DE112020007316T5

DE112020007316T5 - Straßenformschätzvorrichtung, Straßenformschätzverfahren und Straßenformschätzprogramm

Info

Publication number: DE112020007316T5
Application number: DE112020007316.5T
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Furuta; Hiroshi Sakamaki; Kei Suwa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2023-05-17
Also published as: US20230176208A1; WO2021250876A1; CN115699128A; JPWO2021250876A1; JP7186925B2

Abstract

Eine Straßenformschätzvorrichtung (10) ist konfiguriert, Folgendes zu enthalten: eine Reflexionspunktdetektionseinheit (11) zum Detektieren, aus empfangenen Signalen einer Vielzahl von Funkwellen, die von einem um ein Fahrzeug präsenten Objekt reflektiert werden, eines Reflexionspunktes, der eine Reflexionsposition jeder der Funkwellen auf dem Objekt anzeigt; eine Reflexionspunktklassifizierungseinheit (16) zum Klassifizieren, unter einer Vielzahl von Reflexionspunkten, die von der Reflexionspunktdetektionseinheit (11) detektiert werden, von Reflexionspunkten eines Objekts, das in einem Bereich auf einer linken Seite in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine erste Gruppe, und zum Klassifizieren von Reflexionspunkten eines Objekts, das in einem Bereich auf einer rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine zweite Gruppe; eine Verschiebungseinheit (19) zum Verschieben jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit (16) in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine rechte Richtung des Fahrzeugs orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und zum Verschieben jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit (16) in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine linke Richtung des Fahrzeugs orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs; und eine Einheit (20) zum Schätzen der Straßenform, um eine Näherungskurve zu berechnen, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit (19) enthält, und um aus der Näherungskurve eine Form einer Straße zu schätzen, auf der das Fahrzeug fährt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Straßenformschätzvorrichtung, ein Straßenformschätzverfahren und ein Straßenformschätzprogramm zum Schätzen der Form einer Straße.
STAND DER TECHNIK
Die unten aufgeführte Patentliteratur 1 offenbart eine Straßenformschätzvorrichtung, die eine Objektdetektionsvorrichtung und eine Schätzvorrichtung enthält.
Die Objektdetektionsvorrichtung detektiert wiederholt einen Reflexionspunkt einer Funkwelle an einem Objekt, das in der Nähe des linken Fahrbahnrandes präsentiert wird (im Folgenden als „linksseitiger Reflexionspunkt“ bezeichnet), und einen Reflexionspunkt einer Funkwelle an einem Objekt, das in der Nähe des rechten Fahrbahnrandes präsentiert wird (im Folgenden als „rechtsseitiger Reflexionspunkt“ bezeichnet). Die Schätzvorrichtung schätzt die Form der Straße auf der Grundlage entweder der Form einer Punktwolke, die eine Vielzahl von Reflexionspunkten auf der linken Seite enthält, die von der Objektdetektionsvorrichtung detektiert wurden, oder der Form einer Punktwolke, die eine Vielzahl von Reflexionspunkten auf der rechten Seite enthält, die von der Objektdetektionsvorrichtung detektiert wurden.
ZITIERLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2010-107447 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die in der Patentliteratur 1 offenbarte Straßenformschätzvorrichtung hat das Problem, dass die Schätzvorrichtung möglicherweise nicht in der Lage ist, die Form der Straße zu schätzen, weil die Anzahl der von der Objektdetektionsvorrichtung detektierten Reflexionspunkte auf der linken Seite oder die Anzahl der von der Objektdetektionsvorrichtung detektierten Reflexionspunkte auf der rechten Seite gering ist. Die Form einer gekrümmten Straße kann nicht geschätzt werden, wenn nicht drei oder mehr Punkte entweder des linken oder des rechten Reflexionspunktes detektiert werden.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Straßenformschätzvorrichtung, ein Straßenformschätzverfahren und ein Straßenformschätzprogramm zu erhalten, die in der Lage sind, die Form einer Straße in einigen Fällen zu schätzen, selbst wenn die Anzahl der Reflexionspunkte auf der linken Seite oder die Anzahl der Reflexionspunkte auf der rechten Seite klein ist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Straßenformschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält: eine Reflexionspunktdetektionseinheit, die aus empfangenen Signalen einer Vielzahl von Funkwellen, die von einem um ein Fahrzeug präsentierten Objekt reflektiert werden, eine Vielzahl von Reflexionspunkten detektiert, von denen jeder eine Reflexionsposition jeder der Funkwellen an dem Objekt angibt; eine Reflexionspunktklassifizierungseinheit, die unter der Vielzahl von Reflexionspunkten, die von der Reflexionspunktdetektionseinheit detektiert werden, Reflexionspunkte eines Objekts, das in einem Bereich auf einer linken Seite in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine erste Gruppe klassifiziert, und die unter der Vielzahl von Reflexionspunkten Reflexionspunkte eines Objekts, das in einem Bereich auf einer rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine zweite Gruppe klassifiziert, eine Verschiebungseinheit, die eine Verschiebung jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine rechte Richtung des Fahrzeugs orthogonal zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs durchführt, und die eine Verschiebung jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine linke Richtung des Fahrzeugs orthogonal zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs durchführt; und eine Straßenformschätzeinheit, die eine Näherungskurve berechnet, die eine Punktwolke darstellt, die alle der Vielzahl von Reflexionspunkten nach der durch die Verschiebungseinheit durchgeführten Verschiebung enthält, und die eine Form einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, aus der Näherungskurve schätzt.
VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Form der Straße in einigen Fällen geschätzt werden, selbst wenn die Anzahl der Reflexionspunkte auf der linken Seite oder die Anzahl der Reflexionspunkte auf der rechten Seite gering ist.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm, das die Hardware der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm eines Computers für den Fall, dass die Straßenformschätzvorrichtung 10 durch Software, Firmware oder dergleichen implementiert ist.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Straßenformschätzverfahren zeigt, das ein Verarbeitungsvorgang ist, der von der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Azimut eines Objekts zeigt.
6 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Objekt 53 zeigt, das in einem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs präsentiert wird, und ein Objekt 54, das in einem Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird.
7 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Vielzahl von unterteilten Bereichen zeigt.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem eine Vielzahl von unterteilten Bereichen, die einen Reflexionspunkt ref_m enthalten, in sechs Gruppen (g₁) bis (G6) eingeteilt sind.
9 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Reflexionspunkt ref_i und einen Reflexionspunkt ref_j sowie eine erste Näherungskurve y₁(x) und eine zweite Näherungskurve y₂(x) zeigt.
10 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Reflexionspunkt ref_i nach der Verschiebung und einen Reflexionspunkt ref_j nach der Verschiebung zeigt, sowie eine Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung enthält.
11 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine dritte Näherungskurve y₃(x) und eine vierte Näherungskurve y₄(x) zeigt.
12 ist ein erklärendes Diagramm zur Beschreibung der Verarbeitung der Bestimmung, ob ein Objekt auf einer Straße präsentiert ist oder nicht.
13 ist ein erläuterndes Diagramm, das die ursprünglichen Reflexionspunkte ref_i und ref_j und die virtuellen Reflexionspunkte ref_i und ref_j zeigt.
14 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Näherungskurve y_Trans(x) zeigt, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung durch eine Verschiebungseinheit 19 enthält.
15 ist ein erklärendes Diagramm, das geteilte Bereiche zeigt, die jeweils in einer ersten Gruppe und einer zweiten Gruppe enthalten sind, sowie eine erste Näherungskurve y₁(x) und eine zweite Näherungskurve y₂(x).
16 ist ein erklärendes Diagramm, das unterteilte Bereiche zeigt, die Reflexionspunkte ref_u und ref_v nach der Verschiebung enthalten, sowie eine Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_u und ref_v nach der Verschiebung enthält.
17 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine dritte Näherungskurve y₃(x) und eine vierte Näherungskurve y₄(x) zeigt.
18 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Reflexionspunkt ref_i und einen Reflexionspunkt ref_j sowie eine erste Näherungskurve y₁(x) und eine zweite Näherungskurve y₂(x) zeigt.
19 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Reflexionspunkt ref_i nach der Verschiebung und einen Reflexionspunkt ref_j nach der Verschiebung zeigt, sowie eine Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung enthält.
20 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine dritte Näherungskurve y₃(x) und eine vierte Näherungskurve y₄(x) zeigt.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
22 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm, das die Hardware der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um die vorliegende Offenbarung näher zu erläutern, werden im Folgenden einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. 2 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm, das die Hardware der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
In 1 ist eine Signalempfangseinheit 1 beispielsweise in einer Radarvorrichtung enthalten, das in einem Fahrzeug angeordnet ist.
Die Radarvorrichtung enthält beispielsweise einen Sender, eine Sendeantenne, eine Empfangsantenne und die Signalempfangseinheit 1.
Die Signalempfangseinheit 1 empfängt eine Vielzahl von Funkwellen, die von Objekten reflektiert werden, die um das Fahrzeug herum präsentiert werden.
Die Signalempfangseinheit 1 gibt ein empfangenes Signal jeder der Funkwellen an einen Analogdigital-Wandler (ADC) 2 aus.
Der ADC 2 wandelt die jeweiligen von der Signalempfangseinheit 1 ausgegebenen Empfangssignale von analogen Signalen in digitale Signale um und gibt die jeweiligen digitalen Signale an die Straßenformschätzvorrichtung 10 aus.
Die Straßenformschätzvorrichtung 10 enthält eine Reflexionspunktdetektionseinheit 11, eine Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16, eine Verschiebungseinheit 19 und eine Straßenformschätzeinheit 20.
Die Reflexionspunktdetektionseinheit 11 wird zum Beispiel durch eine in 2 gezeigte Reflexionspunktdetektionsschaltung 31 implementiert.
Die Reflexionspunktdetektionseinheit 11 enthält eine Fourier-Transformationseinheit 12, eine Spitzenwertdetektionseinheit 13, eine Azimutdetektionseinheit 14 und eine Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15.
Die Reflexionspunktdetektionseinheit 11 detektiert einen Reflexionspunkt, der eine Reflexionsposition jeder der Funkwellen auf dem Objekt aus jedem der vom ADC 2 ausgegebenen digitalen Signale anzeigt.
Die Reflexionspunktdetektionseinheit 11 gibt jeden der detektierten Reflexionspunkte an die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 aus.
Die Fourier-Transformationseinheit 12 erzeugt eine FR-Karte, in der die horizontale Achse die Frequenz F und die vertikale Achse der Bereich R ist, indem sie eine Fourier-Transformation an jedem der von der ADC 2 ausgegebenen digitalen Signale in einer Bereichsrichtung und einer Trefferrichtung durchführt. Die FR-Karte zeigt ein Fourier-Transformationsergebnis jedes einer Vielzahl von digitalen Signalen an und zeigt einen relativen Abstand zwischen dem Fahrzeug, in dem die Signalempfangseinheit 1 angeordnet ist, und dem Objekt, eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und einen Signalstärkepegel an.
Die Spitzenwertdetektionseinheit 13 führt beispielsweise eine Verarbeitung der konstanten Fehlalarmrate (CFAR) durch, um einen Signalstärkepegel zu detektieren, der größer ist als ein Schwellenwert aus einer Vielzahl von Signalstärkepegeln, die in der FR-Karte angegeben sind. Der Schwellenwert ist beispielsweise ein Wert, der auf einer Fehlalarmwahrscheinlichkeit basiert, mit der Rauschen oder Bodenunebenheiten fälschlicherweise als ein um das Fahrzeug präsentes Objekt detektiert werden.
Die Spitzenwertdetektionseinheit 13 detektiert Spitzenpositionen, die auf Positionen mit Signalstärkepegeln oberhalb des Schwellenwerts in der FR-Karte hinweisen. Der Signalstärkepegel an der Spitzenposition stellt den Signalstärkepegel des Reflexionspunktes dar.
Die Spitzenwertdetektionseinheit 13 gibt jede der detektierten Spitzenpositionen an die Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15 aus.
Die Azimutdetektionseinheit 14 detektiert einen Azimut jedes Objekts aus jedem der digitalen Signale, die vom ADC 2 ausgegeben werden, unter Verwendung eines Verfahrens zur Schätzung der Ankunftsrichtung, wie z. B. eines Verfahrens zur Klassifizierung mehrerer Signale (MUSIC) oder eines Verfahrens zur Schätzung von Signalparametern über rotationsinvariante Techniken (ESPRIT).
Die Reflexionspunktdetektionseinheit 15 ermittelt einen relativen Abstand, der jeder der von der Spitzenwertdetektionseinheit 13 detektierten Spitzenpositionen entspricht, aus der von der Fourier-Transformationseinheit 12 erzeugten FR-Karte.
Die Reflexionspunktdetektionseinheit 15 detektiert jeden der Reflexionspunkte aus dem relativen Abstand, der jeder der Spitzenpositionen entspricht, und dem Azimut jedes Objekts, das von der Azimutdetektionseinheit 14 detektiert wurde.
Die Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15 gibt jeden der detektierten Reflexionspunkte an eine Gruppenklassifizierungseinheit 17 aus.
Die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 wird beispielsweise durch eine in 2 gezeigte Reflexionspunktklassifizierungsschaltung 32 realisiert.
Die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 enthält eine Gruppenklassifizierungseinheit 17 und eine Gruppenauswahleinheit 18.
Die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 klassifiziert unter den von der Reflexionspunktdetektionseinheit 11 detektierten Reflexionspunkten Reflexionspunkte eines Objekts, das im Bereich der in Fahrtrichtung des Fahrzeugs linken Seite präsentiert wird, in eine erste Gruppe.
Die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 klassifiziert Reflexionspunkte eines im Bereich der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentierten Objekts unter den von der Reflexionspunktdetektionseinheit 11 detektierten Reflexionspunkten in eine zweite Gruppe.
In der in 1 gezeigten Straßenformschätzvorrichtung 10 wird der Bereich um das Fahrzeug in eine Vielzahl von unterteilten Bereichen unterteilt.
Die Gruppenklassifizierungseinheit 17 legt einen unterteilten Bereich fest, der jeden der von der Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15 detektierten Reflexionspunkte enthält.
Die Gruppenklassifizierungseinheit 17 spezifiziert unter einer Vielzahl der spezifizierten unterteilten Bereiche eine Gruppe, die einen Satz unterteilter Bereiche enthält, wobei jeder der unterteilten Bereiche in Kontakt mit einem anderen unterteilten Bereich ist, der einen Reflexionspunkt enthält, und eine Gruppe, die nur einen unterteilten Bereich enthält, der nicht in Kontakt mit einem anderen unterteilten Bereich ist, der einen Reflexionspunkt enthält.
Die Gruppenklassifizierungseinheit 17 klassifiziert jede der angegebenen Gruppen in eine linke Gruppe, die in einem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, oder eine rechte Gruppe, die in einem Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird.
Die Gruppenauswahleinheit 18 wählt aus einer oder mehreren Gruppen, die von der Gruppenklassifizierungseinheit 17 in die linke Gruppe eingeteilt wurden, eine Gruppe als erste Gruppe aus, die die größte Anzahl von unterteilten Bereichen enthält.
Die Gruppenauswahleinheit 18 wählt unter einer oder mehreren Gruppen, die von der Gruppenklassifizierungseinheit 17 in die rechte Gruppe klassifiziert wurden, eine Gruppe als zweite Gruppe aus, die die größte Anzahl von unterteilten Bereichen enthält.
Die Verschiebungseinheit 19 wird beispielsweise durch eine in 2 gezeigte Verschiebungsschaltung 33 realisiert.
Die Verschiebungseinheit 19 überträgt jeden der von der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in die rechte Richtung des Fahrzeugs orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
Das heißt, die Verschiebungseinheit 19 berechnet eine erste Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte enthält, die von der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die erste Gruppe eingestuft wurden, und verschiebt jeden der Reflexionspunkte, die in die erste Gruppe eingestuft wurden, in die rechte Richtung des Fahrzeugs um einen Wert eines konstanten Terms, der der ersten Näherungskurve entspricht.
Unter der Annahme, dass die Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, eine ebene Oberfläche ist, ist die rechte Richtung des Fahrzeugs eine Richtung, die im Wesentlichen parallel zu der ebenen Oberfläche verläuft.
Die Verschiebungseinheit 19 überträgt jeden der von der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in die linke Richtung des Fahrzeugs orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
Das heißt, die Verschiebungseinheit 19 berechnet eine zweite Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte enthält, die von der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die zweite Gruppe eingestuft wurden, und überträgt jeden der Reflexionspunkte, die in die zweite Gruppe eingestuft wurden, um einen Wert eines konstanten Terms, der der zweiten Näherungskurve entspricht, in die linke Richtung des Fahrzeugs.
Die linke Richtung des Fahrzeugs ist eine Richtung, die im Wesentlichen parallel zur ebenen Fläche verläuft.
Die Orthogonalität ist hier nicht auf eine streng orthogonale Richtung zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs beschränkt und enthält auch ein Konzept, das von der Orthogonalität abweicht, solange es kein praktisches Problem gibt.
Darüber hinaus ist die Verschiebung hier nicht auf eine strikte Verschiebung beschränkt, und ist ein Konzept, das eine im Wesentlichen parallele Bewegung enthält, solange es kein praktisches Problem gibt.
Die Straßenformschätzeinheit 20 wird beispielsweise durch eine Straßenformschätzschaltung 34 implementiert, die in 2 gezeigt ist.
Die Straßenformschätzeinheit 20 enthält eine Näherungskurvenberechnungseinheit 21 und eine Formschätzverarbeitungseinheit 22.
Die Straßenformschätzeinheit 20 berechnet eine Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 enthält, und schätzt die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der Näherungskurve.
Die Straßenformschätzeinheit 20 gibt das Schätzergebnis der Straßenform beispielsweise an eine am Fahrzeug angebrachte Navigationsvorrichtung oder eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs aus.
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechnet eine Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 enthält.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 berechnet eine dritte Näherungskurve, die durch die Krümmung der von der Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechneten Näherungskurve und den konstanten Term dargestellt wird, der der von der Verschiebungseinheit 19 berechneten ersten Näherungskurve entspricht.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 berechnet eine vierte Näherungskurve, die durch die Krümmung der von der Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechneten Näherungskurve und den konstanten Term dargestellt wird, der der von der Verschiebungseinheit 19 berechneten zweiten Näherungskurve entspricht. Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 schätzt die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der dritten Näherungskurve und der vierten Näherungskurve.
In 1 wird angenommen, dass jede der Reflexionspunktdetektionseinheit 11, der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16, der Verschiebungseinheit 19 und der Straßenformschätzeinheit 20, die Komponenten der Straßenformschätzvorrichtung 10 sind, durch dedizierte Hardware implementiert ist, wie in 2 gezeigt. Das heißt, es wird angenommen, dass die Straßenformschätzvorrichtung 10 durch die Reflexionspunktdetektionsschaltung 31, die Reflexionspunktklassifizierungsschaltung 32, die Verschiebungsschaltung 33 und die Straßenformschätzvorrichtung 34 implementiert ist.
Jeder der Reflexionspunktdetektionsschaltung 31, der Reflexionspunktklassifizierungsschaltung 32, der Verschiebungsschaltung 33 und der Straßenformschätzschaltung 34 entspricht beispielsweise einer einzelnen Schaltung, einer zusammengesetzten Schaltung, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA) oder einer Kombination davon.
Die Komponenten der Straßenformschätzvorrichtung 10 sind nicht auf diejenigen beschränkt, die durch spezielle Hardware implementiert sind, und die Straßenformschätzvorrichtung 10 kann durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert sein.
Die Software oder Firmware ist in einem Speicher eines Computers als Programm gespeichert. Der Computer ist eine Hardware, die ein Programm ausführt, und entspricht beispielsweise einer Zentraleinheit (CPU), einem Zentralprozessor, einer Verarbeitungseinheit, einer Recheneinheit, einem Mikroprozessor, einem Mikrocomputer, einem Prozessor oder einem digitalen Signalprozessor (DSP).
3 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm eines Computers in einem Fall, in dem die Straßenformschätzvorrichtung 10 durch Software, Firmware oder dergleichen implementiert ist.
Wenn die Straßenformschätzvorrichtung 10 durch Software, Firmware oder ähnliches implementiert ist, wird ein Straßenformschätzprogramm, das einen Computer veranlasst, eine Verarbeitungsprozedur auszuführen, die in jeder der Reflexionspunktdetektionseinheit 11, der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16, der Verschiebungseinheit 19 und der Straßenformschätzeinheit 20 ausgeführt wird, in einem Speicher 41 gespeichert. Dann führt ein Prozessor 42 des Computers das in dem Speicher 41 gespeicherte Straßenformschätzprogramm aus.
Darüber hinaus illustriert 2 ein Beispiel, bei dem jede der Komponenten der Straßenformschätzvorrichtung 10 durch dedizierte Hardware implementiert ist, und 3 illustriert ein Beispiel, bei dem die Straßenformschätzvorrichtung 10 durch Software, Firmware oder dergleichen implementiert ist. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, und einige Komponenten in der Straßenformschätzvorrichtung 10 können durch dedizierte Hardware implementiert werden, und die übrigen Komponenten können durch Software, Firmware oder dergleichen implementiert werden.
Als Nächstes wird die Funktionsweise der in 1 dargestellten Straßenformschätzvorrichtung 10 beschrieben. Eine Funkwelle wird von einer Sendeantenne einer Radarvorrichtung (nicht dargestellt) abgestrahlt, die in einem Fahrzeug angeordnet ist.
Die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle wird von einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs reflektiert. Beispiele für das Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs sind eine Leitplanke, eine Außenwand eines Gebäudes, ein Straßenschild, ein Briefkasten und ein Straßenbaum.
Die Signalempfangseinheit 1 empfängt eine Vielzahl von Funkwellen, die von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs reflektiert werden. Bei der in 1 dargestellten Straßenformschätzvorrichtung 10 wird angenommen, dass die Signalempfangseinheit 1 M Funkwellen empfängt. M steht für eine ganze Zahl von 3 oder mehr. Bei den M Funkwellen kann es sich um Funkwellen handeln, die von verschiedenen Objekten reflektiert werden, oder um Funkwellen, die von verschiedenen Teilen eines Objekts reflektiert werden.
Die Signalempfangseinheit 1 gibt die empfangenen Signale r_m der M Funkwellen an den ADC 2 aus. Dabei ist m = 1, 2, ..., M.
Nach dem Empfang jedes der empfangenen Signale r_m von der Signalempfangseinheit 1 wandelt der ADC 2 jedes der empfangenen Signale r_m von analogen Signalen in digitale Signale d_m um und gibt jedes der digitalen Signale d_m an die Straßenformschätzvorrichtung 10 aus.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Schätzung der Straßenform veranschaulicht, das ein Verarbeitungsvorgang ist, der von der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
Nach dem Empfang jedes der digitalen Signale d_m von der ADC 2 detektiert die Reflexionspunktdetektionseinheit 11 einen Reflexionspunkt ref_m, der eine Reflexionsposition jeder der Funkwellen auf dem Objekt von jedem der digitalen Signale d_m anzeigt (Schritt ST1 in 4).
Die Reflexionspunktdetektionseinheit 11 gibt jeden der detektierten Reflexionspunkte ref_m an die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 aus.
Nachfolgend wird die Detektionsverarbeitung der Reflexionspunkte ref_m durch die Reflexionspunktdetektionseinheit 11 näher beschrieben.
Nach dem Empfang jedes der digitalen Signale d_m vom ADC 2 erzeugt die Fourier-Transformationseinheit 12 die FR-Karte, indem sie eine Fourier-Transformation an jedem der digitalen Signale d_m in der Entfernungsrichtung und in der Trefferrichtung durchführt. Die FR-Karte zeigt ein Fourier-Transformationsergebnis für jedes der digitalen Signale d1 bis d_m an.
Die Spitzenwertdetektionseinheit 13 detektiert einen Signalstärkepegel L_m, der größer als ein Schwellenwert Th ist, aus einer Vielzahl von Signalstärkepegeln, die in der FR-Karte angegeben sind, indem sie z.B. eine CFARverarbeitung durchführt.
Dann detektiert die Spitzenwertdetektionseinheit 13 eine Spitzenwertposition pm, die die Position des Signalstärkepegels L_m, der größer als der Schwellenwert Th ist, in der FR-Karte anzeigt. Der Signalstärkepegel L_m an der Spitzenposition pm stellt den Signalstärkepegel des Reflexionspunktes ref_m dar.
Die Spitzenwertdetektionseinheit 13 gibt jede der detektierten Spitzenwertpositionen pm an die Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15 aus.
Nach dem Empfang jedes der Digitalsignale d_m vom ADC 2 detektiert die Azimutdetektionseinheit 14 einen Azimut Azm jedes Objekts aus jedem der Digitalsignale d_m unter Verwendung eines Ankunftsrichtungsschätzverfahrens, wie z.B. ein MUSICverfahren oder ein ESPRITverfahren.
Das heißt, die Azimutdetektionseinheit 14 erhält Eigenwerte einer Korrelationsmatrix unter Verwendung einer Korrelationsmatrix und eines Eigenvektors jedes der digitalen Signale d_m und schätzt die Anzahl der vom Objekt reflektierten Wellen aus der Anzahl der Eigenwerte, die größer ist als die thermische Rauschleistung, wodurch der Azimut Azm des Objekts detektiert wird.
Die Azimutdetektionseinheit 14 gibt den Azimut Azm jedes Objekts an die Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15 aus.
5 ist ein erklärendes Diagramm, das den Azimut eines Objekts zeigt.
In 5 bezeichnet das Bezugszeichen 51 ein Fahrzeug und das Bezugszeichen 52 ein Objekt.
Die x-Achse zeigt eine Richtung parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 51, und die y-Achse zeigt eine Richtung orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 51.
O ist ein Winkel zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 51 und einer Richtung, in der das Objekt 52 vom Fahrzeug 51 aus gesehen wird. Wenn der absolute Azimut in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 51 α ist, ist θ + α der relative Azimut des Objekts.
R ist der relative Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt. Rsinθ ist z. B. ein Abstand von der Mittellinie der Straße zum Objekt, und wenn Rsinθ größer als 1/2 der Straßenbreite ist, wird davon ausgegangen, dass sich das Objekt außerhalb der Straße befindet. Wenn Rsinθ 1/2 oder weniger der Fahrbahnbreite beträgt, befindet sich das Objekt auf der Fahrbahn.
Die Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15 ermittelt einen relativen Abstand Rd_m, der jeder der Spitzenpositionen pm entspricht, die von der Spitzendetektionseinheit 13 aus der von der Fourier-Transformationseinheit 12 erzeugten FR-Karte detektiert wurden.
Die Reflexionspunktdetektionseinheit 15 detektiert jeden der Reflexionspunkte ref_m aus dem relativen Abstand Rd_m, der jeder der Spitzenpositionen pm entspricht, und dem Azimut Azm jedes von der Azimutdetektionseinheit 14 detektierten Objekts. Da die aktuelle Position des Fahrzeugs bekannt ist, kann der Reflexionspunkt ref_m anhand des relativen Abstands Rd_m und des Azimuts Azm ermittelt werden.
Die Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15 gibt jeden der detektierten Reflexionspunkte ref_m an die Gruppenklassifizierungseinheit 17 aus.
Die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 klassifiziert unter den M Reflexionspunkten ref_m, die von der Reflexionspunktdetektionseinheit 11 ausgegeben werden, die Reflexionspunkte des Objekts, die im Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden sind, in die erste Gruppe (Schritt ST2 in 4).
Die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 klassifiziert unter den von der Reflexionspunktdetektionseinheit 11 ausgegebenen M Reflexionspunkten ref_m die Reflexionspunkte des Objekts, die im Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden sind, in die zweite Gruppe (Schritt ST3 in 4).
6 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Objekt 53, das sich in einem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs befindet, und ein Objekt 54, das sich in einem Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs befindet, zeigt.
Ein Reflexionspunkt ref_m an einer beliebigen Reflexionsposition des Objekts 53 wird in die erste Gruppe bezüglich des Objekts 53 eingeordnet, und ein Reflexionspunkt ref_m an einer beliebigen Reflexionsposition des Objekts 54 wird in die zweite Gruppe bezüglich des Objekts 54 eingeordnet.
Im Folgenden wird die Verarbeitung der Klassifizierung der Reflexionspunkte ref_m durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 im Einzelnen beschrieben.
In der in 1 dargestellten Straßenformschätzvorrichtung 10 ist, wie in 7 gezeigt, der Bereich um das Fahrzeug in eine Vielzahl von unterteilten Bereichen unterteilt.
7 ist ein erklärendes Diagramm, das die Vielzahl der unterteilten Bereiche veranschaulicht.
Der Ursprung in 7 zeigt die Position des Fahrzeugs an. Die x-Achse zeigt eine Richtung parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und die y-Achse zeigt eine Richtung orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
In 7 ist der Bereich um das Fahrzeug in (6 × 6) geteilte Bereiche unterteilt. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, und der Bereich kann in mehr als (6 × 6) unterteilte Bereiche oder in weniger als (6 × 6) unterteilte Bereiche unterteilt werden.
Darüber hinaus ist in 7 die Form jedes unterteilten Bereichs ein Viereck. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, und die Form jeder geteilten Fläche kann z. B. ein Dreieck sein. Es ist zu beachten, dass das Koordinatensystem der geteilten Fläche ein beliebiges Koordinatensystem sein kann, z. B. ein orthogonales Koordinatensystem mit geraden Linien oder ein orthogonales Koordinatensystem mit gekrümmten Linien.
In 7 stellt ○ einen Reflexionspunkt ref_m dar, der von der Reflexionspunktdetektionseinheit 11 detektiert wird.
Die Gruppenklassifizierungseinheit 17 spezifiziert unterteilte Bereiche, die die von der Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit 15 detektierten Reflexionspunkte ref_m enthalten.
In der Gruppenklassifizierungseinheit 17 sind die Koordinaten, die die Positionen der unterteilten Bereiche angeben, bekannt.
Im Beispiel von 7 ist ein Reflexionspunkt ref_m in jedem der unterteilten Bereiche der Koordinaten (6, -3), des unterteilten Bereichs der Koordinaten (5, -1), des unterteilten Bereichs der Koordinaten (4, -2), des unterteilten Bereichs der Koordinaten (3, - 2) und des unterteilten Bereichs der Koordinaten (2, -3) enthalten.
Darüber hinaus ist in dem geteilten Koordinatenbereich (5, 3), dem geteilten Koordinatenbereich (4, 2), dem geteilten Koordinatenbereich (3, 2) und dem geteilten Koordinatenbereich (2, 1) jeweils ein Reflexionspunkt ref_m enthalten.
Die Gruppenklassifizierungseinheit 17 führt eine Verarbeitung durch, die darin besteht, in einer Gruppe einen Satz von unterteilten Bereichen einzuschließen, wobei jeder der mehreren unterteilten Bereiche einen Reflexionspunkt ref_m enthält, der jeweils in Kontakt mit einem anderen unterteilten Bereich steht, der einen Reflexionspunkt enthält.
Im Beispiel von 7 sind der geteilte Bereich der Koordinaten (5, -1), der geteilte Bereich der Koordinaten (4, -2), der geteilte Bereich der Koordinaten (3, -2) und der geteilte Bereich der Koordinaten (2, -3) in einer Gruppe (g₁) enthalten.
Darüber hinaus sind in dem Beispiel von 7 der geteilte Bereich der Koordinaten (5, 3), der geteilte Bereich der Koordinaten (4, 2), der geteilte Bereich der Koordinaten (3, 2) und der geteilte Bereich der Koordinaten (1, 2) in einer Gruppe (g₂) enthalten.
Handelt es sich bei dem Objekt um eine Straßenstruktur, wie z. B. eine Leitplanke, so ist diese häufig über eine Vielzahl von Teilbereichen angeordnet. Wenn Funkwellen von einer Straßenstruktur, wie z. B. einer Leitplanke, reflektiert werden, beträgt die Anzahl der in einer Gruppe enthaltenen unterteilten Bereiche daher oft zwei oder mehr.
Die Gruppenklassifizierungseinheit 17 verarbeitet die Aufnahme eines unterteilten Bereichs in eine Gruppe aus der Vielzahl der unterteilten Bereiche, von denen jeder einen Reflexionspunkt ref_m enthält, der nicht in Kontakt mit einem anderen unterteilten Bereich steht, der einen Reflexionspunkt enthält.
Im Beispiel von 7 wird der geteilte Bereich mit den Koordinaten (6, -3) in eine Gruppe (G3) aufgenommen.
Zum Beispiel ist ein Objekt wie ein Briefkasten oft in einem geteilten Bereich angeordnet. Wenn also eine Radiowelle von einem Objekt wie einem Briefkasten reflektiert wird, ist die Anzahl der in einer Gruppe enthaltenen geteilten Bereiche oft eins.
Die Gruppenklassifizierungseinheit 17 klassifiziert jede der Gruppen (g₁), die Gruppe (g₂) und die Gruppe (G3) in die linke Gruppe, die in einem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden ist, oder die rechte Gruppe, die in einem Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden ist.
Im Beispiel von 7, da die Gruppe (g₁) und die Gruppe (G3) in dem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden sind, werden die Gruppe (g₁) und die Gruppe (G3) in die linke Gruppe klassifiziert. Das heißt, da die Vorzeichen der y-Koordinaten aller in der Gruppe (g₁) enthaltenen geteilten Bereiche „-“ sind, wird die Gruppe (g₁) in die linke Gruppe eingeordnet. Da das Vorzeichen der y-Koordinate der geteilten Fläche in der Gruppe (G3) „-“ ist, wird die Gruppe (G3) in die linke Gruppe eingeordnet.
Da die Gruppe (g₂) im Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden ist, wird die Gruppe (g₂) in die rechte Gruppe eingeordnet. Das heißt, da die Vorzeichen der y-Koordinaten aller unterteilten Bereiche, die in der Gruppe (g₂) enthalten sind, „+“ sind, wird die Gruppe (g₂) in die rechte Gruppe eingestuft.
In 7 zum Beispiel sind die Vorzeichen der y-Koordinaten aller unterteilten Bereiche, die in der Gruppe (g₁) enthalten sind, „-“. In einigen Fällen sind jedoch die Vorzeichen der y-Koordinaten einiger der in der Gruppe (g₁) enthaltenen geteilten Bereiche "- ", und die Vorzeichen der y-Koordinaten der übrigen geteilten Bereiche sind „+“. In einem solchen Fall konzentriert sich die Gruppenklassifizierungseinheit 17 zum Beispiel auf einen geteilten Bereich mit der kleinsten x-Koordinate unter einer Vielzahl von geteilten Bereichen, die in der Gruppe (g₁) enthalten sind. Dann kann die Gruppenklassifizierungseinheit 17 die Gruppe (g₁) in die linke Gruppe klassifizieren, wenn das Vorzeichen der y-Koordinate des geteilten Bereichs mit der kleinsten x-Koordinate „-“ ist, und kann die Gruppe (g₁) in die rechte Gruppe klassifizieren, wenn das Vorzeichen der y-Koordinate des geteilten Bereichs mit der kleinsten x-Koordinate „+“ ist.
Diese Klassifizierung ist jedoch nur ein Beispiel, und zum Beispiel, wenn die Anzahl der unterteilten Bereiche, die in dem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden sind, gleich oder größer ist als die Anzahl der unterteilten Bereiche, die in dem Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden sind, kann die Gruppenklassifizierungseinheit 17 die Gruppe (g₁) in die linke Gruppe klassifizieren, und wenn die Anzahl der unterteilten Bereiche, die in dem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden sind, kleiner ist als die Anzahl der unterteilten Bereiche, die in dem Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden sind, kann die Gruppenklassifizierungseinheit 17 die Gruppe (g₁) in die rechte Gruppe klassifizieren.
Die Gruppenauswahleinheit 18 wählt aus einer oder mehreren Gruppen, die von der Gruppenklassifizierungseinheit 17 in die linke Gruppe klassifiziert wurden, eine Gruppe mit der größten Anzahl von unterteilten Bereichen als erste Gruppe aus.
Da die Gruppe mit einer größeren Anzahl von unterteilten Bereichen mit größerer Wahrscheinlichkeit eine Straßenstruktur darstellt, die die Form der Straße repräsentiert, als die Gruppe mit einer kleineren Anzahl von unterteilten Bereichen, wird eine Gruppe mit der größten Anzahl von unterteilten Bereichen von der Gruppenauswahleinheit 18 ausgewählt.
Im Beispiel von 7 werden die Gruppe (g₁) und die Gruppe (G3) in die linke Gruppe eingeordnet. Da die Anzahl der in der Gruppe (g₁) enthaltenen unterteilten Bereiche vier und die Anzahl der in der Gruppe (G3) enthaltenen unterteilten Bereiche eins beträgt, wird die Gruppe (g₁) als erste Gruppe ausgewählt.
Die Gruppenauswahleinheit 18 wählt aus einer oder mehreren Gruppen, die von der Gruppenklassifizierungseinheit 17 in die richtige Gruppe klassifiziert wurden, eine Gruppe mit der größten Anzahl von unterteilten Bereichen als zweite Gruppe aus.
Im Beispiel von 7 wird, da nur die Gruppe (g₂) in die richtige Gruppe klassifiziert wird, die Gruppe (g₂) als zweite Gruppe ausgewählt.
Im Beispiel von 7 ist die Anzahl der unterteilten Bereiche in der Gruppe (g₁) größer als die Anzahl der unterteilten Bereiche in der Gruppe (G3). Die Anzahl der in der Gruppe (g₁) enthaltenen unterteilten Bereiche und die Anzahl der in der Gruppe (G3) enthaltenen unterteilten Bereiche können jedoch gleich sein. In einem solchen Fall wählt die Gruppenauswahleinheit 18 die Gruppe (g₁) oder die Gruppe (G3) als erste Gruppe aus, zum Beispiel wie folgt.
Die Gruppenauswahleinheit 18 bestimmt den dem Fahrzeug am nächsten gelegenen unterteilten Bereich aus einer Vielzahl von unterteilten Bereichen, die in der Gruppe (g₁) enthalten sind, und berechnet den Abstand L₁ zwischen dem bestimmten unterteilten Bereich und dem Fahrzeug. Darüber hinaus bestimmt die Gruppenauswahleinheit 18 aus einer Vielzahl von in der Gruppe (G3) enthaltenen geteilten Bereichen den dem Fahrzeug am nächsten gelegenen geteilten Bereich und berechnet den Abstand L₃ zwischen dem bestimmten geteilten Bereich und dem Fahrzeug.
Die Gruppenauswahleinheit 18 wählt die Gruppe (g₁) als die erste Gruppe aus, wenn der Abstand L₁ gleich oder kleiner als der Abstand L₃ ist, und wählt die Gruppe (G3) als die erste Gruppe aus, wenn der Abstand L₁ größer als der Abstand L₃ ist.
8 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem eine Vielzahl von unterteilten Bereichen, die jeweils einen Reflexionspunkt ref_m enthalten, in sechs Gruppen (g₁) bis (G6) klassifiziert werden. Das in 8 dargestellte Klassifizierungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 7 dargestellten Klassifizierungsbeispiel.
Im Beispiel von 8 werden die Gruppe (g₁) und die Gruppe (g₂) von der Gruppenklassifizierungseinheit 17 in die linke Gruppe und die Gruppe (G3) bis zur Gruppe (G6) in die rechte Gruppe eingeteilt.
Einige der unterteilten Bereiche, die in der Gruppe (G3) enthalten sind, befinden sich in dem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und die restlichen unterteilten Bereiche befinden sich in dem Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Da das Vorzeichen der y-Koordinate des unterteilten Bereichs mit der kleinsten x-Koordinate unter der Vielzahl der unterteilten Bereiche in der Gruppe (G3) „+“ ist, wird die Gruppe (G3) in die rechte Gruppe eingeordnet.
Im Beispiel von 8 wählt die Gruppenauswahleinheit 18 die Gruppe (g₁) als erste Gruppe aus und wählt die Gruppe (G4) als zweite Gruppe aus.
Wie in 9 dargestellt, übernimmt die Verschiebungseinheit 19 alle Reflexionspunkte, die von der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die erste Gruppe klassifiziert wurden, i = 1, ..., I, und I ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr.
Wie in 9 dargestellt, detektiert die Verschiebungseinheit 19 alle Reflexionspunkte ref_j die von der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die zweite Gruppe eingestuft wurden. j = 1, ..., J, und J ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr. I + J = M.
9 ist ein erklärendes Diagramm, das den Reflexionspunkt ref_i und den Reflexionspunkt ref_j sowie eine erste Näherungskurve y₁(x) und eine zweite Näherungskurve y₂(x) zeigt.
In dem Beispiel von 9 detektiert die Verschiebungseinheit 19 vier Reflexionspunkte ref_i und drei Reflexionspunkte ref_j.
Die Verschiebungseinheit 19 berechnet eine erste Näherungskurve y₁(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i enthält, die in die erste Gruppe klassifiziert sind, wie durch die folgende Formel (1) ausgedrückt, beispielsweise unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate. $y_{1} (x) = a_{1} x^{2} + b_{1} x + c_{1}$
In Formel (1) ist a₁ ein quadratischer Koeffizient, b₁ ist ein linearer Koeffizient und c₁ ist ein konstanter Term.
Da die Verschiebungseinheit 19 drei oder mehr Reflexionspunkte ref_i detektiert hat, wird hier die erste Näherungskurve y₁(x) gemäß Formel (1) berechnet. In einem Fall, in dem die Anzahl der Reflexionspunkte ref_i, die der ersten Gruppe zugeordnet sind, zwei beträgt, kann keine quadratische Kurve berechnet werden, und daher wird eine erste Näherungskurve y₁(x), wie in der folgenden Formel (2) dargestellt, berechnet. $y_{1} (x) = d_{1} x + e_{1}$
In Formel (2) ist d1 ein linearer Koeffizient und e1 ist ein konstanter Term.
Wenn die Anzahl der Reflexionspunkte, die der ersten Gruppe zugeordnet sind, eins beträgt, wird eine erste Näherungskurve y₁(x) gemäß der folgenden Formel (3) berechnet. $y_{1} (x) = g_{1}$
In Formel (3) ist g₁ ein konstanter Term und ein Wert der y-Koordinate am Reflexionspunkt ref_i.
Die Verschiebungseinheit 19 berechnet eine zweite Näherungskurve y₂(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte refl enthält, die in die zweite Gruppe gemäß der folgenden Formel (4) eingeordnet sind, beispielsweise unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate. $y_{2} (x) = a_{2} x^{2} + b_{2} x + c_{2}$
In Formel (4) ist a2 ein quadratischer Koeffizient, b2 ist ein linearer Koeffizient und c₂ ist ein konstanter Term.
Da die Verschiebungseinheit 19 drei oder mehr Reflexionspunkte ref_i detektiert hat, wird hier eine zweite Näherungskurve y₂(x) gemäß Formel (4) berechnet. In einem Fall, in dem die Anzahl der Reflexionspunkte ref_j, die der zweiten Gruppe zugeordnet sind, zwei beträgt, kann keine quadratische Kurve berechnet werden, und daher wird eine zweite Näherungskurve y₂(x), wie in der folgenden Formel (5) ausgedrückt, berechnet. $y_{2} (x) = d_{2} x + e_{2}$
In Formel (5) ist d2 ein linearer Koeffizient und e2 ist ein konstanter Term. Wenn die Anzahl der Reflexionspunkte ref_j, die zur zweiten Gruppe gehören, eins ist, wird eine zweite Näherungskurve y₂(x) berechnet, die in der folgenden Formel (6) ausgedrückt wird. $y_{2} (x) = g_{2}$
In Formel (6) ist g₂ ein konstanter Term und ist ein Wert der y-Koordinate am Reflexionspunkt ref_j.
Nach der Berechnung der ersten Näherungskurve y₁(x), die durch die Formel (1) ausgedrückt wird, wie in 9 dargestellt, verschiebt die Verschiebungseinheit 19 jeden der Reflexionspunkte ref_j, die in der ersten Gruppe durch einen Wert des konstanten Terms c₁ in der ersten Näherungskurve y₁(x) klassifiziert sind, in die rechte Richtung (+Y-Richtung) des Fahrzeugs (Schritt ST4 in 4).
Nach der Berechnung der ersten Näherungskurve y₁(x), die durch Formel (2) ausgedrückt wird, verschiebt die Verschiebungseinheit 19 jeden der Reflexionspunkte, die in die erste Gruppe durch einen Wert des konstanten Terms e1 in der ersten Näherungskurve y₁(x) eingeordnet sind, in die rechte Richtung (+Y-Richtung) des Fahrzeugs.
Nach der Berechnung der ersten Näherungskurve y₁(x), die durch Formel (3) ausgedrückt wird, verschiebt die Verschiebungseinheit 19 den Reflexionspunkt ref_i, der durch einen Wert des konstanten Terms g₁ in der ersten Näherungskurve y₁(x) in die rechte Richtung (+Y-Richtung) des Fahrzeugs in die erste Gruppe eingeordnet ist.
Nach der Berechnung der zweiten Näherungskurve y₂(x), ausgedrückt durch Formel (4), wie in 9 dargestellt, verschiebt die Verschiebungseinheit 19 jeden der Reflexionspunkte ref_j die durch einen Wert des konstanten Terms c₂ in der zweiten Näherungskurve y₂(x) in die zweite Gruppe eingeordnet sind, in die linke Richtung (-Y-Richtung) des Fahrzeugs (Schritt ST5 in 4).
Nach der Berechnung der zweiten Näherungskurve y₂(x), ausgedrückt durch die Formel (5), verschiebt die Verschiebungseinheit 19 jeden der Reflexionspunkte ref_j die in die zweite Gruppe eingeordnet sind, um einen Wert des konstanten Terms e2 in der zweiten Näherungskurve y₂(x) in die linke Richtung (-Y-Richtung) des Fahrzeugs.
Nach der Berechnung der zweiten Näherungskurve y₂(x), die durch Formel (6) ausgedrückt wird, verschiebt die Verschiebungseinheit 19 den Reflexionspunkt ref_j, der durch einen Wert des konstanten Terms g₂ in der zweiten Näherungskurve y₂(x) in die linke Richtung (-Y-Richtung) des Fahrzeugs in die zweite Gruppe eingeordnet ist.
Wenn jeder der Reflexionspunkte ref_i in der +Y-Richtung um den Wert des konstanten Terms c₁ verschoben wird und jeder der Reflexionspunkte ref_j in der -Y-Richtung um den Wert des konstanten Terms c₂ verschoben wird, wie in 10 dargestellt, liegen jeder der Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung und jeder der Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung im Wesentlichen auf einer Näherungskurve. Im Allgemeinen ist die Anzahl der Reflexionspunkte, die auf einer Näherungskurve liegen, M (= I + J).
10 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung und die Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung sowie eine Näherungskurve zeigt, die eine Punktwolke mit allen Reflexionspunkten ref_i und ref_j nach der Verschiebung darstellt.
Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem die erste Näherungskurve y₁(x) eine durch Formel (1) ausgedrückte Näherungskurve und die zweite Näherungskurve y₂(x) eine durch Formel (5) ausgedrückte Näherungskurve oder eine durch Formel (6) ausgedrückte Näherungskurve ist, jeder der Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung nicht auf einer Näherungskurve liegen kann, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung enthält. Jedoch befindet sich jeder der Reflexionspunkte ref_j nach der Verschiebung in der Nähe der Näherungskurve.
Wenn die zweite Näherungskurve y₂(x) eine Näherungskurve ist, die durch Formel (4) ausgedrückt wird, und die erste Näherungskurve y₁(x) eine Näherungskurve ist, die durch Formel (2) oder eine Näherungskurve, die durch Formel (3) ausgedrückt wird, kann jeder der Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung nicht auf einer Näherungskurve liegen, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_j nach der Verschiebung enthält. Jedoch befindet sich jeder der Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung in der Nähe der Näherungskurve.
Die Straßenformschätzeinheit 20 berechnet eine Näherungskurve y_Trans(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 enthält, und schätzt die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der Näherungskurve y_Trans(x).
Im Folgenden wird die Verarbeitung der Straßenformschätzung durch die Straßenformschätzeinheit 20 im Einzelnen beschrieben.
Zum Beispiel berechnet die Näherungskurvenberechnungseinheit 21 eine Näherungskurve y_Trans(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung enthält, wie durch die folgende Formel (7) ausgedrückt, unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate (Schritt ST6 in 4). $y_{Trans} (x) = a_{3} x^{2} + b_{3} x + c_{3}$
In Formel (7) ist a3 ein quadratischer Koeffizient, b3 ist ein linearer Koeffizient und c3 ist ein konstanter Term.
Die Anzahl der Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung ist M (= I + J), die größer ist als die Anzahl der Reflexionspunkte ref_i und größer als die Anzahl der Reflexionspunkte ref_j. Daher ist selbst in einem Fall, in dem entweder die Anzahl der Reflexionspunkte ref_i oder die Anzahl der Reflexionspunkte ref_j weniger als drei beträgt, die Anzahl der Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung drei oder mehr, und die Näherungskurve y_Trans(x) kann berechnet werden.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 berechnet, wie durch die folgende Formel (8) ausgedrückt, eine dritte Näherungskurve y₃(x), die durch den quadratischen Koeffizienten a3, der die Krümmung der Näherungskurve y_Trans(x) anzeigt, die durch die Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechnet wurde, und den linearen Koeffizienten b₁ und den konstanten Term c₁ der ersten Näherungskurve y₁(x), die durch die Verschiebungseinheit 19 berechnet wurde, dargestellt wird. $y_{3} (x) = a_{3} x^{2} + b_{1} x + c_{1}$
Darüber hinaus berechnet die Formschätzverarbeitungseinheit 22, wie durch die folgende Formel (9) ausgedrückt, eine vierte Näherungskurve y₄(x), die durch den quadratischen Koeffizienten a3, der die Krümmung der Näherungskurve y_Trans(x) angibt, und den linearen Koeffizienten b2 und den konstanten Term c₂ der zweiten Näherungskurve y₂(x), die durch die Verschiebungseinheit 19 berechnet wurde, dargestellt wird. $y_{4} (x) = a_{3} x^{2} + b_{2} x + c_{2}$
11 ist ein erläuterndes Diagramm, das die dritte Näherungskurve y₃(x) und die vierte Näherungskurve y₄(x) veranschaulicht.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 schätzt die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der dritten Näherungskurve y₃(x) und der vierten Näherungskurve y₄(x) (Schritt ST7 in 4).
Das heißt, die Formschätzverarbeitungseinheit 22 schätzt, dass die Kurvenform, die durch die dritte Näherungskurve y₃(x) angezeigt wird, die Form des linken Randes der Straße ist, und schätzt, dass die Kurvenform, die durch die vierte Näherungskurve y₄(x) angezeigt wird, die Form des rechten Randes der Straße ist.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 gibt das Schätzergebnis der Straßenform beispielsweise an ein Steuergerät (nicht dargestellt) des Fahrzeugs aus.
Die Steuervorrichtung des Fahrzeugs kann die Lenkung des Fahrzeugs unter Verwendung des Schätzergebnisses der Straßenform steuern, zum Beispiel beim autonomen Fahren des Fahrzeugs.
Nach dem Schätzen der Straßenform kann die Formschätzverarbeitungseinheit 22 bestimmen, ob jede der Gruppe (g₂), der Gruppe (G3), der Gruppe (G5) und der Gruppe (G6), die nicht von der Gruppenauswahleinheit 18 ausgewählt wurde, zwischen der Kurvenform, die durch die dritte Näherungskurve y₃(x) angezeigt wird, und der Kurvenform, die durch die vierte Näherungskurve y₄(x) angezeigt wird, vorhanden ist oder nicht.
In der Formschätzverarbeitungseinheit 22 sind die Koordinaten in der Gruppe (g₂), der Gruppe (G3), der Gruppe (G5) und der Gruppe (G6) bekannt. Daher kann die Formschätzverarbeitungseinheit 22 bestimmen, ob jede der Gruppen (g₂), die Gruppe (G3), die Gruppe (G5) und die Gruppe (G6) zwischen der Kurvenform, die durch die dritte Näherungskurve y₃(x) angezeigt wird, und der Kurvenform, die durch die vierte Näherungskurve y₄(x) angezeigt wird, vorhanden ist oder nicht.
12 ist ein erklärendes Diagramm zur Beschreibung der Verarbeitung der Bestimmung, ob ein Objekt auf einer Straße vorhanden ist oder nicht.
In dem Beispiel von 12 wird festgestellt, dass das Objekt, das der Gruppe (g₂) zugeordnet ist, nicht zwischen der Kurvenform, die durch die dritte Näherungskurve y₃(x) angezeigt wird, und der Kurvenform, die durch die vierte Näherungskurve y₄(x) angezeigt wird, vorhanden ist. Das heißt, es wird festgestellt, dass sich das Objekt der Gruppe (g₂) außerhalb der Straße befindet.
Es wird festgestellt, dass sich das Objekt der Gruppe (G5) und der Gruppe (G6) jeweils zwischen der Kurvenform, die durch die dritte Näherungskurve y₃(x) angezeigt wird, und der Kurvenform, die durch die vierte Näherungskurve y₄(x) angezeigt wird, befindet. Das heißt, es wird festgestellt, dass das Objekt, das zu jeder der Gruppen (G5) und (G6) gehört, auf der Straße vorhanden ist.
Es wird festgestellt, dass ein Teil des Objekts, das der Gruppe (G3) zugeordnet ist, zwischen der Kurvenform, die durch die dritte Näherungskurve y₃(x) angezeigt wird, und der Kurvenform, die durch die vierte Näherungskurve y₄(x) angezeigt wird, vorhanden ist, und ein Teil des Objekts, das der Gruppe (G3) zugeordnet ist, nicht zwischen der Kurvenform, die durch die dritte Näherungskurve y₃(x) angezeigt wird, und der Kurvenform, die durch die vierte Näherungskurve y₄(x) angezeigt wird, vorhanden ist. Das heißt, es wird festgestellt, dass ein Teil des Objekts, das der Gruppe (G3) zugeordnet ist, auf der Straße vorhanden ist.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Straßenformschätzvorrichtung 10 konfiguriert, Folgendes zu umfassen: die Reflexionspunktdetektionseinheit 11 zum Detektieren, aus empfangenen Signalen einer Vielzahl von Funkwellen, die von einem um ein Fahrzeug herum vorhandenen Objekt reflektiert werden, eines Reflexionspunkts, der eine Reflexionsposition jeder der Funkwellen auf dem Objekt anzeigt; die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 zum Klassifizieren, unter der Vielzahl von Reflexionspunkten, die von der Reflexionspunktdetektionseinheit 11 detektiert werden, von Reflexionspunkten eines Objekts, das in einem Bereich auf einer linken Seite in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden ist, in eine erste Gruppe, und zum Klassifizieren von Reflexionspunkten eines Objekts, das in einem Bereich auf einer rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden ist, in eine zweite Gruppe; die Verschiebungseinheit 19 zum Verschieben jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine rechte Richtung des Fahrzeugs orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und zum Verschieben jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine linke Richtung des Fahrzeugs orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs; und die Straßenformschätzeinheit 20 zum Berechnen einer Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 enthält, und zum Abschätzen einer Form einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, aus der Näherungskurve. Daher kann die Straßenformschätzvorrichtung 10 in der Lage sein, die Form der Straße zu schätzen, selbst wenn die Anzahl der Reflexionspunkte auf der linken Seite oder die Anzahl der Reflexionspunkte auf der rechten Seite gering ist.
In der in 1 dargestellten Straßenformschätzvorrichtung 10 berechnet die Verschiebungseinheit 19, wie in 9 dargestellt, eine erste Näherungskurve y₁(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte ref_i enthält, und berechnet eine zweite Näherungskurve y₂(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte ref_j enthält.
Dies ist jedoch nur ein Beispiel, und wie in 13 dargestellt, kann die Verschiebungseinheit 19 einen virtuellen Reflexionspunkt ref_i erzeugen, indem sie alle Reflexionspunkte ref_i, die der ersten Gruppe zugeordnet sind, mit der y-Achse als Symmetrieachse in den Bereich kopiert, in dem die x-Koordinate negativ ist. Wie in 13 dargestellt, kann die Verschiebungseinheit 19 außerdem einen virtuellen Reflexionspunkt ref_j erzeugen, indem sie alle Reflexionspunkte ref_j die der zweiten Gruppe mit der y-Achse als Symmetrieachse zugeordnet sind, in den Bereich kopiert, in dem die x-Koordinate negativ ist. Durch die Erzeugung des virtuellen Reflexionspunktes ref_i wird die Anzahl der Reflexionspunkte ref_i verdoppelt, und durch die Erzeugung des virtuellen Reflexionspunktes ref_j wird die Anzahl der Reflexionspunkte ref_j verdoppelt.
13 ist ein erklärendes Diagramm, das die ursprünglichen Reflexionspunkte ref_i und ref_j und die virtuellen Reflexionspunkte ref_i und ref_j zeigt. In 13 steht ○ für die ursprünglichen Reflexionspunkte ref_i und ref_j und Δ für die virtuellen Reflexionspunkte ref_i und ref_j.
Die y-Koordinate des virtuellen Reflexionspunkts ref_i ist die gleiche wie die y-Koordinate des ursprünglichen Reflexionspunkts ref_i, und die x-Koordinate des virtuellen Reflexionspunkts ref_i ist ein Wert, der durch Multiplikation der x-Koordinate des ursprünglichen Reflexionspunkts ref_i mit „-1“ erhalten wird.
Außerdem ist die y-Koordinate des virtuellen Reflexionspunkts ref_j die gleiche wie die y-Koordinate des ursprünglichen Reflexionspunkts ref_j und die x-Koordinate des virtuellen Reflexionspunkts ref_j ist ein Wert, der durch Multiplikation der x-Koordinate des ursprünglichen Reflexionspunkts ref_j mit „-1“ erhalten wird.
Wie in Formel (1) ausgedrückt, berechnet die Verschiebungseinheit 19 die erste Näherungskurve y₁(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle ursprünglichen Reflexionspunkte ref_i und alle virtuellen Reflexionspunkte ref_i enthält.
Wie in Formel (4) ausgedrückt, berechnet die Verschiebungseinheit 19 die zweite Näherungskurve y₂(x), die eine Punktwolke mit allen ursprünglichen Reflexionspunkten ref_j und allen virtuellen Reflexionspunkten ref_j darstellt.
Da die Anzahl der Reflexionspunkte ref_i verdoppelt wird, verbessert sich die Berechnungsgenauigkeit der ersten Näherungskurve y₁(x) im Vergleich zur ersten Näherungskurve y₁(x), die die Punktwolke darstellt, die den virtuellen Reflexionspunkt ref_i nicht enthält. Da die Anzahl der Reflexionspunkte ref_j verdoppelt wird, verbessert sich außerdem die Berechnungsgenauigkeit der zweiten Näherungskurve y₂(x) im Vergleich zu der zweiten Näherungskurve y₂(x), die die Punktwolke ohne den virtuellen Reflexionspunkt ref_i darstellt.
Wie in 14 dargestellt, berechnet die Näherungskurvenberechnungseinheit 21 eine Näherungskurve y_Trans(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 enthält.
14 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Näherungskurve y_Trans(x) darstellt, die eine Punktwolke einschließlich aller Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 repräsentiert. In 14 sind die ursprünglichen Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung mit ○ dargestellt, und die virtuellen Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung sind mit Δ dargestellt.
In der in 1 dargestellten Straßenformschätzvorrichtung 10 berechnet die Verschiebungseinheit 19 eine erste Näherungskurve y₁(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte ref_i enthält, und berechnet eine zweite Näherungskurve y₂(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte ref_j enthält.
Die Verschiebungseinheit 19 kann eine erste Näherungskurve y₁(x) berechnen, die eine Punktwolke repräsentiert, die repräsentative Reflexionspunkte ref_u in allen unterteilten Bereichen enthält, die in der ersten Gruppe enthalten sind, und kann eine zweite Näherungskurve y₂(x) berechnen, die eine Punktwolke repräsentiert, die repräsentative Reflexionspunkte ref_v in allen unterteilten Bereichen enthält, die in der zweiten Gruppe enthalten sind.
Wenn die Anzahl der unterteilten Bereiche, die in der ersten Gruppe enthalten sind, M oder mehr beträgt, kann die erste Näherungskurve y₁(x), die die quadratische Kurve anzeigt, aus der Punktwolke berechnet werden, die die repräsentativen Reflexionspunkte ref_u in allen unterteilten Bereichen enthält, die in der ersten Gruppe enthalten sind.
Wenn die Anzahl der unterteilten Bereiche in der zweiten Gruppe M oder mehr beträgt, kann die zweite Näherungskurve y₂(x), die die quadratische Kurve angibt, aus der Punktwolke berechnet werden, die die repräsentativen Reflexionspunkte in allen unterteilten Bereichen in der zweiten Gruppe enthält.
u = 1, ..., U, wobei U die Anzahl der in der ersten Gruppe enthaltenen geteilten Bereiche ist. v = 1, ..., V, wobei V die Anzahl der in der zweiten Gruppe enthaltenen geteilten Bereiche ist.
Die Verschiebungseinheit 19 extrahiert einen repräsentativen Reflexionspunkt ref_u aus einer Vielzahl von Reflexionspunkten ref_i in jedem der unterteilten Bereiche, die in der ersten Gruppe enthalten sind. Der repräsentative Reflexionspunkt ref_u kann z.B. ein Reflexionspunkt sein, der dem Schwerpunkt der Vielzahl von Reflexionspunkten refl am nächsten liegt, oder ein Reflexionspunkt, der den kürzesten Abstand zum Fahrzeug hat.
Außerdem extrahiert die Verschiebungseinheit 19 einen repräsentativen Reflexionspunkt ref_v aus einer Vielzahl von Reflexionspunkten ref_j in jedem der unterteilten Bereiche, die in der zweiten Gruppe enthalten sind. Der repräsentative Reflexionspunkt ref_v kann beispielsweise ein Reflexionspunkt sein, der dem Schwerpunkt der Vielzahl von Reflexionspunkten ref_j am nächsten liegt, oder ein Reflexionspunkt mit dem kürzesten Abstand zum Fahrzeug.
15 ist ein erklärendes Diagramm, das unterteilte Bereiche, die jeweils in der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe enthalten sind, sowie eine erste Näherungskurve y₁(x) und eine zweite Näherungskurve y₂(x) zeigt.
Die Verschiebungseinheit 19 berechnet, wie in der folgenden Formel (10) ausgedrückt, eine erste Näherungskurve y₁(x), die eine Punktwolke darstellt, die die repräsentativen Reflexionspunkte in allen unterteilten Bereichen, die in der ersten Gruppe enthalten sind, enthält. $y_{1} (x) = a_{1}' x^{2} + b_{1}' x + c_{1}'$
In Formel (3) ist a₁' ein quadratischer Koeffizient, b₁' ist ein linearer Koeffizient und c₁' ist ein konstanter Term.
Außerdem berechnet die Verschiebungseinheit 19, wie in der folgenden Formel (11) ausgedrückt, eine zweite Näherungskurve y₂(x), die eine Punktwolke darstellt, die die repräsentativen Reflexionspunkte ref_v in allen unterteilten Bereichen der zweiten Gruppe enthält. $y_{2} (x) = a_{2}' x^{2} + b_{2}' x + c_{2}'$
In Formel (4) ist a2' ein quadratischer Koeffizient, b2' ist ein linearer Koeffizient und c₂' ist ein konstanter Term.
Nach der Berechnung der ersten Näherungskurve y₁(x) verschiebt die Verschiebungseinheit 19, wie in 15 dargestellt, jeden der repräsentativen Reflexionspunkte ref_u durch einen Wert des konstanten Terms c₁' in der ersten Näherungskurve y₁(x) in die rechte Richtung (+Y-Richtung) des Fahrzeugs.
Nach Berechnung der zweiten Näherungskurve y₂(x) verschiebt die Verschiebungseinheit 19, wie in 15 dargestellt, jeden der repräsentativen Reflexionspunkte ref_v um einen Wert des konstanten Terms c₂' in der zweiten Näherungskurve y₂(x) in die linke Richtung (-Y-Richtung) des Fahrzeugs.
16 ist ein erläuterndes Diagramm, das geteilte Bereiche mit Reflexionspunkten ref_u und ref_v nach der Verschiebung und eine Näherungskurve zeigt, die eine Punktwolke mit allen Reflexionspunkten ref_u und ref_v nach der Verschiebung darstellt.
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechnet beispielsweise eine Näherungskurve y_Trans(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref" und ref_v nach der Verschiebung enthält, wie durch die folgende Formel (12) unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate ausgedrückt. $y_{Trans} (x) = a_{3}' x^{2} + b_{3}' x + c_{3}'$
In Formel (12) ist a3' ein quadratischer Koeffizient, b3' ist ein linearer Koeffizient und c3' ist ein konstanter Term.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 berechnet, wie durch die folgende Formel (13) ausgedrückt, eine dritte Näherungskurve y₃(x), die durch den quadratischen Koeffizienten a3', der die Krümmung der von der Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechneten Näherungskurve y_Trans(

x) angibt, und den linearen Koeffizienten b₁' und den konstanten Term c₁' der von der Verschiebungseinheit 19 berechneten ersten Näherungskurve y₁(x) dargestellt wird. $y_{3} (x) = a_{3}' x^{2} + b_{1}' x + c_{1}'$

Darüber hinaus berechnet die Formschätzverarbeitungseinheit 22, wie durch die folgende Formel (14) ausgedrückt, eine vierte Näherungskurve y₄(x), die durch den quadratischen Koeffizienten a3', der die Krümmung der Näherungskurve y_Trans(x) angibt, und den linearen Koeffizienten b2' und den konstanten Term c₂' der zweiten Näherungskurve y₂(x) dargestellt wird, die von der Verschiebungseinheit 19 berechnet wurde. $y_{4} (x) = a_{3}' x^{2} + b_{2}' x + c_{2}'$
17 ist ein erläuterndes Diagramm, das die dritte Näherungskurve y₃(x) und die vierte Näherungskurve y₄(x) veranschaulicht.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 schätzt die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der dritten Näherungskurve y₃(x) und der vierten Näherungskurve y₄(x).
Zweite Ausführungsform.
In einer zweiten Ausführungsform wird eine Straßenformschätzvorrichtung 10 beschrieben, bei der die Einheit 20 zur Schätzung der Straßenform die Form der Straße unter der Annahme schätzt, dass die Richtung der Straße an der Position, an der sich das Fahrzeug befindet, parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist.
Die Konfiguration der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ähnlich der Konfiguration der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, und ein Konfigurationsdiagramm, das die Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert, ist in 1 dargestellt.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Da die Vorgänge der Reflexionspunktdetektionseinheit 11 und der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 denen der ersten Ausführungsform ähneln, wird deren Beschreibung ausgelassen.
Wie in 18 dargestellt, übernimmt die Verschiebungseinheit 19 alle Reflexionspunkte, die von der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die erste Gruppe klassifiziert wurden.
Wie in 18 dargestellt, übernimmt die Verschiebungseinheit 19 alle Reflexionspunkte ref_j die von der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16 in die zweite Gruppe eingestuft wurden.
18 ist ein erklärendes Diagramm, das die Reflexionspunkte ref_i und die Reflexionspunkte ref_j sowie die erste Näherungskurve y₁(x) und die zweite Näherungskurve y₂(x) zeigt.
In dem Beispiel von 18 detektiert die Verschiebungseinheit 19 vier Reflexionspunkte ref_i und drei Reflexionspunkte ref_i.
Die Verschiebungseinheit 19 berechnet, wie durch die folgende Formel (15) ausgedrückt, eine erste Näherungskurve y₁(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i enthält, die der ersten Gruppe zugeordnet sind.
Die Verschiebungseinheit 19 berechnet die erste Näherungskurve y₁(x) mit der Randbedingung, dass die Richtung der Straße an der Position, an der sich das Fahrzeug befindet, parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft. Daher enthält die erste Näherungskurve y₁(x), die in Formel (15) ausgedrückt wird, keinen linearen Term.
Die Richtung der Straße ist eine tangentiale Richtung in Bezug auf den linken Rand der Straße, in der die Koordinate der x-Achse „0“ ist, oder eine tangentiale Richtung in Bezug auf den rechten Rand der Straße, in der die Koordinate der x-Achse „0“ ist. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird hier jedoch angenommen, dass eine tangentiale Richtung in Bezug auf den linken Fahrbahnrand und eine tangentiale Richtung in Bezug auf den rechten Fahrbahnrand dieselbe Richtung sind.
Die Tatsache, dass die Richtung der Straße parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft, bedeutet daher, dass die Tangentialrichtung parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft. $y_{1} (x) = a_{1} {"x}^{2} + c_{1} "$
In Formel (15) ist a₁" ein quadratischer Koeffizient, und c₁" ist ein konstanter Term.
Darüber hinaus berechnet die Verschiebungseinheit 19, wie in der folgenden Formel (16) ausgedrückt, eine zweite Näherungskurve y₂(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_j enthält, die der zweiten Gruppe zugeordnet sind.
Die Verschiebungseinheit 19 berechnet die zweite Näherungskurve y₂(x) mit der Randbedingung, dass die Richtung der Straße an der Position, an der sich das Fahrzeug befindet, parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist. $y_{2} (x) = a_{2} {"x}^{2} + c_{2} "$
In Formel (16) ist a2" ein quadratischer Koeffizient, und c₂" ist ein konstanter Term.
Nach der Berechnung der ersten Näherungskurve y₁(x), die durch die Formel (15) ausgedrückt wird, verschiebt die Verschiebungseinheit 19, wie in 18 dargestellt, jeden der Reflexionspunkte, die durch einen Wert des konstanten Terms c₁" in der ersten Näherungskurve y₁(x) in die erste Gruppe eingeordnet sind, in die rechte Richtung (+Y-Richtung) des Fahrzeugs.
Nach der Berechnung der zweiten Näherungskurve y₂(x), die durch die Formel (16) ausgedrückt wird, verschiebt die Verschiebungseinheit 19, wie in 18 dargestellt, jeden der Reflexionspunkte ref_j die durch einen Wert des konstanten Terms c₂" in der zweiten Näherungskurve y₂(x) in der linken Richtung (-Y-Richtung) des Fahrzeugs in die zweite Gruppe eingeordnet sind.
Wenn jeder der Reflexionspunkte ref_i um den Wert des konstanten Terms c₁" in die +Y-Richtung verschoben wird und jeder der Reflexionspunkte ref_j um den Wert des konstanten Terms c₂" in die -Y-Richtung verschoben wird, wie in 19 dargestellt, befinden sich jeder der Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung und jeder der Reflexionspunkte ref_j nach der Verschiebung im Wesentlichen auf einer Näherungskurve. Im Allgemeinen ist die Anzahl der Reflexionspunkte, die auf einer Näherungskurve liegen, M (= I + J).
19 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Reflexionspunkte ref_i nach der Verschiebung und die Reflexionspunkte ref_j nach der Verschiebung sowie eine Näherungskurve zeigt, die eine Punktwolke mit allen Reflexionspunkten ref_i und ref_j nach der Verschiebung darstellt.
Die Straßenformschätzeinheit 20 berechnet eine Näherungskurve y_Trans(x), die eine Punktwolke repräsentiert, die alle Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 enthält, nachdem eine Beschränkungsbedingung bereitgestellt wurde, dass die Richtung der Straße an der Position, an der sich das Fahrzeug befindet, parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist.
Die Straßenformschätzeinheit 20 schätzt die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der Näherungskurve y_Trans(x).
Nachfolgend wird die Straßenformschätzverarbeitung durch die Straßenformschätzeinheit 20 im Einzelnen beschrieben.
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 21, die durch die folgende Formel (17) ausgedrückt wird, berechnet eine Näherungskurve y_Trans(x), die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte ref_i und ref_j nach der Verschiebung enthält.
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechnet die Näherungskurve y_Trans(x) mit der Randbedingung, dass die Richtung der Straße an der Position, an der sich das Fahrzeug befindet, parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist. Daher enthält die in Formel (17) ausgedrückte Näherungskurve y_Trans(x) den linearen Term nicht. $y_{Trans} (x) = a_{3} {"x}^{2} + c_{3} "$
In Formel (17) ist a3" ein quadratischer Koeffizient, und c3" ist ein konstanter Term.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 berechnet, wie durch die folgende Formel (18) ausgedrückt, eine dritte Näherungskurve y₃(x), die durch den quadratischen Koeffizienten a3", der die Krümmung der Näherungskurve y_Trans(x) angibt, die durch die Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechnet wurde, und den konstanten Term c₁" in der ersten Näherungskurve y₁(x), die durch die Verschiebungseinheit 19 berechnet wurde, dargestellt wird. $y_{3} (x) = a_{3} {"x}^{2} + c_{1} "$
Darüber hinaus berechnet die Formschätzverarbeitungseinheit 22, wie durch die folgende Formel (19) ausgedrückt, eine vierte Näherungskurve y₄(x), die durch den quadratischen Koeffizienten a3, der die Krümmung der Näherungskurve y_Trans(x) angibt, und den konstanten Term c₂" in der von der Verschiebungseinheit 19 berechneten zweiten Näherungskurve y₂(x) dargestellt wird. $y_{4} (x) = a_{3} {"x}^{2} + c_{2} "$
20 ist ein erläuterndes Diagramm, das die dritte Näherungskurve y₃(x) und die vierte Näherungskurve y₄(x) veranschaulicht.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 schätzt die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der dritten Näherungskurve y₃(x) und der vierten Näherungskurve y₄(x).
Das heißt, die Formschätzverarbeitungseinheit 22 schätzt, dass die Kurvenform, die durch die dritte Näherungskurve y₃(x) angezeigt wird, die Form des linken Randes der Straße ist, und schätzt, dass die Kurvenform, die durch die vierte Näherungskurve y₄(x) angezeigt wird, die Form des rechten Randes der Straße ist.
Die Formschätzverarbeitungseinheit 22 gibt das Schätzergebnis der Straßenform beispielsweise an ein Steuergerät (nicht dargestellt) des Fahrzeugs aus.
In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist die Straßenformschätzvorrichtung 10 so konfiguriert, dass die Einheit 20 zum Schätzen der Straßenform die Form der Straße unter der Annahme schätzt, dass die Richtung der Straße an der Position, an der sich das Fahrzeug befindet, parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft. Daher ist in der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Aufwand für die Berechnung der Näherungskurve, die für die Schätzung der Straßenform verwendet wird, im Vergleich zu der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform reduziert.
Dritte Ausführungsform.
In einer dritten Ausführungsform wird eine Straßenformschätzvorrichtung 10 beschrieben, bei der eine Einheit 23 zum Schätzen der Straßenform eine Näherungskurve berechnet, die eine Punktwolke einschließlich aller Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 darstellt, dann die berechnete Näherungskurve unter Verwendung der zuletzt berechneten Näherungskurve korrigiert und die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der korrigierten Näherungskurve schätzt.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. In 21 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in 1 dieselben oder entsprechende Teile, so dass deren Beschreibung entfällt.
22 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm, das die Hardware der Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. In 22 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in 2 dieselben oder entsprechende Teile, so dass die Beschreibung derselben entfällt.
Die Straßenformschätzeinheit 23 wird zum Beispiel durch eine in 22 dargestellte Straßenformschätzschaltung 35 implementiert. Die Straßenformschätzeinheit 23 umfasst eine Näherungskurvenberechnungseinheit 24 und die Formschätzverarbeitungseinheit 22.
Ähnlich wie die in 1 dargestellte Straßenformschätzeinheit 20 berechnet die Straßenformschätzeinheit 23 eine Näherungskurve, die eine Punktwolke einschließlich aller Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 darstellt.
Die Straßenformschätzeinheit 23 korrigiert die berechnete Näherungskurve unter Verwendung der zuletzt berechneten Näherungskurve und schätzt die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der korrigierten Näherungskurve.
Ähnlich wie die in 1 dargestellte Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechnet die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 eine Näherungskurve, die eine Punktwolke einschließlich aller Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 darstellt.
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 korrigiert die berechnete Näherungskurve unter Verwendung der zuletzt berechneten Näherungskurve.
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 gibt die korrigierte Näherungskurve an die Formschätzverarbeitungseinheit 22 aus.
In 21 wird angenommen, dass jede der Reflexionspunktdetektionseinheit 11, der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16, der Verschiebungseinheit 19 und der Straßenformschätzeinheit 23, die Komponenten der Straßenformschätzvorrichtung 10 sind, durch dedizierte Hardware implementiert ist, wie in 22 dargestellt. Das heißt, es wird davon ausgegangen, dass die Straßenformschätzvorrichtung 10 durch die Reflexionspunktdetektionsschaltung 31, die Reflexionspunktklassifizierungsschaltung 32, die Verschiebungsschaltung 33 und die Straßenformschätzschaltung 35 implementiert ist.
Jeder der Reflexionspunktdetektionsschaltung 31, der Reflexionspunktklassifizierungsschaltung 32, der Verschiebungsschaltung 33 und der Straßenformschätzschaltung 35 entspricht zum Beispiel einer einzelnen Schaltung, einer zusammengesetzten Schaltung, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, ASIC, FPGA oder einer Kombination davon.
Die Komponenten der Straßenformschätzvorrichtung 10 sind nicht auf diejenigen beschränkt, die durch dedizierte Hardware implementiert sind, und die Straßenformschätzvorrichtung 10 kann durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert sein.
Wenn die Straßenformschätzvorrichtung 10 durch Software, Firmware oder ähnliches implementiert ist, wird ein Straßenformschätzprogramm, das einen Computer veranlasst, eine Verarbeitungsprozedur auszuführen, die in jeder der Reflexionspunktdetektionseinheit 11, der Reflexionspunktklassifizierungseinheit 16, der Verschiebungseinheit 19 und der Straßenformschätzeinheit 23 ausgeführt wird, in einem in 3 dargestellten Speicher 41 gespeichert. Dann führt der in 3 dargestellte Prozessor 42 das in dem Speicher 41 gespeicherte Programm zur Schätzung der Straßenform aus.
Darüber hinaus veranschaulicht 22 ein Beispiel, bei dem jede der Komponenten der Straßenformschätzvorrichtung 10 durch dedizierte Hardware implementiert ist, und 3 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die Straßenformschätzvorrichtung 10 durch Software, Firmware oder Ähnliches implementiert ist. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, und einige Komponenten in der Straßenformschätzvorrichtung 10 können durch dedizierte Hardware implementiert werden, und die übrigen Komponenten können durch Software, Firmware oder dergleichen implementiert werden.
Als Nächstes wird die Funktionsweise der in 21 dargestellten Straßenformschätzvorrichtung 10 beschrieben. Da die Straßenformschätzvorrichtung 10 mit Ausnahme der Straßenformschätzeinheit 23 der in 1 dargestellten Straßenformschätzvorrichtung 10 ähnlich ist, wird hier nur der Betrieb der Straßenformschätzeinheit 23 beschrieben.
Ähnlich wie die in 1 dargestellte Näherungskurvenberechnungseinheit 21 berechnet die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 der Straßenformschätzeinheit 23 eine Näherungskurve y_Trans(x), die eine Punktwolke einschließlich aller Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 darstellt.
Die von der Näherungskurvenberechnungseinheit 24 berechnete Näherungskurve y_Trans(x) kann bei jeder Berechnung stark variieren. Wenn die Näherungskurve y_Trans(x) variiert, kann das Schätzergebnis der Straßenform durch die Formschätzverarbeitungseinheit 22 instabil werden.
Um die Variation der Näherungskurve y_Trans(x) zu unterdrücken, korrigiert die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 die berechnete Näherungskurve y_Trans(x) unter Verwendung der in der Vergangenheit berechneten Näherungskurve y_Trans(x).
Nachfolgend wird die Korrekturverarbeitung der Näherungskurve y_Trans(x) durch die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 im Einzelnen beschrieben.
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 setzt die zuletzt berechnete Näherungskurve y_Trans(x) diesmal als eine n-te Rahmennäherungskurve y_Trans(x)n, und setzt die zuletzt berechnete Näherungskurve y_Trans(x) als eine (n -1)-te Rahmennäherungskurve y_Trans(x)n -1. n ist eine ganze Zahl von 2 oder mehr.
Der quadratische Koeffizient, der lineare Koeffizient und der konstante Term in der n-ten Rahmennäherungskurve y_Trans(x)n werden als a₁,n, b₁,n bzw. c₁,n ausgedrückt.
Außerdem werden der quadratische Koeffizient, der lineare Koeffizient und der konstante Term in der (n -1)-ten Rahmennäherungskurve y_Trans(x)n -1 als a₁,n -1, b₁,n -1 bzw. c₁,n -1 ausgedrückt.
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 korrigiert eine n-te Rahmennäherungskurve y_Trans(x).
Das heißt, die Näherungskurvenberechnungseinheit 24, wie in der folgenden Formel (20) ausgedrückt, verwendet den quadratischen Koeffizienten a₁,n -1, den linearen Koeffizienten b₁,n -1 und den konstanten Term c₁,n -1 in der (n-1)-ten Rahmennäherungskurve y_Trans(x)n -1, um den quadratischen Koeffizienten a₁,n, den linearen Koeffizienten b₁,n und den konstanten Term c₁,n in der n-ten Rahmennäherungskurve y_Trans(x)n zu korrigieren. $\begin{array}{l} {Corrected a}_{1,n} = \frac{a_{1, n - 1} \times (n - 1) + a_{1, n}}{n} \\ {Corrected b}_{1,n} = \frac{b_{1, n - 1} \times (n - 1) + b_{1, n}}{n} \\ {Corrected c}_{1,n} = \frac{c_{1, n - 1} \times (n - 1) + c_{1, n}}{n} \end{array}$
Die Näherungskurvenberechnungseinheit 24 gibt die Näherungskurve y_Trans(x) mit dem korrigierten quadratischen Koeffizienten a₁,n, dem korrigierten linearen Koeffizienten b₁,n und dem korrigierten konstanten Term c₁,n an die Formschätzverarbeitungseinheit 22 als die korrigierte Näherungskurve y_Trans(x) aus.
In der oben beschriebenen dritten Ausführungsform ist die Straßenformschätzvorrichtung 10 so konfiguriert, dass die Straßenformschätzeinheit 23 die Näherungskurve berechnet, die die Punktwolke einschließlich aller Reflexionspunkte nach der Verschiebung durch die Verschiebungseinheit 19 darstellt, dann die berechnete Näherungskurve unter Verwendung der zuletzt berechneten Näherungskurve korrigiert und die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der korrigierten Näherungskurve schätzt. Daher kann die Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform, ähnlich wie die Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, die Form der Straße in einigen Fällen schätzen, selbst wenn die Anzahl der linken Reflexionspunkte oder die Anzahl der rechten Reflexionspunkte klein ist, und kann das Schätzergebnis der Straßenform mehr stabilisieren als die Straßenformschätzvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung die Ausführungsformen frei kombinieren, jede Komponente jeder Ausführungsform modifizieren oder jede Komponente in jeder Ausführungsform weglassen kann.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Offenbarung eignet sich für eine Radarsignalverarbeitungsvorrichtung, die die Form einer Straße schätzt, ein Verfahren zur Schätzung der Straßenform und ein Programm zur Schätzung der Straßenform.
Bezugszeichenliste

1: Signalempfangseinheit,
2: ADC,
10: Straßenformschätzvorrichtung,

11: Reflexionspunktdetektionseinheit,
12: Fourier-Transformationseinheit,
13: Spitzenwertdetektionseinheit,
14: Azimutdetektionseinheit,
15: Reflexionspunktdetektionsverarbeitungseinheit,
16: Reflexionspunktklassifizierungseinheit,
17: Gruppenklassifizierungseinheit,
18: Gruppenauswahleinheit,
19: Verschiebungseinheit,
20: Straßenformschätzeinheit,
21: Näherungskurvenberechnungseinheit,
22: Formschätzverarbeitungseinheit,
23: Straßenformschätzeinheit,
24: Näherungskurvenberechnungseinheit,
31: Reflexionspunktdetektionsschaltung,
32: Reflexionspunktklassifizierungsschaltung,
33: Verschiebungsschaltung,
34: Straßenformschätzschaltung,
35: Straßenformschätzschaltung,
41: Speicher,
42: Prozessor,
51: Fahrzeug,
52, 53, 54: Objekt

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 2010107447 A [0004]

Claims

Eine Straßenformschätzvorrichtung, umfassend: eine Reflexionspunktdetektionseinheit, die aus empfangenen Signalen einer Vielzahl von Funkwellen, die von einem um ein Fahrzeug präsentierten Objekt reflektiert werden, eine Vielzahl von Reflexionspunkten detektiert, von denen jeder eine Reflexionsposition jeder der Funkwellen auf dem Objekt angibt; eine Reflexionspunktklassifizierungseinheit, die unter der Vielzahl von Reflexionspunkten, die von der Reflexionspunktdetektionseinheit detektiert werden, Reflexionspunkte eines Objekts, das in einem Bereich auf einer linken Seite in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine erste Gruppe klassifiziert, und die unter der Vielzahl von Reflexionspunkten Reflexionspunkte eines Objekts, das in einem Bereich auf einer rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine zweite Gruppe klassifiziert; eine Verschiebungseinheit, die eine Verschiebung jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine rechte Richtung des Fahrzeugs orthogonal zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs durchführt, und die eine Verschiebung jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine linke Richtung des Fahrzeugs orthogonal zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs durchführt; und eine Straßenformschätzeinheit, die eine Näherungskurve berechnet, die eine Punktwolke darstellt, die alle der Vielzahl von Reflexionspunkten nach der von der Verschiebungseinheit durchgeführten Verschiebung enthält, und die eine Form einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, aus der Näherungskurve abschätzt.
Die Straßenformschätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verschiebungseinheit eine erste Näherungskurve berechnet, die eine Punktwolke repräsentiert, die alle Reflexionspunkte enthält, die durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die erste Gruppe klassifiziert wurden, und jeden der Reflexionspunkte, die in die erste Gruppe klassifiziert wurden, um einen Wert eines konstanten Terms, der der ersten Näherungskurve entspricht, in eine rechte Richtung des Fahrzeugs verschiebt; und die Verschiebungseinheit eine zweite Näherungskurve berechnet, die eine Punktwolke darstellt, die alle Reflexionspunkte enthält, die durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die zweite Gruppe klassifiziert wurden, und jeden der Reflexionspunkte, die in die zweite Gruppe klassifiziert wurden, um einen Wert, der einem konstanten Term in der zweiten Näherungskurve entspricht, in eine linke Richtung des Fahrzeugs verschiebt.
Die Straßenformschätzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Straßenformschätzeinheit enthält: eine Näherungskurvenberechnungseinheit, die die Näherungskurve berechnet, die eine Punktwolke darstellt, die alle der Vielzahl von Reflexionspunkten nach der Verschiebungseinheit enthält; und eine Formschätzverarbeitungseinheit, die die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, aus einer dritten Näherungskurve, die durch eine Krümmung der von der Näherungskurvenberechnungseinheit berechneten Näherungskurve und den konstanten Term, der der ersten Näherungskurve entspricht, dargestellt wird, und einer vierten Näherungskurve, die durch eine Krümmung der von der Näherungskurvenberechnungseinheit berechneten Näherungskurve und den konstanten Term, der der zweiten Näherungskurve entspricht, dargestellt wird, schätzt.
Die Straßenformschätzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Bereich um das Fahrzeug in eine Vielzahl von unterteilten Bereichen unterteilt ist, und die Reflexionspunktklassifizierungseinheit enthält: eine Gruppenklassifizierungseinheit, die unterteilte Bereiche unter der Vielzahl von unterteilten Bereichen spezifiziert, die jeweils die Vielzahl von Reflexionspunkten enthalten, die von der Reflexionspunktdetektionseinheit detektiert wurden, und die unter den spezifizierten unterteilten Bereichen, jeder einer Gruppe, die jeweils in Kontakt mit einem anderen unterteilten Bereich sind, der einen der Vielzahl von Reflexionspunkten enthält, und einer Gruppe, die nur einen unterteilten Bereich enthält, der nicht in Kontakt mit einem anderen unterteilten Bereich ist, der einen der Vielzahl von Reflexionspunkten enthält, in eine linke Gruppe, die in dem Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, oder eine rechte Gruppe, die in dem Bereich auf der rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird; und eine Gruppenauswahleinheit, die als die erste Gruppe eine Gruppe auswählt, die die größte Anzahl von geteilten Bereichen unter einer oder mehreren Gruppen enthält, die von der Gruppenklassifizierungseinheit in die linke Gruppe klassifiziert wurden, und die als die zweite Gruppe eine Gruppe auswählt, die die größte Anzahl von geteilten Bereichen unter einer oder mehreren Gruppen enthält, die von der Gruppenklassifizierungseinheit in die rechte Gruppe klassifiziert wurden.
Die Straßenformschätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Straßenformschätzeinheit die Form der Straße unter der Annahme schätzt, dass eine Richtung der Straße an einer Position, an der das Fahrzeug präsentiert wird, parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft.
Die Straßenformschätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Straßenformschätzeinheit nach dem Berechnen der Näherungskurve, die die Punktwolke darstellt, die alle der Vielzahl von Reflexionspunkten enthält, nach der von der Verschiebungseinheit durchgeführten Verschiebung die neu berechnete Näherungskurve unter Verwendung der zuletzt berechneten Näherungskurve korrigiert und die Form der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, anhand der korrigierten Näherungskurve schätzt.
Ein Straßenformschätzverfahren, umfassend: Detektieren, durch eine Reflexionspunktdetektionseinheit einer Vielzahl von Reflexionspunkten aus empfangenen Signalen einer Vielzahl von Funkwellen, die von einem um ein Fahrzeug präsentierten Objekt reflektiert werden, wobei jeder Reflexionspunkt eine Reflexionsposition jeder der Funkwellen auf dem Objekt angibt; Klassifizieren, durch eine Reflexionspunktklassifizierungseinheit, von der Vielzahl von Reflexionspunkten, die durch die Reflexionspunktdetektionseinheit detektiert werden, von Reflexionspunkten eines Objekts, das in einem Bereich auf einer linken Seite in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine erste Gruppe, und Klassifizieren, durch eine Reflexionspunktklassifizierungseinheit, von Reflexionspunkten eines Objekts, das in einem Bereich auf einer rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine zweite Gruppe; Durchführen, durch eine Verschiebungseinheit, einer Verschiebung jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine rechte Richtung des Fahrzeugs orthogonal zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und Durchführen, durch eine Verschiebungseinheit, einer Verschiebung jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine linke Richtung des Fahrzeugs orthogonal zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs; und Berechnen, durch eine Straßenformschätzeinheit, einer Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle der Vielzahl von Reflexionspunkten enthält, nach der von der Verschiebungseinheit durchgeführten Verschiebung und Schätzen einer Form einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, aus der Näherungskurve durch eine Straßenformschätzeinheit.
Eine Straßenformschätzprogramm, um einen Computer zu veranlassen, die folgenden Verarbeitungsschritte auszuführen: Detektieren, durch eine Reflexionspunktdetektionseinheit, einer Vielzahl von Reflexionspunkten aus empfangenen Signalen einer Vielzahl von Funkwellen, die von einem um ein Fahrzeug präsentierten Objekt reflektiert werden, wobei jeder Reflexionspunkt eine Reflexionsposition jeder der Funkwellen auf dem Objekt angibt; Klassifizieren, durch eine Reflexionspunktklassifizierungseinheit, von der Vielzahl von Reflexionspunkten, die durch die Reflexionspunktdetektionseinheit detektiert werden, von Reflexionspunkten eines Objekts, das in einem Bereich auf einer linken Seite in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine erste Gruppe, und Klassifizieren, durch eine Reflexionspunktklassifizierungseinheit, von Reflexionspunkten eines Objekts, das in einem Bereich auf einer rechten Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs präsentiert wird, in eine zweite Gruppe; Durchführen, durch eine Verschiebungseinheit, einer Verschiebung jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die erste Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine rechte Richtung des Fahrzeugs orthogonal zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und Durchführen, durch eine Verschiebungseinheit, einer Verschiebung jedes der durch die Reflexionspunktklassifizierungseinheit in die zweite Gruppe klassifizierten Reflexionspunkte in eine linke Richtung des Fahrzeugs orthogonal zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs; und Berechnen, durch eine Straßenformschätzeinheit, einer Näherungskurve, die eine Punktwolke darstellt, die alle der Vielzahl von Reflexionspunkten nach der von der Verschiebungseinheit durchgeführten Verschiebung enthält und Schätzen einer Form einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, aus der Näherungskurve durch eine Straßenformschätzeinheit.