegungsmodell eingestellt wurde, gleich groß wie oder größer als eine vorab festgelegte Zykluszahl für ein Umschaltkriterium ist, und dass ein vorhergesagter Restfehler, bei dem es sich um eine Differenz zwischen dem vorhergesagten Wert der Zustandsgröße und einem durch die Beobachtungsinformationen angezeigten beobachteten Wert handelt, gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Umschaltkriteriumswert ist, das eine Bewegungsmodell auszuwählen, das sich von einem zuvor ausgewählten Bewegungsmodell unterscheidet.
Ortungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei der Auswahlkriteriumswert gemäß dem gewählten Bewegungsmodell geändert wird.
Ortungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Einheit zur Abschätzung der Zustandsgrößen zudem dazu aufgebaut ist, eine Fehlerkovarianz der Zustandsgrößen abzuschätzen.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 15, weiter mit einer Umwandlungseinheit (S520, S620), die dazu aufgebaut ist, für jedes des einen oder der mehreren Ziele als Reaktion darauf, dass das eine Bewegungsmodell von einem vorherigen Bewegungsmodell geändert wurde, mindestens entweder die Zustandsgröße oder die Fehlerkovarianz umzuwandeln, damit sie nach dem Wechsel vom vorherigen Bewegungsmodell zu dem einen Bewegungsmodell passt.
Ortungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, weiter mit einem Speicher (13a) für Zustandsgrößen, der dazu aufgebaut ist, die Zustandsgrößen des einen oder der mehreren Ziele unabhängig davon zu speichern, welches aus der Vielzahl von Bewegungsmodellen ausgewählt ist, wobei der Speicher für Zustandsgrößen eine ausreichende Kapazität besitzt, um die Zustandsgrößen für das eine Bewegungsmodell mit der größten Anzahl von Zustandsvariablen aus der Vielzahl von Bewegungsmodellen zu speichern.
Ortungsvorrichtung (4) nach Anspruch 15, weiter mit einer Ausgabeeinheit (S70), die dazu aufgebaut ist, die Zustandsgrößen und die Fehlerkovarianzen des einen oder der mehreren Objekte in herkömmliche physikalische Größen unabhängig davon umzuwandeln, welches aus der Vielzahl von Bewegungsmodellen ausgewählt wird, und die herkömmlichen physikalischen Größen auszugeben (S70).