DE112020004860T5

DE112020004860T5 - Achsabweichungsschätzvorrichtung

Info

Publication number: DE112020004860T5
Application number: DE112020004860.8T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Kondo; Takuya TAKAYAMA
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-06-23
Also published as: JP2021060369A; JP7252110B2; CN114502973A; US20220228862A1; WO2021070685A1

Abstract

Diese Achsabweichungsschätzvorrichtung (4) schätzt einen Achsabweichungswinkel einer Radarvorrichtung, die an einem beweglichen Körper montiert ist, und beinhaltet eine Erlangungseinheit (S10), eine Extrahierungseinheit (S20), eine Vorrichtungssystemkoordinateneinheit (S30, S210) und eine Schätzeinheit (S30, S220, S230, S320, S330). Die Schätzeinheit schätzt einen Achsabweichungswinkel unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks. Der relationale Ausdruck ist ein Ausdruck, der zwischen mindestens einem unbekannten Parameter, der einen Achsabweichungswinkel einer Koordinatenachse der Radarvorrichtung um eine Zielachse beinhaltet, die mindestens eine einer horizontalen Achse und einer Fahrtrichtungsachse ist, die die Koordinatenachsen des beweglichen Körpers bilden, und mindestens einem Element gilt, das in den Vorrichtungssystemkoordinaten eines Straßenoberflächenreflexionspunkts beinhaltet ist.

Description

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der und beansprucht die Priorität der am 9. Oktober, 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2019-186313 auf deren Offenbarung vollinhaltlich Bezug genommen wird.
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Technik zum Schätzen eines Achsabweichungswinkels einer Radarvorrichtung, die die Richtung und relative Geschwindigkeit eines Objekts erfasst.
[Stand der Technik]
In fahrzeugmontierten Radarvorrichtungen kann sogenannte Achsabweichung auftreten, in der die Mittelachse eines Radarstrahls irgendwie aufgrund einer Änderung des Installationszustands abweicht. Beispielsweise offenbart das nachfolgende Patentdokument 1 eine Technik, die den Achsabweichungswinkel einer fahrzeugmontierten Radarvorrichtung basierend auf der Tatsache schätzt, dass die Empfangsintensität einer reflektierten Welle von nahe dem Fahrzeug ein Maximum erreicht, wenn Achsabweichung auftritt.
[Literaturliste]
[Patentliteratur]
[Patentdokument 1] JP 6321448 B2
[Überblick über die Erfindung]
Jedoch haben die Erfinder als Ergebnis detaillierter Untersuchung ein Problem in der in Patentdokument 1 beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung darin herausgefunden, dass die Schätzgenauigkeit für den Achsabweichungswinkel abnimmt, wenn ein Objekt mit einer großen Reflexionsintensität wie ein Kanaldeckel weit weg von dem Fahrzeug existiert.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Technik bereitzustellen, die die Schätzgenauigkeit des Achsabweichungswinkels verbessert.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Achsabweichungsschätzvorrichtung, die den Achsabweichungswinkel einer Radarvorrichtung schätzt, die an einem beweglichen Körper montiert ist. Die Achsabweichungsschätzvorrichtung beinhaltet eine Erlangungseinheit, eine Extrahierungseinheit, eine Vorrichtungssystemkoordinateneinheit und eine Schätzeinheit.
Die Erlangungseinheit erlangt für jeden mehrerer Reflexionspunkte, die durch die Radarvorrichtung erfasst werden, Reflexionspunktinformationen, die mindestens einen Horizontalwinkel und einen Vertikalwinkel, die Azimutwinkel des Reflexionspunkts sind, die mit Bezug auf eine Strahlrichtung erlangt werden, und einen Abstand zwischen der Radarvorrichtung und dem Reflexionspunkt beinhalten. Die Strahlrichtung ist die Richtung entlang der Mittelachse des Radarstrahls. Die Extrahierungseinheit extrahiert basierend auf mindestens den Reflexionspunktinformationen mindestens einen Straßenoberflächenreflexionspunkt aus den mehreren Reflexionspunkten, die aufgrund einer Reflexion durch die Straßenoberfläche erfasst wurden.
Die Vorrichtungssystemkoordinateneinheit spezifiziert basierend auf den Reflexionspunktinformationen Vorrichtungssystemkoordinaten für jeden Straßenoberflächenreflexionspunkt, die dreidimensionale Koordinaten basierend auf einer Koordinatenachse der Radarvorrichtung repräsentieren. Die Schätzeinheit schätzt einen Achsabweichungswinkel unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks. Der relationale Ausdruck ist ein Ausdruck, der zwischen mindestens einem unbekannten Parameter, der den Achsabweichungswinkel einer Koordinatenachse der Radarvorrichtung von einer Zielachse beinhaltet, die eine einer horizontalen Achse und einer Fahrtrichtungsachse ist, die die Koordinatenachsen des beweglichen Körpers bilden, und mindestens einem Element gilt, das in den Vorrichtungssystemkoordinaten des Straßenoberflächenreflexionspunkts beinhaltet ist.
Demzufolge, da die Achsabweichungsschätzvorrichtung arithmetisch den Achsabweichungswinkel schätzt, ist es möglich, den Schätzfehler des Achsabweichungswinkels verglichen zur herkömmlichen Vorrichtung zu unterdrücken, die den Achsabweichungswinkel basierend auf der Tatsache schätzt, dass die Empfangsintensität der reflektierten Welle von nahe dem Fahrzeug ein Maximum erreicht, wenn ein Achsabweichungswinkel auftritt.
Figurenliste

1 ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems zeigt;
2 ein erläuterndes Diagramm, dass einen Abstrahlungsbereich einer Radarwelle in der horizontalen Richtung illustriert;
3 ein erläuterndes Diagramm, dass einen Abstrahlungsbereich einer Radarwelle in der vertikalen Richtung illustriert;
4 ein erläuterndes Diagramm, dass eine Achsabweichung einer Radarvorrichtung illustriert;
5 ein erläuterndes Diagramm, das einen vertikalen Achsabweichungswinkel und einen Rollwinkel illustriert;
6 ist ein Ablaufdiagramm einer Achsabweichungsschätzverarbeitung;
7 ist ein Ablaufdiagramm einer Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung;
8 ist ein Ablaufdiagramm einer Winkelschätzverarbeitung in einer ersten Ausführungsform;
9 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Prinzip illustriert, nach dem ein vertikaler Achsabweichungswinkel in der ersten Ausführungsform geschätzt wird;
10 ist ein Ablaufdiagramm einer Winkelschätzverarbeitung in einer ersten Modifikation;
11 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Prinzip illustriert, nach dem ein Rollwinkel in der ersten Modifikation geschätzt wird;
12 ist ein Ablaufdiagramm einer Winkelschätzverarbeitung in einer zweiten Ausführungsform;
13 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Prinzip illustriert, nach dem ein vertikaler Achsabweichungswinkel in der zweiten Ausführungsform geschätzt wird;
14 ist ein Ablaufdiagramm einer Winkelschätzverarbeitung in einer zweiten Modifikation;
15 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Prinzip illustriert, nach dem ein Rollwinkel in der zweiten Modifikation geschätzt wird;
16 ist ein Ablaufdiagramm einer Winkelschätzverarbeitung in einer vierten Modifikation; und
17 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Prinzip illustriert, nach dem ein vertikaler Achsabweichungswinkel und ein Rollwinkel in der vierten Modifikation geschätzt werden.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass der Ausdruck „vertikal“ der nachfolgend verwendet wird, nicht auf eine strenge Bedeutung von „vertikal“ beschränkt ist, und nicht streng vertikal sein muss, solange die gleiche Wirkung erreicht wird. Das gleiche gilt für die Ausdrücke „horizontal“ und „übereinstimmend“ bzw. „Abgleichen“ die nachfolgend verwendet werden.
[1. Erste Ausführungsform]
[1-1. Konfiguration]
Das Fahrzeugsteuersystem 1, das in 1 gezeigt ist, ist ein System, das an einem Fahrzeug VH montiert ist, das ein beweglicher Körper ist. Das Fahrzeugsteuersystem 1 beinhaltet eine Radarvorrichtung 2, eine fahrzeugmontierte Sensorgruppe 3, eine Signalverarbeitungseinheit 4 und eine Unterstützungsausführungseinheit 5. Ferner kann das Fahrzeugsteuersystem 1 eine Achsabweichungsmitteilungsvorrichtung 51 und eine Montagewinkeleinstellvorrichtung 52 beinhalten. Nachfolgend wird das Fahrzeug VH, in dem das Fahrzeugsteuersystem 1 montiert ist, ebenso als das Eigenfahrzeug VH bezeichnet. Ferner wird die Fahrzeugbreitenrichtung des Eigenfahrzeugs VH ebenso als die horizontale Richtung bezeichnet und die Fahrzeughöhenrichtung wird ebenso als die vertikale Richtung bezeichnet.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist die Radarvorrichtung 2 auf der Vorderseite des Eigenfahrzeugs VH montiert. Die Radarvorrichtung 2 sendet Radarwellen innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs Ra in der horizontalen Richtung vor das Eigenfahrzeug VH und innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs Rb in der vertikalen Richtung vor das Eigenfahrzeug VH. Die Radarvorrichtung 2 empfängt eine reflektierte Welle einer gesendeten Radarwelle zum Erzeugen von Reflexionspunktinformationen bezüglich Reflexionspunkten, die die Funkwelle reflektieren.
Die Radarvorrichtung 2 kann ein sogenanntes Millimeterwellenradar sein, das eine elektromagnetische Welle in dem Millimeterwellenband als die Radarwelle verwendet, ein Laserradar, das Laserlicht als die Radarwelle verwendet, oder ein Sonar, das eine Schallwelle als die Radarwelle verwendet. In jedem Fall ist die Antenneneinheit, die Radarwellen sendet und empfängt, konfiguriert, um die Ankunftsrichtung der reflektierten Welle in sowohl der horizontalen Richtung als auch der vertikalen Richtung erfassen zu können. Die Antenneneinheit kann eine Arrayantenne beinhalten, die in der horizontalen Richtung und der vertikalen Richtung angeordnet ist.
Die Radarvorrichtung 2 ist derart installiert, dass die Strahlrichtung mit der Vorderseite-Rückseite-Richtung, das heißt, der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs VH übereinstimmt, und wird verwendet, um unterschiedliche Ziele zu erfassen, die vor dem Eigenfahrzeug VH sind. Die Strahlrichtung ist die Richtung entlang der Richtung der Mittelachse CA des gesendeten Radarstrahls.
Die Reflexionspunktinformationen, die durch die Radarvorrichtung 2 erzeugt werden, beinhalten mindestens einen Azimutwinkel des Reflexionspunkts und einen Abstand zu dem Reflexionspunkt. Der Abstand zu dem Reflexionspunkt ist der Abstand zwischen der Radarvorrichtung 2 und dem Reflexionspunkt. Die Radarvorrichtung 2 kann konfiguriert sein, um die relative Geschwindigkeit des Reflexionspunkts hinsichtlich des Eigenfahrzeugs VH und die Empfangsintensität des Radarstrahls zu erfassen, der durch den Reflexionspunkt reflektiert wird. In den Reflexionspunktinformationen kann der Reflexionspunkt die relative Geschwindigkeit und die Empfangsintensität beinhalten.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist der Azimutwinkel des Reflexionspunkts mindestens einer eines Horizontalrichtungswinkels (nachfolgend als Horizontalwinkel bezeichnet) Hor und eines Vertikalrichtungswinkels (nachfolgend als Vertikalwinkel bezeichnet) Ver, bei denen der Reflexionspunkt existiert und die bezüglich der Strahlrichtung erlangt werden, die die Richtung entlang der Mittelachse CA des Radarstrahls ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl der Vertikalwinkel Ver als auch der Horizontalwinkel Hor in den Reflexionspunktinformationen als Informationen beinhaltet, die den Azimutwinkel des Reflexionspunkts repräsentieren.
4 zeigt einen Zustand, in dem eine vertikale Achsabweichung, das heißt, eine Achsabweichung um die Links-rechts-Achse der Radarvorrichtung 2 aufgetreten ist. Eine Achsabweichung bezieht sich auf die Abweichung in den Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2, wenn die Radarvorrichtung 2 tatsächlich an dem Eigenfahrzeug VH installiert ist, relativ zu den Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2, wenn die Radarvorrichtung 2 an dem Eigenfahrzeug VH genau installiert ist. Der Achsabweichungswinkel repräsentiert die Größe so einer Achsabweichung.
Wie in 5 gezeigt ist, beziehen sich die Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 auf eine Oben-unten-Achse Zs, die sich von der Radarvorrichtung 2 nach oben und unten erstreckt, eine Links-rechts-Achse Ys, die sich von der Radarvorrichtung 2 nach links und rechts erstreckt, und eine Vorne-hinten-Achse Xs, die sich von der Radarvorrichtung 2 vorwärts und rückwärts erstreckt, in einem Zustand, in dem die Radarvorrichtung 2 an dem Eigenfahrzeug VH installiert ist. Die Oben-unten-Achse Zs, die Links-rechts-Achse Ys und die Vorne-hinten-Achse Xs sind senkrecht zueinander. In der vorliegenden Ausführungsform, in der die Radarvorrichtung 2 an der Front des Eigenfahrzeugs VH installiert ist, ist die Vorne-hinten-Achse Xs äquivalent zu der Mittelachse CA.
Andererseits beziehen sich die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH auf eine vertikale Achse Zc, die eine Achse ist, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, eine horizontale Achse Yc, die eine Achse ist, die sich in der horizontalen Richtung erstreckt, und eine Fahrtrichtungsachse Xc, die sich in der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs VH erstreckt. Die vertikale Achse Zc, die horizontale Achse Yc und die Fahrtrichtungsachse Xc sind senkrecht zueinander.
Wenn beispielsweise in der vorliegenden Ausführungsform die Radarvorrichtung 2 an dem Eigenfahrzeug VH genau installiert ist, stimmt die Mittelachse CA mit der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs VH überein, wie vorstehend erwähnt ist. Da heißt, wenn die Radarvorrichtung 2 genau an dem Eigenfahrzeug VH installiert ist, stimmen die Richtungen der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 und der Koordinatenachsen des Eigenfahrzeug VH miteinander überein.
Die Achsabweichung in der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine vertikale Achsabweichung und eine Rollachsenabweichung.
Hierbei bezieht sich die vertikale Achsabweichung auf einen Zustand, in dem eine Abweichung zwischen der Oben-unten-Achse Zs, die eine Koordinatenachse der Radarvorrichtung 2 ist, und der vertikalen Achse Zc aufgetreten ist, die eine Koordinatenachse des Eigenfahrzeugs VH ist. Der Achsabweichungswinkel, wenn so eine vertikale Achsabweichung auftritt, wird als ein vertikaler Achsabweichungswinkel αp bezeichnet. Der vertikale Achsabweichungswinkel αp repräsentiert einen sogenannten Nickwinkel αp und ist der Achsabweichungswinkel einer Koordinatenachse (das heißt, der Links-rechts-Achse Ys) der Radarvorrichtung 2 um die horizontale Achse Yc des Eigenfahrzeugs VH. Das heißt, der vertikale Achsabweichungswinkel αp ist der Achsabweichungswinkel, wenn eine Achsabweichung um die Links-rechts-Achse Ys der Radarvorrichtung 2 aufgetreten ist. Wie aus 5 deutlich wird, kann die vertikale Achsabweichung αp auch ein Winkel sein, der die Größe der Abweichung zwischen der Vorne-hinten-Achse Xs, die eine Koordinatenachse der Radarvorrichtung 2 ist, und der Fahrtrichtungsachse Xc repräsentiert, die eine Koordinatenachse des Eigenfahrzeugs VH ist.
Andererseits bezieht sich eine Rollachsenabweichung auf einen Zustand, in dem eine Abweichung zwischen der Links-rechts-Achse Ys, die eine Koordinatenachse der Radarvorrichtung 2 ist, und der horizontalen Achse Yc aufgetreten ist, die eine Koordinatenachse des Eigenfahrzeugs VH ist. Der Achsabweichungswinkel, wenn so eine Rollachsenabweichung auftritt, wird als ein Rollwinkel αr bezeichnet. Das heißt, der Rollwinkel αr ist der Achsabweichungswinkel einer Koordinatenachse (das heißt, der Vorne-hinten-Achse Xs) der Radarvorrichtung 2 um die Fahrtrichtungsachse Xc des Eigenfahrzeugs VH herum. Das heißt, der Rollwinkel αr ist der Achsabweichungswinkel, wenn eine Achsabweichung um die Vorne-hinten-Achse Xs der Radarvorrichtung 2 aufgetreten ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wendet die Radarvorrichtung 2 das FMCW-Verfahren an, in dem eine Radarwelle in einem Aufwärtsmodulationsabschnitt und eine Radarwelle in einem Abwärtsmodulationsabschnitt abwechselnd in einem vorfestgelegten Modulationszyklus gesendet werden und eine reflektierte Radarwelle empfangen wird. FMCW ist eine Abkürzung für Frequency Modulated Continuous Wave (frequenzmoduliertes Dauerstrichradar). In der vorliegenden Ausführungsform erfasst in jedem Modulationszyklus die Radarvorrichtung 2 als Reflexionspunktinformationen den Horizontalwinkel Hor und den Vertikalwinkel Ver, die Azimutwinkel des Reflexionspunkts sind, wie vorstehend erwähnt ist, den Abstand zu dem Reflexionspunkt, die relative Geschwindigkeit des Reflexionspunkts und die empfangene Energie der empfangenen Radarwelle. Nachfolgend wird die empfangene Energie der empfangenen Radarwelle als die reflektierte Energie bezeichnet.
Die fahrzeugmontierte Sensorgruppe 3 ist mindestens ein Sensor, der an dem Eigenfahrzeug VH montiert ist, um einen Zustand des Eigenfahrzeugs VH und dergleichen zu erfassen. Die fahrzeugmontierte Sensorgruppe 3 kann einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor beinhalten. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist ein Sensor, der die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Rotation der Räder erfasst. Ferner kann die fahrzeugmontierte Sensorgruppe 3 eine Kamera beinhalten. Die Kamera nimmt den gleichen Bereich wie der Bestrahlungsbereich der Radarwelle durch die Radarvorrichtung 2 auf. Ferner kann die fahrzeugmontierte Sensorgruppe 3 einen Beschleunigungssensor beinhalten. Der Beschleunigungssensor erfasst die Beschleunigung des Eigenfahrzeugs VH. Ebenso kann die fahrzeugmontierte Sensorgruppe 3 einen Gierratensensor beinhalten. Der Gierratensensor erfasst die Änderungsrate des Gierwinkels, der die Neigung der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs VH hinsichtlich der Front des Eigenfahrzeugs VH repräsentiert.
Die Signalverarbeitungseinheit 4 ist mit einem Mikrocomputer versehen, der eine CPU 41, und einen Halbleiterspeicher (nachfolgend als Speicher 42 bezeichnet) wie ein ROM 43, ein RAM 44 und einen Flash-Speicher beinhaltet. Unterschiedliche Funktionen der Signalverarbeitungseinheit 4 sind durch die CPU 41 verwirklicht, die ein Programm ausführt, das in einem nichtflüchtigen greifbaren Aufzeichnungsmedium gespeichert ist. In diesem Beispiel entspricht der Speicher 42 dem nichtflüchtigen greifbaren Aufzeichnungsmedium, das das Programm speichert. Ferner, wenn das Programm ausgeführt wird, wird das Verfahren entsprechend dem Programm ausgeführt. Die Anzahl von Mikrocomputern, die die Signalverarbeitungseinheit 4 bilden, kann eins oder mehr sein. Ferner ist das Verfahren zum Verwirklichen der unterschiedlichen Funktionen, die in der Signalverarbeitungseinheit 4 beinhaltet sind, nicht auf Software beschränkt und manche oder alle Elemente können unter Verwendung eines oder mehrerer Teile von Hardware verwirklicht werden. Beispielsweise, wenn die vorstehenden Funktionen durch eine elektronische Schaltung verwirklicht sind, die Hardware ist, kann die elektronische Schaltung durch eine Digitalschaltung einschließlich einer großen Anzahl von Logikschaltungen, eine Analogschaltung oder eine Kombination daraus verwirklicht werden.
Die Verarbeitung, die durch die Signalverarbeitungseinheit 4 ausgeführt wird, beinhaltet mindestens Zielerkennungsverarbeitung und Achsabweichungsschätzverarbeitung.
Die Zielerkennungsverarbeitung erfasst basierend auf den Reflexionspunktinformationen, die von der Radarvorrichtung 2 erlangt werden, und den unterschiedlichen Informationen, die von der fahrzeugmontierten Sensorgruppe 3 erlangt werden, die Spur, in der das Eigenfahrzeug VH fährt, ein vorausfahrendes Fahrzeug, das in derselben Spur wie das Eigenfahrzeug VH fährt, und Fremdfahrzeuge und Hindernisse und dergleichen. Das Verarbeitungsergebnis der Zielerkennungsverarbeitung wird an die Unterstützungsausführungseinheit 5 und dergleichen ausgegeben.
Die Achsabweichungsschätzverarbeitung erfasst den Achsabweichungswinkel der Strahlrichtung der Radarvorrichtung 2 hinsichtlich der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs VH. Die Details werden später beschrieben. Die Signalverarbeitungseinheit 4, die die Achsabweichungsschätzverarbeitung ausführt entspricht der Achsabweichungsschätzvorrichtung.
Die Unterstützungsausführungseinheit 5 steuert die unterschiedlichen fahrzeugmontierten Vorrichtungen basierend auf dem Verarbeitungsergebnis der Zielerkennungsverarbeitung, die durch die Signalverarbeitungseinheit 4 ausgeführt wird, und führt eine vorbestimmte Fahrunterstützung aus. Die unterschiedlichen fahrzeugmontierten Vorrichtungen, die gesteuert werden, können einen Monitor beinhalten, der Bilder anzeigt, und Audioausstattung, die Warnklänge und Audioführung ausgibt. Ferner kann eine Steuervorrichtung, die die Brennkraftmaschine, den Antriebsstrangmechanismus und den Bremsmechanismus und dergleichen des Eigenfahrzeugs VH steuert, beinhaltet sein.
Die Achsabweichungsmitteilungsvorrichtung 51 ist eine Audioausgabevorrichtung, die in dem Fahrzeuginnenraum installiert ist und Warnklänge an den Insassen des Eigenfahrzeugs VH ausgibt. Die Audioausstattung oder dergleichen, die in der Unterstützungsausführungseinheit 5 vorgesehen ist, kann als die Achsabweichungsmitteilungsvorrichtung 51 verwendet werden.
Die Montagewinkeleinstellvorrichtung 52 beinhaltet einen Motor und Zahnräder, die an der Radarvorrichtung 2 angebracht sind. Die Montagewinkeleinstellvorrichtung 52 rotiert den Motor gemäß einem Antriebssignal, das von der Signalverarbeitungseinheit 4 ausgegeben wird. Demzufolge wird die Rotationskraft des Motors auf die Zahnräder übertragen und die Radarvorrichtung 2 kann um die Achse entlang der horizontalen Richtung und die Achse entlang der vertikalen Richtung rotiert werden.
[1-2. Verarbeitung]
(1-1) Achsabweichungsschätzverarbeitung
Als nächstes wird die Achsabweichungsschätzverarbeitung, die durch die Signalverarbeitungseinheit 4 ausgeführt wird, unter Verwendung des Ablaufdiagramms von 6 beschrieben. Diese Verarbeitung wird gestartet, wenn der Zündungsschalter eingeschaltet wird. Nachfolgend wird ein Beispiel zum Schätzen des vertikalen Achsabweichungswinkels (das heißt, des Nickwinkels) αp als der Achsabweichungswinkel beschrieben.
Wenn die Verarbeitung bei S10 startet, erlangt die Signalverarbeitungseinheit 4 Reflexionspunktinformationen von der Radarvorrichtung 2. Nachfolgend werden die Reflexionspunkte, die aus den Reflexionspunktinformationen spezifiziert werden, als erlangte Reflexionspunkte bezeichnet. Ferner erlangt die Signalverarbeitungseinheit 4 unterschiedliche Erfassungsergebnisse einschließlich der Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Cm von der fahrzeugmontierten Sensorgruppe 3.
Bei S20 führt die Signalverarbeitungseinheit 4 Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung aus. Die Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung ist eine Verarbeitung zum Extrahieren von Straßenoberflächenreflexionspunkten, die Reflexionspunkte auf der Straßenoberfläche sind, aus den erlangten Reflexionspunkten. Die Straßenoberflächenreflexionspunkt beziehen sich auf Reflexionspunkte, die aufgrund der Reflexion durch die Straßenoberfläche erfasst wurden. Details der Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung werden später beschrieben.
Bei S30 führt die Signalverarbeitungseinheit 4 Winkelschätzverarbeitung aus. Die Winkelschätzverarbeitung ist eine Verarbeitung, die den Achsabweichungswinkel der Radarvorrichtung 2 schätzt. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform schätzt die Signalverarbeitungseinheit 4 den vertikalen Achsabweichungswinkel αp. Details der Winkelschätzverarbeitung werden später beschrieben.
Bei S35 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob der Achsabweichungswinkel, der bei S30 geschätzt wird, Einstellung erfordert. Insbesondere bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, dass der vertikale Achsabweichungswinkel αp Einstellung erfordert, wenn der vertikale Achsabweichungswinkel αp größer oder gleich einem Schwellenwinkel ist, der ein Winkel ist, der vorab bestimmt wurde. Die Signalverarbeitungseinheit 4 verschiebt die Verarbeitung zu S70, wenn der vertikale Achsabweichungswinkel αp kleiner als der Schwellenwinkel ist und keine Einstellung erfordert, und verschiebt die Verarbeitung zu S40, wenn der vertikale Achsabweichungswinkel αp größer oder gleich dem Schwellenwinkel ist und Einstellung erfordert.
Bei S40 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob der Achsabweichungswinkel, der bei S30 geschätzt wird, innerhalb eines einstellbaren Bereichs der Montagewinkeleinstellvorrichtung 52 ist. Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 4 verschiebt die Verarbeitung zu S50, wenn der Achsabweichungswinkel, der bei S30 geschätzt wird, innerhalb des einstellbaren Bereichs ist, und verschiebt die Verarbeitung zu S60, wenn er nicht innerhalb des einstellbaren Bereichs ist. Das heißt, wenn der vertikale Achsabweichungswinkel αp innerhalb des einstellbaren Bereichs ist, verschiebt die Signalverarbeitungseinheit 4 die Verarbeitung zu S50.
Bei S50 veranlasst die Signalverarbeitungseinheit 4 die Montagewinkeleinstellvorrichtung 52, den Radarmontagewinkel um den Betrag des Achsabweichungswinkels, der bei S30 geschätzt wird, einzustellen. Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 4 rotiert die Radarvorrichtung 2 um die Links-rechts-Achse Ys der Radarvorrichtung 2 um den Betrag des vertikalen Achsabweichungswinkels αp um die Links-rechts-Achse Ys der Radarvorrichtung 2 und stellt den Montagewinkel der Radarvorrichtung 2 ein. Dann beendet die Signalverarbeitungseinheit 4 die Achsabweichungsschätzverarbeitung.
In einer separaten Verarbeitung zur Achsabweichungsschätzverarbeitung kann die Signalverarbeitungseinheit 4 einen Azimutwinkel berechnen, in dem der Azimutwinkel der Reflexionspunkte, die bei S10 erlangt wurden, um den Betrag des Achsabweichungswinkels, der bei S30 geschätzt wurde, korrigiert wurde. Dann kann die Signalverarbeitungseinheit 4 die Zielerkennungsverarbeitung, die vorstehend erwähnt ist, basierend auf dem korrigierten Azimutwinkel ausführen.
Bei S60 gibt die Signalverarbeitungseinheit 4 Diagnoseinformationen, die angeben, dass eine Achsabweichung in der Radarvorrichtung 2 aufgetreten ist, an eine Vorrichtung aus, die extern zur Signalverarbeitungseinheit 4 ist. Nachfolgend werden die Diagnoseinformation, die angeben, dass eine Achsabweichung in der Radarvorrichtung 2 aufgetreten ist, als eine Achsabweichungsdiagnose bezeichnet. Die Achsabweichungsmitteilungsvorrichtung 51 kann eine externe Vorrichtung sein. Die Signalverarbeitungseinheit 4 kann beispielsweise eine Achsabweichungsdiagnose an eine Achsabweichungsmitteilungsvorrichtung 51 ausgeben. Die Achsabweichungsmitteilungsvorrichtung 51 kann einen Warnklang gemäß der Achsabweichungsdiagnose ausgeben.
Bei S70 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob der Zündungsschalter ausgeschaltet wurde. Hierbei, wenn der Zündungsschalter nicht ausgeschaltet wurde, verschiebt die Signalverarbeitungseinheit 4 die Verarbeitung zu S10. Andererseits, wenn der Zündungsschalter ausgeschaltet wurde, beendet die Signalverarbeitungseinheit 4 die Achsabweichungsschätzverarbeitung.
(2-2) Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung
Als nächstes wird die Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung, die durch die Signalverarbeitungseinheit 4 bei S20 der Achsabweichungsschätzverarbeitung ausgeführt wird, unter Verwendung des Ablaufdiagramms von 7 beschrieben.
Bei S100 erlangt die Signalverarbeitungseinheit 4 ein Erfassungsergebnis wie den Zustand des Eigenfahrzeugs VH gemäß unterschiedlichen Sensoren von der fahrzeugmontierten Sensorgruppe 3. Das Erfassungsergebnis, auf das hier Bezug genommen wird, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigung und den Gierwinkel und dergleichen des Eigenfahrzeugs VH beinhalten.
Bei S110 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob Straßenoberflächenreflexionspunkte zu extrahieren sind, basierend auf dem Erfassungsergebnis wie dem Zustand des Eigenfahrzeugs VH, das von der fahrzeugmontierten Sensorgruppe 3 erlangt wird.
Insbesondere bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob die Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH hinsichtlich der Straßenoberfläche stabil ist, basierend auf dem Erfassungsergebnis wie dem Zustand des Eigenfahrzeugs VH und bestimmt, dass die Straßenoberflächenreflexionspunkte zu extrahieren sind, wenn der Zustand der Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH hinsichtlich der Straßenoberfläche stabil ist.
Ein Zustand, in dem die Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH stabil hinsichtlich der Straßenoberfläche ist, ist in einem Zustand möglich, in dem die Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH nicht hinsichtlich der Straßenoberfläche geneigt ist, und einem Zustand, in dem die Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH sich hinsichtlich der Straßenoberfläche nicht nach oben oder unten bewegt. In anderen Worten ist ein Zustand, in dem die Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH hinsichtlich der Straßenoberfläche stabil ist, möglich, wenn es nicht auf einer kurvigen Straße mit einer großen Krümmung fährt und nicht auf einer Straßenoberfläche mit signifikanter Unebenheit fährt.
Hierbei kann Fahren auf einer flachen Straßenoberfläche angenommen werden, wenn Fahren auf eine Straßenoberfläche mit signifikanter Unebenheit nicht stattfindet. In diesem Fall werden die Geschwindigkeit und Beschleunigung als größer angesehen, als wenn auf einer Straße mit signifikanter Unebenheit gefahren wird. Andererseits kann eine Zustandsannäherungsfahrt angenommen werden, wenn Fahren auf einer kurvigen Straße mit einer großen Krümmung nicht stattfindet. In diesem Fall sind die Geschwindigkeit und Beschleunigung oft größer als beim Fahren auf einer kurvigen Straße mit einer großen Krümmung und die Änderungsrate in dem Gierwinkel ist kleiner als beim Fahren auf einer kurvigen Straße mit einer großen Krümmung.
Demnach die Signalverarbeitungseinheit 4, sogar, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs VH größer oder gleich einem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert ist, bestimmen, dass der Zustand der Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH stabil hinsichtlich der Straßenoberfläche ist, und bestimmen, dass Straßenoberflächenreflexionspunkte zu extrahieren sind. Das heißt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs VH kleiner als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert ist, kann die Signalverarbeitungseinheit 4 bestimmen, dass der Zustand der Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH nicht stabil hinsichtlich der Straßenoberfläche ist, und bestimmen, dass die Straßenoberflächenreflexionspunkte nicht zu extrahieren sind.
Ähnlich, wenn die Beschleunigung des Eigenfahrzeugs VH größer oder gleich einem vorbestimmten Beschleunigungsschwellenwert ist, kann die Signalverarbeitungseinheit 4 bestimmen, dass der Zustand der Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH stabil hinsichtlich der Straßenoberfläche ist, und bestimmen, dass Straßenoberflächenreflexionspunkte zu extrahieren sind. Auf gleiche Weise, wenn die Änderungsrate des Gierwinkels des Eigenfahrzeugs VH kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, kann die Signalverarbeitungseinheit 4 bestimmen, dass der Zustand der Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH stabil hinsichtlich der Straßenoberfläche ist, und bestimmen, dass Straßenoberflächenreflexionspunkte zu extrahieren sind.
Die Signalverarbeitungseinheit 4 verschiebt die Verarbeitung zu S120, wenn sie bestimmt, dass Straßenoberflächenreflexionspunkte zu extrahieren sind, und verschiebt die Verarbeitung zu S180, wenn sie bestimmt, dass Straßenoberflächenreflexionspunkte nicht zu extrahieren sind.
Bei S120 wählt die Signalverarbeitungseinheit 4 einen der erlangten Reflexionspunkte unter all den erlangten Reflexionspunkten aus. Die Signalverarbeitungseinheit 4 führt die Verarbeitung von S130 bis S195 hinsichtlich des ausgewählten erlangten Reflexionspunkts aus (nachfolgend einfach als erlangter Reflexionspunkt bezeichnet).
Bei S130 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob sich der erlangte Reflexionspunkt innerhalb eines Extraktionsbereichs befindet, der ein vorbestimmter Azimutbereich in der horizontalen Richtung ist, der die Mittelachse CA beinhaltet. Die Signalverarbeitungseinheit 4 verschiebt die Verarbeitung zu S140, wenn sich der erlangte Reflexionspunkt innerhalb des Azimutbereichs befindet, und verschiebt die Verarbeitung zu S190, wenn sich der ausgewählte erlangte Reflexionspunkt nicht innerhalb des Azimutbereichs befindet.
Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 4 extrahiert die erlangten Reflexionspunkte, die sich innerhalb des Extraktionsbereichs befinden, aus den mehreren erlangten Reflexionspunkten. Der Extraktionsbereich kann beispielsweise auf einen Bereich in der horizontalen Richtung von plus oder minus mehreren Grad bis mehreren zehn Grad, der die Mittelachse CA beinhaltet, festgelegt werden. In anderen Worten kann in der vorliegenden Ausführungsform, in der die Radarvorrichtung 2 an der Front des Eigenfahrzeugs VH installiert ist, der Extraktionsbereich auf einen vorbestimmten Bereich nahe der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs VH festgelegt werden. Der Extraktionsbereich kann vorab durch ein Experiment oder dergleichen bestimmt werden. Der Extraktionsbereich wird vorab in dem Speicher 42 gespeichert.
Bei S140 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob der Abstand des ausgewählten erlangten Reflexionspunkts von der Radarvorrichtung 2 kleiner als ein vorbestimmter Abstandsschwellenwert ist. Die Signalverarbeitungseinheit 4 verschiebt die Verarbeitung zu S150, wenn der Abstand des ausgewählten erlangten Reflexionspunkts kleiner als der Abstandsschwellenwert ist, und verschiebt die Verarbeitung zu S190, wenn der Abstand des ausgewählten erlangten Reflexionspunkts größer oder gleich dem Abstandsschwellenwert ist.
Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 4 extrahiert die erlangten Reflexionspunkte, deren Abstand von der Radarvorrichtung 2 kleiner als der Abstandsschwellenwert ist. Der Abstandsschwellenwert wird vorab in dem Speicher 42 gespeichert.
Bei S150 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob der erlangte Reflexionspunkt ein stationärer Reflexionspunkt ist. Die Signalverarbeitungseinheit 4 verschiebt die Verarbeitung zu S160, wenn der erlangte Reflexionspunkt ein stationärer Reflexionspunkt ist, und verschiebt die Verarbeitung zu S190, wenn der erlangte Reflexionspunkt kein stationärer Reflexionspunkt ist. Ein stationärer Reflexionspunkt ist ein Reflexionspunkt, in dem die Radarwelle durch ein stationäres Objekt reflektiert wird.
Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 4 extrahiert die stationären Reflexionspunkte aus den erlangten Reflexionspunkten. Insbesondere kann die Signalverarbeitungseinheit 4 die Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Cm verwenden, die bei S10 erlangt wird, um die erlangten Reflexionspunkte, die den Ausdruck ε₁ ≤ q/Cm < ε₂ erfüllen, als stationäre Reflexionspunkte zu extrahieren, wobei q die relative Geschwindigkeit ist, die in den Reflexionspunktinformationen beinhaltet ist, ε₁ ein vorfestgelegter Geschwindigkeitsuntergrenzenschwellenwert ist und ε₂ ein vorfestgelegter Geschwindigkeitsobergrenzenschwellenwert ist. Demnach kann ein erlangter Reflexionspunkt, in dem das Verhältnis der Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Cm zur relativen Geschwindigkeit q innerhalb eines vorfestgelegten Geschwindigkeitsschwellenwertbereichs ε₁ oder mehr und weniger als ε₂ ist, als ein stationärer Reflexionspunkt extrahiert werden.
Wenn die Richtung von dem stationären Reflexionspunkt hin zur Radarvorrichtung 2 mit der Strahlrichtung übereinstimmt, werden die Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Cm und die relative Geschwindigkeit q des Reflexionspunkts die gleiche Größe und da die Richtung der relativen Geschwindigkeit q die entgegengesetzte Richtung zur Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Cm ist, gilt q/Cm = -1. Auf diese Weise kann ein Reflexionspunkt, in dem q/Cm = -1 gilt, als ein stationärer Reflexionspunkt betrachtet werden.
Jedoch muss die Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Cm, die von der fahrzeugmontierten Sensorgruppe 3 erlangt wird, aufgrund von Schlupf der Räder und dergleichen nicht notwendigerweise mit der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit übereinstimmen. Ferner beinhaltet die relative Geschwindigkeit q, die durch die Radarvorrichtung 2 erfasst wird, ebenso einen Fehler. Demzufolge muss ein stationärer Reflexionspunkt nicht in q/Cm = -1 resultieren. Der Geschwindigkeitsuntergrenzenschwellenwert ε1 und der Geschwindigkeitsobergrenzenschwellenwert ε2 können Werte verwenden, die angemessen festgelegt sind, um solche Einflüsse zu berücksichtigen.
Bei S160 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob die reflektierte Energie von dem erlangten Reflexionspunkt kleiner als ein vorbestimmter Energieschwellenwert ist. Die Signalverarbeitungseinheit 4 verschiebt die Verarbeitung zu S170, wenn die reflektierte Energie von dem erlangten Reflexionspunkt kleiner als der Energieschwellenwert ist, und verschiebt die Verarbeitung zu S190, wenn die reflektierte Energie von dem erlangten Reflexionspunkt größer oder gleich dem Energieschwellenwert ist.
Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 4 extrahiert die erlangten Reflexionspunkte, deren reflektierte Energie kleiner als der Energieschwellenwert ist. Die reflektierte Energie von der Straßenoberfläche wird beispielsweise kleiner als die reflektierte Energie von einem anderen Fahrzeug erachtet. Der Energieschwellenwert kann angemessen basierend auf der reflektierten Energie von einer Straßenoberfläche bestimmt werden. Beispielsweise kann der Energieschwellenwert vorab durch ein Experiment oder dergleichen bestimmt werden. Der Energieschwellenwert wird vorab in dem Speicher 42 gespeichert.
Bei S170 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob der erlangte Reflexionspunkt als die Straßenoberfläche in dem Bild identifiziert wurde, das durch die Kamera aufgenommen wird. Die Signalverarbeitungseinheit 4 verschiebt die Verarbeitung zu S180, wenn der erlangte Reflexionspunkt als die Straßenoberfläche in dem aufgenommenen Bild geschätzt wurde, und verschiebt die Verarbeitung zu S195, wenn der erlangte Reflexionspunkt nicht als die Straßenoberfläche in dem aufgenommenen Bild geschätzt wurde.
Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 4 extrahiert die erlangten Reflexionspunkte, die als die Straßenoberfläche in dem aufgenommenen Bild identifiziert wurden. Die Signalverarbeitungseinheit 4 kann derart konfiguriert sein, dass sie in einer zur Achsabweichungsschätzverarbeitung separaten Verarbeitung das Bild erlangt, das durch die Kamera aufgenommen wird, und den Azimutbereich schätzt, der als die Straßenoberfläche in dem aufgenommenen Bild identifiziert wird.
Bei S180 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, dass der erlangte Reflexionspunkt ein Straßenoberflächenreflexionspunkt ist, und speichert die dreidimensionalen Koordinaten des erlangten Reflexionspunkts als einen Straßenoberflächenreflexionspunkt in dem Speicher 42 und verschiebt die Verarbeitung zu S195.
Bei S190 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, dass der erlangte Reflexionspunkt kein Straßenoberflächenreflexionspunkt ist, und verschiebt die Verarbeitung zu S195, ohne ihn in dem Speicher 42 zu speichern.
Bei S195 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 4, ob Überprüfen aller der erlangten Reflexionspunkte hinsichtlich dessen abgeschlossen wurde, ob sie Straßenoberflächenreflexionspunkte sind. Hierbei verschiebt die Signalverarbeitungseinheit 4 die Verarbeitung zu S110, wenn die Überprüfung nicht abgeschlossen wurde, und wiederholt die Verarbeitung von S110 bis S195. Andererseits beendet die Signalverarbeitungseinheit 4 die Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung, wenn die Bestätigung abgeschlossen wurde.
Das heißt, in der Straßenoberflächenextrahierungsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform werden unter den erlangten Reflexionspunkten die erlangten Reflexionspunkte, die alle der nachfolgenden Bedingungen (a) bis (d) erfüllen, als Straßenoberflächenreflexionspunkte extrahiert.
(a) Er befindet sich innerhalb eines Extraktionsbereichs in der horizontalen Richtung, der die Mittelachse CA beinhaltet.
(b) Der Abstand von der Radarvorrichtung 2 ist kleiner als der Abstandsschwellenwert.
(c) Er ist ein stationärer Reflexionspunkt.
(d) Die reflektierte Energie ist kleiner als der Energieschwellenwert.
(e) Er wurde als die Straßenoberfläche in dem Bild identifiziert, das durch die Kamera aufgenommen wird.
Die Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung kann konfiguriert sein, um mindestens Bedingung (a) von den vorstehenden Bedingungen (a) bis (e) zu erfüllen. Das heißt die Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung kann konfiguriert sein, um Bedingung (a) zu erfüllen und ferner mindestens eine der Bedingungen (b) bis (e) zu erfüllen. Alternativ kann die Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung konfiguriert sein, um die Bedingungen (a) und (b) zu erfüllen. Das heißt, die Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung kann konfiguriert sein, um Bedingungen (a) und (b) zu erfüllen und die Straßenoberflächenreflexionsextrahierungsverarbeitung kann ferner mindestens eine von Bedingungen (c) bis (e) erfüllen.
[2-3. Winkelschätzverarbeitung]
Als nächstes wird die Winkelschätzverarbeitung, die durch die Signalverarbeitungseinheit 4 bei S30 der Achsabweichungsschätzverarbeitung ausgeführt wird, unter Verwendung des Ablaufdiagramms von 8 beschrieben.
Bei S210 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 4 Vorrichtungssystemkoordinaten für den Straßenoberflächenreflexionspunkt basierend auf den Reflexionspunktinformationen unter Verwendung des Abstands und des Azimutwinkels, die in den Reflexionspunktinformationen beinhaltet sind. Die Vorrichtungssystemkoordinaten sind dreidimensionale Koordinaten basierend auf den Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2. Die Vorrichtungssystemkoordinaten sind Koordinaten, die als Elemente einen horizontalen Abstand (ys) und einen vertikalen Abstand (zs) auf einer Ebene senkrecht zur Strahlrichtung und einen Abstand (xs) in der Strahlrichtung haben. Die Signalverarbeitungseinheit 4 berechnet Vorrichtungssystemkoordinaten (xs, ys, zs) für alle der Straßenoberflächenreflexionspunkte und speichert die Koordinaten in dem Speicher 42.
Bei S220 verwendet die Signalverarbeitungseinheit 4 einen relationalen Ausdruck, der zwischen zwei unbekannten Parametern einschließlich des Achsabweichungswinkels und zwei Elementen gilt, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind, um den Achsabweichungswinkel zu schätzen, der in den unbekannten Parametern beinhaltet ist.
Der Achsabweichungswinkel repräsentiert den Achsabweichungswinkel der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 um eine Zielachse, die eine der horizontalen Achse Yc und der Fahrtrichtungsachse Xc ist, die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH sind. Wie vorstehend erwähnt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform das Verfahren zum Schätzen des vertikalen Achsabweichungswinkels αp, der der Achsabweichungswinkel der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 ist, um die horizontale Achse Yc beschrieben, wobei die horizontale Achse Yc eine Koordinatenachse des Eigenfahrzeugs VH ist und die Zielachse repräsentiert.
Die Koordinatenachse der Radarvorrichtung 2, die der Zielachse entspricht, wird als die entsprechende Achse bezeichnet. Die zwei Elemente, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind, die vorstehend erwähnt sind, sind Elemente bezüglich der zwei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2, die in einer Ebene senkrecht zur entsprechenden Achse beinhaltet sind, aus den drei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2. In anderen Worten entsprechen die zwei Elemente, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind, die vorstehend erwähnt sind, den Koordinaten eines Projektionspunkts, der durch Projizieren eines Straßenoberflächenreflexionspunkts auf eine Projektionsoberfläche erlangt wird, die eine Ebene senkrecht zu der entsprechenden Achse ist, aus den drei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2.
In der vorliegenden Ausführungsform, die den vertikalen Achsabweichungswinkel αp schätzt, ist die Koordinatenachse aus den drei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2, die der horizontalen Achse Yc entspricht, die die Zielachse ist, die Links-rechts-Achse Ys. Das heißt, die Elemente bezüglich der Oben-unten-Achse Zs und der Vorne-hinten-Achse Xs der Radarvorrichtung 2 (das heißt, zs und xs), die in der Ebene senkrecht zu der Links-rechts-Achse Ys beinhaltet sind, die die entsprechende Achse unter den drei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 ist, entsprechen den zwei Elementen, die in den vorstehend beschriebenen Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind. In anderen Worten entsprechend die zwei Elemente zs und xs, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind, den Koordinaten eines Projektionspunkts, der durch Projizieren eines Straßenoberflächenreflexionspunkts auf eine Projektionsoberflächenebene erlangt wird, sie senkrecht zur Links-rechts-Achse Ys ist.
Wie in 9 gezeigt ist, befinden sich die Straßenoberflächenreflexionspunkte auf der Straßenoberfläche. In anderen Worten befinden sich die Straßenoberflächenreflexionspunkt auf derselben Ebene, die als die Straßenoberfläche bezeichnet wird. Daraus können die mehreren Straßenoberflächenreflexionspunkte als linear auf einer Projektionsoberfläche angeordnet angesehen werden. Das heißt, die folgende Gleichung (1) gilt.
[Formel 1] $z_{s} = α_{p} x_{s} + β_{p}$
Gleichung (1) ist eine lineare Gleichung, die eine gerade Linie auf eine Projektionsoberfläche repräsentiert, die durch die Vorne-hinten-Achse Xs und die Oben-unten-Achse Zs ausgebildet ist. αp gibt die Neigung der geraden Linie an und demnach den vertikalen Achsabweichungswinkel αp. βp gibt den Schnittpunkt mit der Oben-unten-Achse Zs an (und ist demnach die Z-Achsenabschnitt). Die zwei unbekannten Werte sind αp und βp. Da es zwei Unbekannte gibt, wird der vertikale Achsabweichungswinkel αp basierend auf mindestens zwei Straßenoberflächenreflexionspunkten geschätzt. Der unbekannte vertikale Achsabweichungswinkel αp kann unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate oder dergleichen basierend auf mehreren Straßenoberflächenreflexionspunkten geschätzt werden.
Die Signalverarbeitungseinheit 4 speichert den geschätzten vertikalen Achsabweichungswinkel αp in dem Speicher 42 und beendet die Winkelschätzverarbeitung.
[1-3. Wirkungen]
Gemäß der ersten Ausführungsform, die vorstehend im Detail beschrieben ist, werden die folgenden Wirkungen erlangt.
(1a) Bei S10 erlangt die Signalverarbeitungseinheit 4 wiederholt Reflexionspunktinformationen für jeden der mehreren Reflexionspunkte, die durch die Radarvorrichtung 2 erfasst werden. Die Reflexionspunktinformationen beinhalten mindestens einen Horizontalwinkel und einen Vertikalwinkel, die Azimutwinkel des Reflexionspunkts sind, die gemäß der Strahlrichtung erlangt wurden, und einen Abstand zwischen der Radarvorrichtung 2 und dem Reflexionspunkt. Bei S20 extrahiert die Signalverarbeitungseinheit 4 basierend auf mindestens den Reflexionspunktinformationen, mindestens einen Straßenoberflächenreflexionspunkt aus den mehreren Reflexionspunkten.
Bei S210 spezifiziert die Signalverarbeitungseinheit 4 die Vorrichtungssystemkoordinaten für jeden Straßenoberflächenreflexionspunkt basierend auf den Reflexionspunktinformationen. Bei S220 verwendet die Signalverarbeitungseinheit 4 einen relationalen Ausdruck (das heißt, Gleichung (1)), der zwischen zwei unbekannten Parametern (das heißt, αp und βp), die mindestens den Achsabweichungswinkel (das heißt, den vertikalen Achsabweichungswinkel αp) beinhalten, und zwei Elementen (das heißt, xs und zs), die in den Vorrichtungssystemkoordinaten des Straßenoberflächenreflexionspunkts beinhaltet sind, gilt, um den vertikalen Achsabweichungswinkel αp zu schätzen. Der vertikale Achsabweichungswinkel αp repräsentiert den Achsabweichungswinkel der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 um eine Zielachse (das heißt, die horizontale Achse Yc), die eine der horizontalen Achse Yc und der Fahrtrichtungsachse Xc ist, die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH sind.
Hierbei werden die Vorrichtungssystemkoordinaten von jedem der Reflexionspunkte genau durch die Radarvorrichtung 2 erfasst. Die Signalverarbeitungseinheit 4 schätzt arithmetisch den vertikalen Achsabweichungswinkel αp als den Achsabweichungswinkel basierend auf den Vorrichtungssystemkoordinaten des Straßenoberflächenreflexionspunkts.
Demzufolge, da die Signalverarbeitungseinheit 4 arithmetisch den Achsabweichungswinkel schätzt, ist es möglich, den Schätzfehler des Achsabweichungswinkels verglichen zur herkömmlichen Vorrichtung zu unterdrücken, die den Achsabweichungswinkel basierend auf der Tatsache schätzt, dass die Empfangsintensität der reflektierten Welle von nahe dem Fahrzeug ein Maximum erreicht, wenn ein Achsabweichungswinkel auftritt. Der Grund dafür ist, dass in der herkömmlichen Vorrichtung die Schätzgenauigkeit für den Achsabweichungswinkel abnehmen kann, wenn beispielsweise ein Kanaldeckel oder dergleichen mit einer hohen Reflexionsintensität bei dem Abstand bzw. in der Distanz existiert.
(1b) Die zwei Elemente, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten, die vorstehend erwähnt sind, beinhaltet sind (das heißt, xs und zs), sind Elemente bezüglich zwei Koordinatenachsen (das heißt, der Vorne-hinten-Achse Xs und der Oben-unten-Achse Zs) der Radarvorrichtung 2, die in einer Ebene senkrecht zur entsprechenden Achse (das heißt, der Links-rechts-Achse Ys) beinhaltet sind, aus den drei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2. Die entsprechende Achse ist Koordinatenachse der Radarvorrichtung 2, die der Zielachse entspricht (das heißt, Yc). Demzufolge, da der Achsabweichungswinkel basierend auf zweidimensionalen Koordinaten geschätzt wird, ist es möglich, die Verarbeitungslast der Signalverarbeitungseinheit 4 verglichen mit einem Fall zu reduzieren, in dem die Vorrichtungssystemkoordinaten, die dreidimensionale Koordinaten sind, verwendet werden.
(1c) Bei S110 kann die Signalverarbeitungseinheit 4 das Erfassungsergebnis des Zustands des Eigenfahrzeugs VH von der fahrzeugmontierten Sensorgruppe 3 erlangen, die den Zustand des Eigenfahrzeugs VH erfasst, und bestimmt basierend auf dem Erfassungsergebnis, ob die Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH hinsichtlich der Straßenoberfläche stabil ist. Ferner, wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeugkarosserie des Eigenfahrzeugs VH hinsichtlich der Straßenoberfläche stabil ist, kann die Signalverarbeitungseinheit 4 bei S20 mindestens einen Straßenoberflächenreflexionspunkt aus den mehreren Reflexionspunkten extrahieren. Dies macht es schwierig für einen Reflexionspunkt auf einer nicht planaren Straßenoberfläche wie einer geneigten Oberfläche oder einer unebenen Oberfläche, als ein Straßenoberflächenreflexionspunkt extrahiert zu werden. Demnach, da Reflexionspunkte auf einer flachen Straßenoberfläche einfacher als Straßenoberflächenreflexionspunkte extrahiert werden, ist es möglich, den Achsabweichungswinkel genauer basierend auf den Straßenoberflächenreflexionspunkten zu schätzen, die sich auf der gleichen Ebene befinden.
(1d) Bei S130 kann basierend auf den Reflexionspunktinformationen die Signalverarbeitungseinheit 4 aus den mehreren Reflexionspunkten mindestens einen Reflexionspunkt, der sich innerhalb des vorbestimmten Azimutbereich befindet, der die Mittelachse CA des Radarstrahls in der horizontalen Richtung beinhaltet, als einen Straßenoberflächenreflexionspunkt extrahieren.
Demzufolge, da die Straßenoberfläche als nahe der Front des Eigenfahrzeugs VH in der Fahrtrichtung befindlich betrachtet wird (das heißt, in der Richtung der Mittelachse CA des Radarstrahls), kann die Genauigkeit des Extrahierens der erlangten Reflexionspunkte auf der Straßenoberfläche durch angemessenes Bestimmen des vorbestimmten Azimutbereichs verbessert werden.
(1e) Bei S140 kann basierend auf den Reflexionspunktinformationen die Signalverarbeitungseinheit 4 aus den mehreren Reflexionspunkten mindestens einen Reflexionspunkt, dessen Abstand von der Radarvorrichtung 2 kleiner als der Abstandsschwellenwert ist, als einen Straßenoberflächenreflexionspunkt extrahieren. Demzufolge kann, da die Straßenoberfläche als mindestens in der unmittelbaren Nähe des Eigenfahrzeugs VH erachtet wird, die Genauigkeit der erlangten Reflexionspunkte auf der Straßenoberfläche ferner durch angemessenes Bestimmen des Abstandsschwellenwerts verbessert werden.
(1f) Die Reflexionspunktinformationen können die relativen Geschwindigkeiten der Reflexionspunkte hinsichtlich des Eigenfahrzeugs VH beinhalten. Bei S150 kann basierend auf den Reflexionspunktinformationen die Signalverarbeitungseinheit 4 aus den mehreren Reflexionspunkten mindestens ein Reflexionspunkt, der ein stationärer Reflexionspunkt ist, als einen Straßenoberflächenreflexionspunkt extrahieren. Demzufolge kann, da die Straßenoberfläche stationär hinsichtlich des Eigenfahrzeugs VH ist, die Genauigkeit des Extrahierens der Reflexionspunkte auf der Straßenoberfläche ferner verbessert werden.
(1g) Die Reflexionspunktinformationen können die Empfangsintensitäten der Reflexionspunkte beinhalten. Bei S160 kann basierend auf den Reflexionspunktinformationen die Signalverarbeitungseinheit 4 mindestens einen Reflexionspunkt, dessen reflektierte Energie kleiner als der Energieschwellenwert ist, als einen Straßenoberflächenreflexionspunkt extrahieren. Demzufolge ist es möglich, dass die reflektierte Energie von der Straßenoberfläche beispielsweise als kleiner als die reflektierte Energie von einem anderen Fahrzeug angenommen wird, ist es durch angemessenes Bestimmen des Energieschwellenwerts basierend auf der reflektierten Energie von der Straßenoberfläche möglich, ferner die Genauigkeit des Extrahierens des Reflexionspunkts auf der Straßenoberfläche verbessern.
(1h) Die Signalverarbeitungseinheit 4 kann konfiguriert sein, um ein Bild zu erlangen, das durch die Kamera aufgenommen wird, und den Azimutbereich schätzen, der als die Straßenoberfläche in dem aufgenommenen Bild identifiziert ist. Bei S170 kann die Signalverarbeitungseinheit 4 aus den mehreren Reflexionspunkten mindestens einen Reflexionspunkt in dem Azimutbereich, der als die Straßenoberfläche in dem aufgenommenen Bild geschätzt wird, als einen Straßenoberflächenreflexionspunkt extrahieren. Demzufolge kann die Genauigkeit des Extrahierens der Straßenoberflächenreflexionspunkte ferner verbessert werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entspricht das Eigenfahrzeug VH dem beweglichen Körper und die Signalverarbeitungseinheit 4 entspricht der Achsabweichungsschätzvorrichtung.
Ferner entsprechen die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH den Koordinatenachsen des beweglichen Körpers. Ferner entspricht der vertikale Achsabweichungswinkel αp dem Achsabweichungswinkel. αp und βp entsprechen die zwei unbekannten Parameter einschließlich des Achsabweichungswinkels. In anderen Worten entsprechen αp und βp dem mindestens einen unbekannten Parameter einschließlich des Achsabweichungswinkels. xs und zs entsprechen den zwei Elementen, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind. Die horizontale Achse Yc entspricht der Zielachse, die Links-rechts-Achse Ys entspricht der entsprechenden Achse und die zwei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2, die in einer Ebene senkrecht zu der entsprechenden Achse beinhaltet sind, entsprechen der Vorne-hinten-Achse Xs und der Oben-unten-Achse Zs.
[1-4. Modifikationen]
(Modifikation 1) Die Signalverarbeitungseinheit 4 kann den Rollwinkel αr als den Achsabweichungswinkel anstelle des vertikalen Achsabweichungswinkels αp schätzen. In Modifikation 1 kann die Signalverarbeitungseinheit 4 die Winkelschätzverarbeitung, die in 10 gezeigt ist, anstelle der Winkelschätzverarbeitung ausführen, die in 8 gezeigt ist. In der Winkelschätzverarbeitung, die in 10 gezeigt ist, ist S220 in 8 durch S230 ersetzt.
Bei S210 spezifiziert die Signalverarbeitungseinheit 4 die Vorrichtungssystemkoordinaten für jeden Straßenoberflächenreflexionspunkt basierend auf den Reflexionspunktinformationen auf gleiche Weise wie in S210, der in 8 gezeigt ist.
Bei S230 kann die Signalverarbeitungseinheit 4 einen relationalen Ausdruck (das heißt, Gleichung (2), die nachfolgend beschrieben ist) verwenden, der zwischen zwei unbekannten Parametern (das heißt, αr und βr) einschließlich mindestens des Achsabweichungswinkels (das heißt, des Rollwinkels αr) und zwei Elementen gilt (das heißt, ys und zs), die in den Vorrichtungssystemkoordinaten des Straßenoberflächenreflexionspunkts beinhaltet sind, um den Rollwinkel αr zu schätzen.
Der Rollwinkel αr repräsentiert den Achsabweichungswinkel der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 um eine Zielachse (das heißt, die Fahrtrichtungsachse Xc), die eine der horizontalen Achse Yc und der Fahrtrichtungsachse Xc ist, die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH sind.
Die zwei Elemente, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind, sind Elemente bezüglich zwei Koordinatenachsen (das heißt, der Links-rechts-Achse Ys und der Oben-unten-Achse Zs) der Radarvorrichtung 2, die in einer Ebene senkrecht zur entsprechenden Achse (das heißt, der Vorne-hinten-Achse Xs) beinhaltet sind, die der Zielachse entspricht (das heißt, der Fahrtrichtungsachse Xc), aus den drei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2. In anderen Worten entsprechen die zwei Elemente ys und zs, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind, den Koordinaten eines Projektionspunkts, der durch Projizieren des Straßenoberflächenreflexionspunkt auf eine Projektionsoberfläche erlangt wird, die senkrecht zu der Vorne-hinten-Achse Xs ist, die die entsprechende Achse ist.
Wie in 11 gezeigt ist, befinden sich die Straßenoberflächenreflexionspunkt auf derselben Ebene, die als die Straßenoberfläche bezeichnet wird. Daraus können die mehreren Straßenoberflächenreflexionspunkte als linear auf einer Projektionsoberfläche angeordnet angesehen werden. Das heißt, die folgende Gleichung (2) gilt.
[Formel 2] $z_{s} = α_{r} y_{s} + β_{r}$
Gleichung (2) ist eine lineare Gleichung, die eine gerade Linie auf einer Projektionsoberfläche repräsentiert, die durch die Links-rechts-Achse Ys und die Oben-unten-Achse Zs ausgebildet ist. αr gibt die Neigung der geraden Linie und demnach den Rollwinkel αr an. βr gibt den Schnittpunkt mit der Oben-unten-Achse Zs an (und ist demnach der Z-Achsenabschnitt). Die zwei unbekannten Werte sind αr und βr.
Die Signalverarbeitungseinheit 4 speichert den geschätzten Rollwinkel αr in dem Speicher 42 und beendet die Winkelschätzverarbeitung.
In Modifikation 1 entspricht der Rollwinkel αr dem Achsabweichungswinkel. αr und βr entsprechen den zwei unbekannten Parametern einschließlich mindestens des Achsabweichungswinkels. In anderen Worten entsprechen αr und βr dem mindestens einen unbekannten Parameter einschließlich des Achsabweichungswinkels. ys und zs entsprechen den zwei Elementen, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind. Die Fahrtrichtungsachse Xc entspricht der Zielachse, die Vorne-hinten-Achse Xs entspricht der entsprechenden Achse und die zwei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2, die in einer Ebene senkrecht zu der entsprechenden Achse beinhaltet sind, entsprechen der Links-rechts-Achse Ys und der Oben-unten-Achse Zs.
[2. Zweite Ausführungsform]
[2-1. Konfiguration]
Da die Basiskonfiguration der zweiten Ausführungsform gleich zu der der ersten Ausführungsform ist, werden nachfolgend nur die Unterschiede beschrieben. Es ist zu beachten, dass die gleichen Bezugszeichen wie die in der ersten Ausführungsform die gleiche Konfiguration angeben und sich auf die vorhergehende Beschreibung beziehen. In der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die Signalverarbeitungseinheit 4 von der ersten Ausführungsform darin, dass der Achsabweichungswinkel der einzige unbekannte Parameter ist, und der Achsabweichungswinkel, der der unbekannte Parameter ist, geschätzt wird. Nachfolgend wird ein Beispiel zum Schätzen des vertikalen Achsabweichungswinkels (das heißt, des Nickwinkels) αp als der Achsabweichungswinkel beschrieben.
[2-2. Verarbeitung]
Die Signalverarbeitungseinheit 4 führt die Winkelschätzverarbeitung der zweiten Ausführungsform, die in 12 gezeigt ist, anstelle der Winkelschätzverarbeitung der ersten Ausführungsform aus, die in 8 gezeigt ist.
Bei S310 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 4 Vorrichtungssystemkoordinaten (xs, ys, zs) für all die Straßenoberflächenreflexionspunkte und speichert die Koordinaten in dem Speicher 42 auf gleiche Weise wie die Verarbeitung von S210 der Winkelschätzverarbeitung der ersten Ausführungsform.
Bei S320 schätzt die Signalverarbeitungseinheit 4 den Achsabweichungswinkel unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks (das heißt, Gleichung (3)), der zwischen dem vertikalen Achsabweichungswinkel αp, der der unbekannte Parameter ist, der Montagehöhe H der Radarvorrichtung 2 und zwei Elementen (das heißt, xs und zs) gilt, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind. Die Montagehöhe H ist die Höhe der Radarvorrichtung 2 des Eigenfahrzeugs VH von der Straßenoberfläche und wird vorab in dem Speicher 42 gespeichert.
[Formel 3] $α_{p} = \frac{z_{s} + H}{x_{s}}$
Wie in 13 gezeigt ist, wird Gleichung (3) basierend auf einer Rotation der Vorne-hinten-Achse Xs und der Oben-unten-Achse Zs, die Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 sind, um den Betrag des vertikalen Achsabweichungswinkels αp auf der Projektionsoberfläche und dann Abgleichen der Achsen mit der Fahrtrichtungsachse Xc und der vertikalen Achse Zc, die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH sind, erlangt.
Das heißt, wie in Gleichung (4) gezeigt ist, stimmen durch Versetzen der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 um die Fahrtrichtungsachse Xc um den Betrag des vertikalen Achsabweichungswinkels αp auf der Projektionsoberfläche die zwei Elemente (xs und zs) der Vorrichtungssystemkoordinaten mit den zwei Elementen (xc und zc) der Fahrzeugsystemkoordinaten überein. Die Fahrzeugsystemkoordinaten sind dreidimensionale Koordinaten (xc, yc und zc) basierend auf den Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH. In anderen Worten stimmen durch Rotieren der Radarvorrichtung 2 um die Vorne-hinten-Achse Xs um den Betrag des vertikalen Achsabweichungswinkels αp auf der Projektionsoberfläche die zwei Elemente (xs und zs) der Vorrichtungssystemkoordinaten mit den zwei Elementen (xc und zc) der Fahrzeugsystemkoordinaten überein.
[Formel 4] $[\begin{matrix} x_{c} \\ z_{c} \end{matrix}] = [\begin{matrix} c o s α_{p} - s i n α_{p} \\ s i n α_{p} cos α_{p} \end{matrix}] [\begin{matrix} x_{s} \\ z_{s} \end{matrix}]$
$\approx [\begin{matrix} 1 - α_{P} \\ α_{P} 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} x_{s} \\ z_{s} \end{matrix}]$
$\approx [\begin{matrix} x_{s} - α_{P Z_{S}} \\ α_{P X_{S} + z s} \end{matrix}]$
$[z_{c}] = [z_{s} + α_{P X_{s}}] = [- H]$
Hierbei können unter der Annahme, dass der vertikale Achsabweichungswinkel αp ausreichend klein ist, die Näherungsausdrücke, die in Gleichung (5) und Gleichung (6) gezeigt sind, aus Gleichung (4) erlangt werden. Ferner, wie in 13 gezeigt ist, da die Straßenoberflächenreflexionspunkte sich auf derselben Ebene befinden, die als die Straßenoberfläche bezeichnet wird, ist es klar, dass die Größe des Elements zc in der vertikalen Achse Zc der Fahrzeugkoordinaten (xc, yc und zc) gleich zur Montagehöhe H der Radarvorrichtung 2 ist, und das Vorzeichen ist negativ. Als ein Ergebnis wird Gleichung (7) erlangt. Die vorstehende Gleichung (3) wird basierend auf Gleichung (7) erlangt.
Die Signalverarbeitungseinheit 4 berechnet den vertikalen Achsabweichungswinkel αp basierend auf Gleichung (3), speichert den berechneten Achsabweichungswinkel αp in dem Speicher 42 und beendet die Winkelschätzverarbeitung.
[2-3. Wirkungen]
Gemäß der zweiten Ausführungsform, die vorstehend im Detail beschrieben ist, werden die folgenden Wirkungen erlangt.
(2a) Bei S320 schätzt die Signalverarbeitungseinheit 4 den vertikalen Achsabweichungswinkel αp unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks (das heißt, Gleichung (3)). Dieser relationale Ausdruck ist ein relationaler Ausdruck, der zwischen einem unbekannten Parameter (das heißt, dem vertikalen Achsabweichungswinkel αp), der Montagehöhe H der Radarvorrichtung 2 und zwei Elementen (das heißt, xs und zs) gilt, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten des Straßenoberflächenreflexionspunkts beinhaltet sind. Der vertikale Achsabweichungswinkel αp repräsentiert den Achsabweichungswinkel der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 um eine Zielachse (das heißt, die horizontale Achse Yc), die eine der horizontalen Achse Yc und der Fahrtrichtungsachse Xc ist, die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH sind.
Demzufolge kann die Signalverarbeitungseinheit 4 die gleiche Wirkung wie unter (1a) erzielen. Ferner kann die Signalverarbeitungseinheit 4 den vertikalen Achsabweichungswinkel αp basierend auf mindestens einem Straßenoberflächenreflexionspunkt schätzen.
(2b) Die Montagehöhe H kann vorab in dem Speicher 42 gespeichert werden, der an dem Eigenfahrzeug VH montiert ist. Die Signalverarbeitungseinheit 4 kann den Achsabweichungswinkel basierend auf der Montagehöhe H schätzen, die vorab in dem Speicher 42 gespeichert wird. Demzufolge ist es nicht erforderlich, das Eigenfahrzeug VH mit einer neuen Konfiguration zum Erfassen der Montagehöhe H der Radarvorrichtung 2 zu versehen.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entspricht der vertikale Achsabweichungswinkel αp dem Achsabweichungswinkel. αp entspricht dem einen unbekannten Parameter, der der Achsabweichungswinkel ist. In anderen Worten entspricht αp dem mindestens einen unbekannten Parameter einschließlich des Achsabweichungswinkels. xs und zs entsprechen den zwei Elementen, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind. Die horizontale Achse Yc entspricht der Zielachse, die Links-rechts-Achse Ys entspricht der entsprechenden Achse und die zwei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2, die in einer Ebene senkrecht zu der entsprechenden Achse beinhaltet sind, entsprechen der Vorne-hinten-Achse Xs und der Oben-unten-Achse Zs.
[2-4. Modifikation]
(Modifikation 2) Die Signalverarbeitungseinheit 4 kann den Rollwinkel αr als den Achsabweichungswinkel anstelle des vertikalen Achsabweichungswinkels αp schätzen. In Modifikation 2 kann die Signalverarbeitungseinheit 4 die Winkelschätzverarbeitung, die in 14 gezeigt ist, anstelle der Winkelschätzverarbeitung ausführen, die in 12 gezeigt ist. In der Winkelschätzverarbeitung, die in 14 gezeigt ist, ist S320 in 12 durch S330 ersetzt.
Bei S310 spezifiziert die Signalverarbeitungseinheit 4 die Vorrichtungssystemkoordinaten für jeden Straßenoberflächenreflexionspunkt basierend auf den Reflexionspunktinformationen auf gleiche Weise wie in S310, der in 12 gezeigt ist.
Bei S330 kann die Signalverarbeitungseinheit 4 den Rollwinkel αr unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks schätzen (das heißt, Gleichung (8)).
[Formel 5] $α_{r} = - \frac{z_{s} + H}{y_{s}}$
Gleichung (8) ein relationaler Ausdruck, der zwischen einem unbekannten Parameter (das heißt, der Rollwinkel αr), der Montagehöhe H der Radarvorrichtung 2 und zwei Elementen (das heißt, ys und zs) gilt, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten des Straßenoberflächenreflexionspunkts beinhaltet sind. Der Rollwinkel αr repräsentiert den Achsabweichungswinkel der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 um eine Zielachse (das heißt, die Fahrtrichtungsachse Xc), die eine der horizontalen Achse Yc und der Fahrtrichtungsachse Xc ist, die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH sind.
Wie in 15 gezeigt ist, wird Gleichung (8) basierend auf einer Rotation der Links-rechts-Achse Ys und der Oben-unten-Achse Zs, die Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 sind, um den Betrag des Rollwinkels αr auf der Projektionsoberfläche und dann Abgleichen der Achsen mit der horizontalen Achse Yc und der vertikalen Achse Zc, die Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH sind, erlangt. Das heißt, Gleichung (12) wird auf Gleichung (9) bis Gleichung (11) erlangt und Gleichung (8), die vorstehend erwähnt wird, wird basierend auf Gleichung (12) erlangt.
[Formel 6] $[\begin{matrix} y_{c} \\ z_{c} \end{matrix}] = [\begin{matrix} c o s α_{r} - s i n α_{r} \\ s i n α_{r} cos α_{r} \end{matrix}] [\begin{matrix} y_{s} \\ z_{s} \end{matrix}]$
$\approx [\begin{matrix} 1 - α_{r} \\ α_{r} 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} y_{s} \\ z_{s} \end{matrix}]$
$\approx [\begin{matrix} y_{s} - α_{r} z_{s} \\ α_{r} y_{s} + z_{s} \end{matrix}]$
$[z_{c}] = [z_{s} + α_{r} y_{s}] = [- H]$
Die Signalverarbeitungseinheit 4 berechnet den Rollwinkel αr basierend auf der vorstehend erwähnten Gleichung (8), speichert den berechneten Rollwinkel αr in dem Speicher 42 und beendet die Winkelschätzverarbeitung.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entspricht der Rollwinkel αr dem Achsabweichungswinkel. αr entspricht dem einen unbekannten Parameter, der der Achsabweichungswinkel ist. In anderen Worten entspricht αr dem mindestens einen unbekannten Parameter einschließlich des Achsabweichungswinkels. ys und zs entsprechen den zwei Elementen, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind. Die Fahrtrichtungsachse Xc entspricht der Zielachse, die Vorne-hinten-Achse Xs entspricht der entsprechenden Achse und die zwei Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2, die in einer Ebene senkrecht zu der entsprechenden Achse beinhaltet sind, entsprechen der Links-rechts-Achse Ys und der Oben-unten-Achse Zs.
(Modifikation 3) Die fahrzeugmontierte Sensorgruppe 3 kann mit einem Sensor versehen sein, der den Ort der Radarvorrichtung 2 erfasst. Dieser Sensor kann beispielsweise eine Kamera oder unterschiedliche Radarvorrichtungen sein. In der Winkelschätzverarbeitung kann die Signalverarbeitungseinheit 4 den Achsabweichungswinkel basierend auf einer Montagehöhe H schätzen, die durch diesen Sensor erfasst wird.
Demzufolge ist es sogar, wenn eine Abweichung der Radarvorrichtung 2 in der Aufwärts- oder Abwärtsrichtung in der vertikalen Achse Zc auftritt, nachdem die Montagehöhe H in dem Speicher 42 gespeichert ist, möglich, genau den Achsabweichungswinkel basierend auf der Montagehöhe H zu schätzen, die durch den Sensor erfasst wird.
(Modifikation 4) Die Signalverarbeitungseinheit 4 kann sowohl den vertikalen Achsabweichungswinkel αp als auch den Rollwinkel αr als den Achsabweichungswinkel schätzen. In Modifikation 4 kann die Signalverarbeitungseinheit 4 die Winkelschätzverarbeitung, die in 16 gezeigt ist, anstelle der Winkelschätzverarbeitung ausführen, die in 12 gezeigt ist. In der Winkelschätzverarbeitung, die in 16 gezeigt ist, ist S320 in 12 durch S340 ersetzt.
Bei S340 kann die Signalverarbeitungseinheit 4 den vertikalen Achsabweichungswinkel αp und den Rollwinkel αr unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks schätzen (das heißt, Gleichung (19), die nachfolgend beschrieben ist).
Wie in 17 gezeigt ist, wird Gleichung (19) basierend auf einer Rotation der Koordinatenachsen der Radarvorrichtung 2 um die Links-rechts-Achse Ys um den Betrag des vertikalen Achsabweichungswinkels αp und um die Vorne-hinten-Achse Xs um den Betrag des Rollwinkels αr zum Abgleichen der Koordinatenachsen des Eigenfahrzeugs VH erlangt. Das heißt, Gleichung (13) und Gleichung (15) werden erlangt.
[Formel 7] $[\begin{matrix} X_{c} \\ Y_{c} \\ Z_{c} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & c o s (- α_{r}) & - sin (- α_{r}) \\ 0 & s i n (- α_{r}) & c o s (- α_{r}) \end{matrix}] [\begin{matrix} cos (- α_{P}) & 0 & s i n (- α_{P}) \\ 0 & 1 & 0 \\ - sin (- α_{P}) & 0 & c o s (- α_{P}) \end{matrix}] [\begin{matrix} X_{s} \\ Y_{s} \\ Z_{s} \end{matrix}]$
$\approx [\begin{matrix} c o s α_{P} & 0 & - s i n (α_{P}) \\ s i n α_{r} s i n α_{P} & c o s α_{r} & s i n α_{r} c o s α_{P} \\ c o s α_{r} s i n α_{P} & - s i n α_{r} & c o s α_{r} c o s α_{P} \end{matrix}] [\begin{matrix} X_{s} \\ Y_{s} \\ Z_{s} \end{matrix}]$
$\approx [\begin{matrix} 1 & 0 & - α_{P} \\ 0 & 1 & α_{r} \\ α_{P} & - α_{r} & 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} X_{s} \\ Y_{s} \\ Z_{s} \end{matrix}]$
Dann werden Gleichung (16) bis Gleichung (18) basierend auf Gleichung (15) erlangt.
[Formel 8] $[Z_{c}] = [- H]$
$[Z_{c}] = [α_{P} X_{S} - α_{r} Y_{s} + Z_{s}] = [- H]$
$[X_{s} - Y_{s}] [\begin{matrix} α_{P} \\ α_{r} \end{matrix}] = [- Z_{s} - H]$
Ferner wird die vorstehende Gleichung (19 basierend auf Gleichung (18) erlangt.
[Formel 9] $[\begin{matrix} α_{P} \\ α_{r} \end{matrix}] = {(A^{T} A)}^{- 1} A^{T} B$
$However, A = [X_{s} - Y_{s}]$
$B = [- Z_{s} - H]$
Gleichung (19) ist ein relationaler Ausdruck, der zwischen zwei unbekannten Parametern (das heißt, der vertikale Achsabweichungswinkel αp und der Rollwinkel αr), der Montagehöhe H der Radarvorrichtung 2 und drei Elementen (das heißt, xs, ys und zs) gilt, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten des Straßenoberflächenreflexionspunkts beinhaltet sind.
Die Signalverarbeitungseinheit 4 berechnet den vertikalen Achsabweichungswinkel αp und den Rollwinkel αr basierend auf Gleichung (19), die vorstehend erwähnt ist, speichert den vertikalen Achsabweichungswinkel αp und Rollwinkel αr in dem Speicher 42 und beendet die Winkelschätzverarbeitung.
[3. Weitere Ausführungsformen]
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorstehend beschrieben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann mit unterschiedlichen Modifikationen implementiert werden.
(3a) In der vorstehenden Ausführungsform ist, obwohl ein Beispiel beschrieben wurde, in dem die Radarvorrichtung 2 Radarwellen hin zur Vorderseite des Eigenfahrzeugs VH sendet, die Senderichtung der Radarwellen nicht auf die Vorderseite des Eigenfahrzeugs VH beschränkt. Beispielsweise kann die Radarvorrichtung 2 dazu konfiguriert sein, Radarwellen nach vorne, nach rechts vorne, nach links vorne, nach hinten, nach rechts hinten, nach links hinten, nach rechts und/oder nach links des Eigenfahrzeugs zu senden.
(3b) In der vorstehenden Ausführungsform, obwohl ein Beispiel beschrieben wurde, in dem die Radarvorrichtung 2 das FMCW-Verfahren einsetzt, ist das Radarverfahren der Radarvorrichtung 2 nicht auf das FMCW beschränkt und kann konfiguriert sein, um beispielsweise DFCW (Doppelfrequenz-Dauerstrich), FCM oder ein Pulsverfahren einzusetzen. FCM ist eine Abkürzung für Fast-Chirp Modulation.
(3c) In der vorstehenden Ausführungsform, obwohl ein Beispiel beschrieben wurde, in dem die Signalverarbeitungseinheit 4 die Achsabweichungsschätzverarbeitung ausführt, kann die Radarvorrichtung 2 konfiguriert sein, um die Achsabweichungsschätzverarbeitung auszuführen.
(3d) Die Signalverarbeitungseinheit 4 und das Verfahren davon, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können durch einen dedizierten Computer verwirklicht werden, der durch Konfigurieren eines Prozessors und Speichers bereitgestellt wird, die programmiert sind, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, die durch ein Computerprogramm ausgeführt werden. Alternativ kann die Signalverarbeitungseinheit 4 und das Verfahren davon, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, durch einen dedizierten Computer verwirklicht werden, der durch Konfigurieren eines Prozessors verwirklicht wird, der einer oder mehrere dedizierte Hardwarelogikschaltungen ist. Ebenso können die Signalverarbeitungseinheit 4 und das Verfahren davon, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, durch einen oder mehrere dedizierte Computer, die durch eine Kombination eines Prozessors und Speichers konfiguriert sind, die programmiert sind, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, und einer oder mehrerer Hardwarelogikschaltungen verwirklicht werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem computerlesbaren, nichtflüchtigen, greifbaren Aufzeichnungsmedium als Anweisungen, die durch den Computer ausgeführt werden, gespeichert werden. Das Verfahren zum Verwirklichen der Funktionen jeder Einheit, die in der Signalverarbeitungseinheit 4 beinhaltet sind, beinhalten nicht zwingend Software und alle der Funktionen können unter Verwendung einer oder mehrerer Stücke von Hardware verwirklicht werden.
(3e) Mehrere Funktionen, die in einer Komponente in den vorstehenden Ausführungsformen beinhaltet sind, können durch eine Vielzahl von Komponenten realisiert werden, und eine in einer Komponente enthaltene Funktion kann durch eine Vielzahl von Komponenten realisiert werden. Ferner können mehrere Funktionen mehrerer Komponenten durch eine Komponente realisiert werden, und eine Funktion, die durch mehrere Komponenten realisiert wird, kann durch eine Komponente realisiert werden. Darüber hinaus kann ein Teil der Konfigurationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weggelassen werden. Außerdem kann ein Teil der Konfiguration einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform zu den Konfigurationen einer anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsform hinzugefügt oder durch diese ersetzt werden.
(3f) Zusätzlich zu der Signalverarbeitungseinheit 4, der Radarvorrichtung 2 und dem Fahrzeugsteuersystem 1, die vorstehend beschrieben sind, kann die vorliegende Offenbarung ebenso in unterschiedlichen Formen wie als ein Programm, das die Signalverarbeitungseinheit 4 veranlasst, als ein nichtflüchtiges greifbares Aufzeichnungsmedium wie einen Halbleiterspeicher zu funktionieren, der so ein Programm aufzeichnet, und ein Achsabweichungsschätzverfahren funktionieren.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entspricht das Eigenfahrzeug VH dem beweglichen Körper, die Signalverarbeitungseinheit 4 entspricht der Achsabweichungsschätzvorrichtung und der Speicher 42 entspricht der Speichervorrichtung. Ferner entspricht S10 der Verarbeitung als die Erlangungseinheit, S20 entspricht der Verarbeitung als die Extrahierungseinheit, S30 und S21 entsprechen der Verarbeitung als die Vorrichtungssystemkoordinateneinheit und S30, S220, S230, S320, S330 und S340 entsprechen der Verarbeitung als die Schätzeinheit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019186313 [0001]
JP 6321448 B2 [0004]

Claims

Achsabweichungsschätzvorrichtung (4), die einen Achsabweichungswinkel einer Radarvorrichtung schätzt, die an einem beweglichen Körper montiert ist, aufweisend: eine Erlangungseinheit (S10), die für jeden mehrerer Reflexionspunkte, die durch die Radarvorrichtung erfasst werden, Reflexionspunktinformationen erlangt, die mindestens einen Horizontalwinkel und einen Vertikalwinkel, die Azimutwinkel des Reflexionspunkts sind, die mit Bezug auf eine Strahlrichtung erlangt werden, die eine Richtung entlang einer Mittelachse eines Radarstrahls ist, und einen Abstand zwischen der Radarvorrichtung und dem Reflexionspunkt beinhalten; eine Extrahierungseinheit (S20), die basierend auf mindestens den Reflexionspunktinformationen mindestens einen Straßenoberflächenreflexionspunkt aus den mehreren Reflexionspunkten extrahiert, der aufgrund einer Reflexion durch eine Straßenoberfläche erfasst wurde; eine Vorrichtungssystemkoordinateneinheit (S30, S210), die basierend auf den Reflexionspunktinformationen Vorrichtungssystemkoordinaten für jeden Straßenoberflächenreflexionspunkt spezifiziert, die dreidimensionale Koordinaten basierend auf einer Koordinatenachse der Radarvorrichtung repräsentieren; und eine Schätzeinheit (S30, S220, S230, S320, S330), die den Achsabweichungswinkel unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks schätzt, der zwischen mindestens einem unbekannten Parameter, der den Achsabweichungswinkel einer Koordinatenachse der Radarvorrichtung von einer Zielachse beinhaltet, die mindestens eine einer horizontalen Achse und einer Fahrtrichtungsachse ist, die die Koordinatenachsen des beweglichen Körpers bilden, und mindestens einem Element gilt, das in den Vorrichtungssystemkoordinaten des Straßenoberflächenreflexionspunkts beinhaltet ist.
Achsabweichungsschätzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (S220, S230) den relationalen Ausdruck verwendet, der ein relationaler Ausdruck ist, der zwischen zwei unbekannten Parametern einschließlich des Achsabweichungswinkels und zwei Elementen gilt, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind, um den Achsabweichungswinkel zu schätzen, der in den unbekannten Parametern beinhaltet ist.
Achsabweichungsschätzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (S320, S330) den relationalen Ausdruck, der ein relationaler Ausdruck ist, der zwischen einem unbekannten Parameter, der den Achsabweichungswinkel repräsentiert, einer Montagehöhe der Radarvorrichtung und zwei Elementen gilt, die in den Vorrichtungssystemkoordinaten beinhaltet sind, um den Achsabweichungswinkel zu schätzen, der in dem unbekannten Parameter beinhaltet ist.
Achsabweichungsschätzvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehöhe vorab in einer Speichervorrichtung gespeichert wird, die an dem beweglichen Körper montiert ist, und die Schätzeinheit den Achsabweichungswinkel basierend auf der Montagehöhe schätzt, die vorab in der Speichervorrichtung gespeichert wird.
Achsabweichungsschätzvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Körper einen Sensor aufweist, der eine Position der Radarvorrichtung erfasst, und die Schätzeinheit den Achsabweichungswinkel basierend auf der Montagehöhe schätzt, die durch den Sensor erfasst wird.