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GEBIET DER TECHNIK
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Objektdetektionsvorrichtung, eine Radarvorrichtung und ein Objektdetektionsverfahren.
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STAND DER TECHNIK
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Fahrzeugmontierte Radarvorrichtungen senden eine elektrische Welle, z.B. eine Millimeterwelle, nach außerhalb eines Fahrzeugs aus, empfangen eine reflektierte Welle der elektrischen Welle, wobei die reflektierte Welle von einem außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Ziel reflektiert wird, und analysieren ein Empfangssignal, das unter Verwendung der empfangenen elektrischen Welle erzeugt wird, wodurch die relativen Abstände und die relativen Geschwindigkeiten zwischen dem Ziel und den fahrzeugmontierten Radarvorrichtungen berechnet werden. Zu den Objekten, die von fahrzeugmontierten Radarvorrichtungen beobachtet werden, gehören nicht nur bewegliche Objekte wie Fußgänger, sondern auch statische Objekte wie Leitplanken. In Fahrzeugen eingebaute Radarvorrichtungen müssen im Voraus feststellen, ob es sich bei dem beobachteten Objekt um ein sich bewegendes Objekt handelt, wie um einen Fußgänger, der vom Fahrbahnrand in Richtung eines Fahrzeugs laufen könnte.
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Für fahrzeugmontierte Radarvorrichtungen werden eine Objektdetektionsvorrichtung und ein Objektdetektionsverfahren verwendet, um festzustellen, ob ein beobachtetes Objekt entweder ein statisches Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist. In der Patentliteratur 1 werden zum Beispiel eine Objektdetektionsvorrichtung und ein Objektdetektionsverfahren zur Durchführung einer Analyse eines Empfangssignals einer elektrischen Welle, die von einer Radarvorrichtung ausgesendet und dann von einem Objekt reflektiert wird, unter Verwendung eines Mehrweg-Umgebungsmodells, das den Weg einer reflektierten Welle einer elektrischen Welle zeigt, wobei die reflektierte Welle von einem statischen Objekt reflektiert wird, und eines Nicht-Mehrweg-Umgebungsmodells, das den Weg einer reflektierten Welle zeigt, die sich nicht in einer Mehrweg-Umgebung befindet, beschrieben, wodurch bestimmt wird, ob das Empfangssignal von einem statischen Objekt stammt.
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LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
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PATENTLITERATUR
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Patentliteratur 1:
JP 2019-20158 A
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ABRISS DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Die in Patentliteratur 1 beschriebene Objektdetektionsvorrichtung bestimmt anhand der Unterschiede im relativen Abstand zum Ziel und im Einfallswinkel der vom Ziel reflektierten elektrischen Welle zwischen dem Fall, in dem das Ziel ein bewegtes Objekt ist, und dem Fall, in dem das Ziel ein statisches Objekt ist, ob es sich um ein statisches Objekt handelt. Ein Problem bei der herkömmlichen Objektdetektionsvorrichtung besteht daher darin, dass es unmöglich ist, korrekt zu bestimmen, ob es sich bei dem Ziel um ein statisches Objekt handelt, wenn ein bewegliches Objekt und ein statisches Objekt mit gleichen relativen Abständen und gleichen Einfallswinkeln im Ziel enthalten sind.
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Die vorliegende Offenbarung dient dazu, das oben genannte Problem zu lösen, und es ist daher ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Objektdetektionsvorrichtung, eine Radarvorrichtung und ein Objektdetektionsverfahren vorzusehen, die in der Lage sind, zu bestimmen, ob ein Ziel ein statisches Objekt ist, selbst in einem Fall, in dem ein bewegliches Objekt und ein statisches Objekt mit gleichen relativen Abständen und gleichen Einfallswinkeln im Ziel enthalten sind.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Die Objektdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Wellendatenerfassungseinheit, die eingerichtet ist, Wellendaten zu erfassen, die von einer Radarvorrichtung geliefert werden, die ein Ziel in einem Beobachtungszeitraum beobachtet, während dem die Geschwindigkeitsauflösung geringer ist als eine durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts; eine Geschwindigkeitserfassungseinheit, die eingerichtet ist, eine Bewegungsgeschwindigkeit der Radarvorrichtung zu beschaffen; eine Zieldatenschätzeinheit, die eingerichtet ist, eine relative Entfernung zwischen der Radarvorrichtung und dem Ziel, den Einfallswinkel eines auf die Radarvorrichtung einfallenden Signals, wobei das Signal von der Radarvorrichtung ausgesendet und von dem Ziel reflektiert wird, und eine erste relative Geschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung und dem Ziel unter Verwendung der Wellendaten zu schätzen; und eine Einheit zur Bestimmung eines statischen Objekts, die eingerichtet ist, eine zweite Relativgeschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung und dem Ziel in einem Fall, in dem das Ziel ein statisches Objekt ist, auf der Grundlage der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und der relativen Entfernung und des Einfallswinkels, die von der Zieldatenschätzeinheit geschätzt werden, zu schätzen, und die eingerichtet ist, durch Vergleichen der ersten Relativgeschwindigkeit und der zweiten Relativgeschwindigkeit zu bestimmen, ob das Ziel ein statisches Objekt ist.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Wellendaten zu verwenden, die die Radarvorrichtung durch Beobachtung des Ziels innerhalb des Beobachtungszeitraums erfasst, in dem die Geschwindigkeitsauflösung kleiner ist als die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit bewegter Objekte, wodurch die zweite Relativgeschwindigkeit in einem Fall, in dem das Ziel ein statisches Objekt ist, auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit der Radarvorrichtung, des relativen Abstands bzw. der Entfernung zwischen der Radarvorrichtung und dem Ziel und des Einfallswinkels, mit dem das von der Radarvorrichtung ausgesandte und vom Ziel reflektierte Signal auf die Radarvorrichtung auftrifft, geschätzt wird. Infolgedessen kann die Objektdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung selbst dann feststellen, ob es sich bei dem Ziel um ein statisches Objekt handelt, wenn ein bewegtes Objekt und ein statisches Objekt mit gleichen relativen Abständen und gleichen Einfallswinkeln in dem von der Radarvorrichtung beobachteten Ziel enthalten sind.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Radarvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
- 2 ist ein Flussdiagramm, das das Betätigen einer Objektdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das die Einzelheiten eines Verfahrens in Schritt ST2 von 1 zeigt;
- 4 ist ein Flussdiagramm, das die Einzelheiten eines Verfahrens in Schritt ST3 von 1 zeigt;
- 5 ist eine Umrissdarstellung, die die Beziehung zwischen der Radarvorrichtung und einem sich bewegenden Objekt zeigt;
- 6 ist eine Umrissdarstellung, die die Beziehung zwischen der Radarvorrichtung und einem statischen Objekt zeigt;
- 7 ist ein Flussdiagramm, das die Einzelheiten eines Verfahrens in Schritt ST4 von 1 zeigt;
- 8 ist eine Umrissdarstellung, die eine Positionsbeziehung zwischen der Radarvorrichtung und dem Ziel zeigt, wenn keine Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung kollidiert;
- 9 ist eine Umrissdarstellung, die eine Positionsbeziehung zwischen der Radarvorrichtung und dem Ziel zeigt, wenn die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung kollidiert;
- 10 ist eine Umrissdarstellung, die eine Positionsbeziehung zwischen einer vorhergesagten Linie, die eine quadratische Kurve ist, und der Radarvorrichtung zeigt; und
- 11A ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zur Implementierung der Funktionen der Objektdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt, und 11B ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zur Ausführung von Software zeigt, die die Funktionen der Objektdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 implementiert.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Ausführungsbeispiel 1.
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1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Radarvorrichtung 1 gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt. Die Radarvorrichtung 1 ist beispielsweise in einem beweglichen Körper angebracht und sendet eine elektromagnetische Welle nach außen, empfängt eine reflektierte Welle, die aus der Reflexion der elektromagnetischen Welle an einem Ziel resultiert, und beobachtet das Ziel auf der Grundlage eines Empfangssignals der reflektierten Welle. In der folgenden Erläuterung wird davon ausgegangen, dass der bewegliche Körper ein Fahrzeug ist. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Radarvorrichtung 1 eine Antenne 2, einen Sende-/Empfangsschalter 3, einen Sender 4, einen Empfänger 5, einen A/D-Wandler 6, eine Geschwindigkeitsmesseinheit 7 und eine Objektdetektionsvorrichtung 8.
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Die Antenne 2 ist eine Sende- und Empfangsantenne, die mit dem Sende-/Empfangsschalter 3 verbunden ist und die ein HF-Sendesignal, das eine elektromagnetische Welle ist, aussendet und ein HF-Empfangssignal, das eine von einem Ziel reflektierte Welle ist, empfängt. Der Typ der Antenne 2 wird z. B. in Abhängigkeit von der Umgebung gewählt, in der die Radarvorrichtung 1 eingesetzt wird. Der Typ der Antenne 2 ist zum Beispiel eine Patch-Antenne oder eine Hornantenne. Außerdem kann die Antenne 2 eine Array- bzw. Gruppenantenne sein, die mehrere Antennenelementen aufweist. In den folgenden Erläuterungen wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Antenne 2 um eine Gruppenantenne handelt. Der Sende-/Empfangsschalter 3 schaltet in zeitlicher Abfolge zwischen einem Sendezeitpunkt, wenn das HF-Sendesignal an die Antenne 2 ausgegeben wird, und einem Empfangszeitpunkt, wenn die Antenne 2 eine von einem Ziel reflektierte Welle empfängt.
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Der Sender 4 führt eine Pulsmodulation des HF-Sendesignals durch und gibt das HF-Sendesignal, an dem die Pulsmodulation durchgeführt wird, an den Sende-/Empfangsschalter 3 und den A/D-Wandler 6 aus. Das HF-Sendesignal wird von der Antenne 2 in einem Zustand in den Raum abgestrahlt, in dem der Sende-/Empfangsschalter 3 in einen Sendemodus geschaltet ist. Der Empfänger 5 empfängt als Empfangs-HF-Signal ein Signal, das ein Reflexionssignal enthält, das aus der Reflexion des Sende-HF-Signals von einem Ziel in einem Zustand resultiert, in dem der Sende-/Empfangsschalter 3 in einen Empfangsmodus geschaltet ist.
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Der Sender 4 und der Empfänger 5 sind so eingestellt, dass ein Ziel innerhalb eines Beobachtungszeitraums beobachtet wird, in dem die Geschwindigkeitsauflösung der Radarvorrichtung 1 kleiner ist als die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit bewegter Objekte.
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Wenn beispielsweise angenommen wird, dass es sich bei den sich bewegenden Objekten um Fußgänger handelt, wird für den Sender 4 und den Empfänger 5 ein Beobachtungszeitraum festgelegt, in dem die Geschwindigkeitsauflösung der Radarvorrichtung 1 kleiner ist als die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit von Fußgängern. Handelt es sich bei dem beweglichen Körper, in den die Radarvorrichtung 1 eingebaut ist, um ein Fahrzeug, so werden Fahrzeuge, Fahrräder, Tiere oder ähnliches, mit Ausnahme von Fußgängern, als die angenommenen beweglichen Objekte genannt. Die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit von sich bewegenden Objekten wird z. B. auf der Grundlage statistischer Daten über die Bewegungen von sich bewegenden Objekten berechnet und in der Radarvorrichtung 1 voreingestellt.
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Der A/D-Wandler 6 wandelt jedes der folgenden Signale in ein A/D-Signal um: das vom Sender 4 erzeugte HF-Sendesignal und das vom Empfänger 5 empfangene HF-Empfangssignal, und gibt die A/D-gewandelten Signale an die Objektdetektionsvorrichtung 8 aus. Der Geschwindigkeitsmesseinheit 7 misst die Bewegungsgeschwindigkeit der Radarvorrichtung 1. Wenn die Radarvorrichtung 1 beispielsweise in einem Fahrzeug montiert ist, misst die Geschwindigkeitsmesseinheit 7 die absolute Geschwindigkeit der Radarvorrichtung 1, die auf der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs basiert.
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Die Objektdetektionsvorrichtung 8 stellt fest, ob ein von der Radaranlage 1 beobachtetes Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht, und umfasst eine Datenspeichereinheit 81, eine Datenerfassungseinheit 82, eine Signalverarbeitungseinheit 83 und eine Ausgabedatenspeichereinheit 84. Die Datenspeichereinheit 81 ist in einer Speichervorrichtung konfiguriert, die die Objektdetektionsvorrichtung 8 enthält. In der Datenspeichereinheit 81 wird das vom A/D-Wandler 6 ausgegebene HF-Empfangssignal als Wellendaten und die von der Geschwindigkeitsmesseinheit 7 gemessene Bewegungsgeschwindigkeit der Radarvorrichtung 1 als Geschwindigkeitsdaten gespeichert. Die Datenspeichereinheit 81 kann in einer von der Objektdetektionsvorrichtung 8 getrennt angeordneten Speichervorrichtung konfiguriert sein.
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Die Datenerfassungseinheit 82 erfasst aus den in der Datenspeichereinheit 81 gespeicherten Daten die Wellendaten und die Geschwindigkeitsdaten, die für die Bestimmung verwendet werden, ob es sich bei dem vom Radarvorrichtung 1 beobachteten Ziel um ein statisches Objekt handelt oder nicht. Wenn beispielsweise die Datenspeichereinheit 81 in einer separat von der Objektdetektionsvorrichtung 8 angeordneten Speichervorrichtung konfiguriert ist, erfasst die Datenerfassungseinheit 82 die Wellendaten und die Bewegungsgeschwindigkeitsdaten von der oben erwähnten Speichervorrichtung über einen verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationspfad. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Datenerfassungseinheit 82 eine Wellendatenerfassungseinheit 821 und eine Geschwindigkeitserfassungseinheit 822.
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Die Wellendatenerfassungseinheit 821 erfasst die Wellendaten aus den in der Datenspeichereinheit 81 gespeicherten Datenteilen. Bei den Wellendaten handelt es sich um Daten, die die Radarvorrichtung 1 durch Beobachtung des Ziels innerhalb des Beobachtungszeitraums erfasst, in dem die Geschwindigkeitsauflösung kleiner ist als die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit bewegter Objekte, und die sich auf komplexe Zahlen beziehen, die durch mehrfache Treffer des Senders 4 und des Empfängers 5 erfasst werden, wobei jede dieser Daten ein HF-Empfangssignal eines Reflexionssignals vom Ziel enthält. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 822 erfasst die Geschwindigkeitsdaten, die die Bewegungsgeschwindigkeit der Radarvorrichtung 1 anzeigen, aus den in der Datenspeichereinheit 81 gespeicherten Datenteilen.
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Die Signalverarbeitungseinheit 83 bestimmt, ob es sich bei dem von der Radarvorrichtung 1 beobachteten Ziel um ein statisches Objekt handelt oder nicht, indem sie eine Signalverarbeitung durchführt, bei der die von der Datenerfassungseinheit 82 erfassten Wellendaten und Geschwindigkeitsdaten verwendet werden, und in einem Fall, in dem es sich bei dem Ziel um ein bewegliches Objekt handelt, bestimmt, ob die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug, in dem die Radarvorrichtung 1 montiert ist, mit dem Ziel kollidiert oder nicht. Ferner ist die Ausgabedatenspeichereinheit 84 in einer Speichervorrichtung konfiguriert, die die Objektdetektionsvorrichtung 8 umfasst. Die durch die Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit 83 gewonnenen Daten werden als Ausgabedaten in der Ausgabedatenspeichereinheit 84 gespeichert. Die Ausgabedatenspeichereinheit 84 kann in einer von der Objektdetektionsvorrichtung 8 getrennt angeordneten Speichereinrichtung eingerichtet sein.
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Die in 1 gezeigte Signalverarbeitungseinheit 83 umfasst eine Zieldatenschätzeinheit 831, eine Einheit zur Bestimmung des statischen Objekts 832 und eine Endbestimmungseinheit 833. Die Zieldatenschätzeinheit 831 schätzt den relativen Abstand zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel, den Einfallswinkel des HF-Empfangssignals und die relative Geschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel unter Verwendung der von der Wellendatenerfassungseinheit 821 erfassten Wellendaten.
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Der relative Abstand bzw. die relative Entfernung zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel ist der Abstand bzw. die Entfernung zwischen der Radarvorrichtung 1, die sich zusammen mit dem Fahrzeug bewegt, und dem von der Radarvorrichtung 1 beobachteten Ziel. Der Einfallswinkel des HF-Empfangssignals ist derjenige, unter dem das von der Radarvorrichtung 1 ausgesendete und vom Ziel reflektierte Signal auf die Radarvorrichtung 1 auftrifft, und ist z. B. der Winkel, den die Bewegungsrichtung der Radarvorrichtung 1 mit der Empfangsrichtung des Reflexionssignals vom Ziel bildet. Außerdem ist die Relativgeschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel eine erste Relativgeschwindigkeit, die die Relativgeschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel anzeigt.
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Die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts schätzt die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 1 in dem Fall, dass das Ziel ein statisches Objekt ist, auf der Grundlage der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822 erfassten Geschwindigkeitsdaten sowie des relativen Abstands und des Einfallswinkels, die von der Zieldatenschätzeinheit 831 geschätzt werden. Die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts bestimmt, ob das Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht, indem sie die von ihr geschätzte Relativgeschwindigkeit mit der von der Zieldatenschätzeinheit 831 geschätzten Relativgeschwindigkeit vergleicht. Die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 1, wenn das Ziel ein statisches Objekt ist, ist diejenige der Radarvorrichtung 1 in Bezug auf das Ziel, das ein statisches Objekt ist, und ist eine zweite Relativgeschwindigkeit.
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Die Endbestimmungseinheit 833 bestimmt, ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert oder nicht. Beispielsweise führen die Wellendatenerfassungseinheit 821, die Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, die Zieldatenschätzeinheit 831 und die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts ihre jeweiligen Prozesse in mehreren Zyklen wiederholt durch. Die Endbestimmungseinheit 833 schätzt die Bewegungsrichtung des Ziels anhand von Geschwindigkeitsvektoren des Ziels, wobei die Geschwindigkeitsvektoren durch die Bestimmung in den mehreren Zyklen durch die statische Objektbestimmungseinheit 832 gewonnen werden, und bestimmt anhand der dadurch geschätzten Bewegungsrichtung des Ziels, ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert oder nicht. Ein Ergebnis der Bestimmung durch die Endbestimmungseinheit 833 wird in der Ausgabedatenspeichereinheit 84 gespeichert.
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Ist die Ausgabedatenspeichereinheit 84 in einer von der Objektdetektionsvorrichtung 8 getrennt angeordneten Speichervorrichtung eingerichtet, gibt die Endbestimmungseinheit 833 Daten, die das Bestimmungsergebnis zeigen, über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsweg an die Speichervorrichtung aus. In einem Fall, in dem die Objektdetektionsvorrichtung 8 nur feststellt, ob das von der Radarvorrichtung 1 beobachtete Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht, wird die Endbestimmungseinheit 833 von den Komponenten der Objektdetektionsvorrichtung 8 weggelassen.
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Das Betätigen der Objektdetektionsvorrichtung 8 nach Ausführungsbeispiel 1 erfolgt wie folgt.
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2 ist ein Flussdiagramm, das das Betätigen der Objektdetektionsvorrichtung 8 zeigt. Die Schritte ST1 bis ST3 in 2 zeigen ein Objektdetektionsverfahren gemäß Ausführungsbeispiel 1.
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Die Datenerfassungseinheit 82 erfasst die Wellendaten und die Geschwindigkeitsdaten aus den in der Datenspeichereinheit 81 gespeicherten Daten (Schritt ST1). Die Wellendatenerfassungseinheit 821 erfasst zum Beispiel die Wellendaten über mehrere Treffer aus der Datenspeichereinheit 81. Darüber hinaus erfasst die Geschwindigkeitserfassungseinheit 822 die Geschwindigkeitsdaten der Radarvorrichtung 1 zur gleichen Zeit wie die Beobachtungszeit der Wellendaten, die die Wellendatenerfassungseinheit 821 von der Datenspeichereinheit 81 erfasst hat. Die von der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822 erfassten Geschwindigkeitsdaten werden an die Einheit 832 zur Bestimmung statischer Objekte ausgegeben.
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Die Anzahl der Treffer der Wellendaten, die die Wellendatenerfassungseinheit 821 erfasst, kann diejenige sein, die innerhalb des Beobachtungszeitraums gezählt wird, in dem die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückte Geschwindigkeitsauflösung Δv
reso kleiner ist als die durchschnittliche
Bewegungsgeschwindigkeit bewegter Objekte. In der folgenden Gleichung (1) ist A die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle, die bei einem Treffer vom Sender 4 gesendet und vom Empfänger 5 empfangen wird. T
obs ist der Zeitraum, in dem das Ziel von der Radarvorrichtung 1 beobachtet wird. Der Beobachtungszeitraum T
obs kann eine Gesamtzeit sein, die durch mehrfache Addition der Beobachtungszeiträume des Ziels pro Treffer ermittelt wird, was mehreren Treffern entspricht. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die sich bewegenden Objekte Fußgänger sind und die durchschnittliche Gehgeschwindigkeit der Fußgänger v
ped beträgt, erfasst die Wellendatenerfassungseinheit 821 die Wellendaten innerhalb des Beobachtungszeitraums T
obs, in dem die Geschwindigkeitsauflösung Δv
reso kleiner als die Geschwindigkeit v
ped ist. Die von der Wellendatenerfassungseinheit 821 erfassten Wellendaten werden an die Zieldatenschätzeinheit 831 ausgegeben.
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Als nächstes schätzt die Zieldatenschätzeinheit 831 Zieldaten, die den relativen Abstand, die relative Geschwindigkeit und den Einfallswinkel in Bezug auf das vom Radarvorrichtung 1 beobachtete Ziel zeigen, unter Verwendung der von der Wellendatenerfassungseinheit 821 erfassten Wellendaten (Schritt ST2). 3 ist ein Flussdiagramm, das die Details des Prozesses von Schritt ST2 von 1 zeigt, und zeigt den Prozess der Schätzung der Zieldaten, der von der Zieldatenschätzeinheit 831 durchgeführt wird. Die Zieldatenschätzeinheit 831 berechnet den relativen Abstand y'tgt zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel, indem sie eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) in Entfernungsrichtung an den Wellendaten durchführt (Schritt ST1a). Die Zieldatenschätzeinheit 831 kann die relative Entfernung y'tgt berechnen, indem sie anstelle der FFT eine digitale Fourier-Transformation (DFT) in Entfernungsrichtung an den Wellendaten durchführt.
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Als Nächstes berechnet die Zieldatenschätzeinheit 831 die relative Geschwindigkeit v'tgt der Bewegungsgeschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung 1 und der Geschwindigkeit des Ziels in Sichtlinienrichtung, indem sie eine FFT in Trefferrichtung an den Wellendaten durchführt (Schritt ST2a). Die Zieldatenschätzeinheit 831 kann die Relativgeschwindigkeit v'tgt berechnen, indem sie anstelle der FFT eine DFT in Trefferrichtung auf den Wellendaten durchführt. Handelt es sich bei dem Ziel um ein sich bewegendes Objekt, ist die Sichtlinienrichtung des Ziels die Richtung, in die sich das bewegte Objekt bewegt.
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Die Zieldatenschätzeinheit 831 führt eine kohärente Integration des Empfangssignals jeder der Antennen mit mehreren Elementen durch, die die Antenne 2 bilden, wobei das Empfangssignal in den Wellendaten enthalten ist (Schritt ST3a). Die Zieldatenschätzeinheit 831 verwendet z. B. die CFAR-Verarbeitung (Constant False Alarm Rate), wodurch das Ziel in Richtung des Einfallswinkels des HF-Empfangssignals auf der Grundlage der Empfangsstärke des Signals nach der kohärenten Integration erkannt wird. Bei dieser Verarbeitung kann die Zieldatenschätzeinheit 831 den in Schritt ST1a geschätzten relativen Abstand y'tgt in Bezug auf das Ziel und den relativen Abstand in Bezug auf ein Objekt in der Nähe des Ziels verwenden oder nur die in Schritt ST2a geschätzte relative Geschwindigkeit v'tgt in Bezug auf das Ziel und die relative Geschwindigkeit in Bezug auf das Objekt in der Nähe des Ziels verwenden.
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Als Nächstes schätzt die Zieldatenschätzeinheit 831 den Einfallswinkel θtgt des Reflexionssignals von dem Ziel, indem sie eine Monopuls-Winkelmessung an den Daten vornimmt, die sich auf das in Schritt ST3a (Schritt ST4a) erfasste Ziel beziehen. Die Zieldatenschätzeinheit 831 kann den Einfallswinkel θtgt beispielsweise mit Hilfe von Winkelmessverfahren wie der Mehrfachsignalklassifizierung (MUSIC) anstelle der Monopuls-Winkelmessverfahren schätzen. Der relative Abstand y'tgt zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel, die relative Geschwindigkeit v'tgt zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel und der Einfallswinkel θtgt des Reflexionssignals vom Ziel, die von der Zieldatenschätzeinheit 831 geschätzt werden, werden an die statische Objektbestimmungseinheit 832 ausgegeben.
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In 2 schätzt die Einheit zur Bestimmung des statischen Objekts 832 die relative Geschwindigkeit V'2, Schätzung zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 1 in einem Fall, in dem das Ziel ein statisches Objekt ist, auf der Grundlage der Geschwindigkeit V0 der Radarvorrichtung 1, des relativen Abstands y'tgt und des Einfallswinkels θtgt, und bestimmt, ob das Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht, indem die dadurch geschätzte relative Geschwindigkeit V'2, Schätzung und die relative Geschwindigkeit v'tgt verglichen werden (Schritt ST3). 4 ist ein Flussdiagramm, das die Details des Prozesses in Schritt ST3 der 1 zeigt, und zeigt die Verarbeitung der Bestimmung des statischen Objekts durch die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts.
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Die Einheit zur Bestimmung des statischen Objekts 832 schätzt die relative Geschwindigkeit V'
2,
Schätzung zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel in einem Fall, in dem das Ziel ein statisches Objekt ist, unter Verwendung der Geschwindigkeit V
0 der Radarvorrichtung 1, des relativen Abstands y'
tgt in Bezug auf das Ziel und des Einfallswinkels θ
tgt des Reflexionssignals vom Ziel (Schritt ST1b).
5 ist eine Umrissdarstellung, die die Beziehung zwischen der Radarvorrichtung 1 und einem sich bewegenden Objekt 9A zeigt. Wenn sich die Radarvorrichtung 1 beispielsweise mit einer Geschwindigkeit V
0 bewegt und das Ziel das sich bewegende Objekt 9A ist, das sich in einer Richtung (x-Richtung) senkrecht zur Bewegungsrichtung (y-Richtung) der Radarvorrichtung 1 bewegt, wie in
5 gezeigt, kann die Relativgeschwindigkeit V'
1(t) zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem sich bewegenden Objekt 9A anhand der folgenden Gleichung (2) berechnet werden, wobei eine Kreuzungsgeschwindigkeit V
1 des sich bewegenden Objekts 9A und der Einfallswinkel θ
1 des Reflexionssignals vom sich bewegenden Objekt zum Radarvorrichtung 1 verwendet werden.
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6 ist eine Umrissdarstellung, die die Beziehung zwischen der Radarvorrichtung 1 und einem statischen Objekt 9B zeigt. In
6 bewegt sich die Radarvorrichtung 1 wie in
5 in y-Richtung mit der Geschwindigkeit V
0, und das Ziel ist das statische Objekt 9B. In diesem Fall hat das statische Objekt 9B keine Geschwindigkeit V
2. Daher kann die Relativgeschwindigkeit V'
2(t) der Radarvorrichtung 1 und des statischen Objekts 9B anhand der folgenden Gleichung (3) berechnet werden, wobei der Einfallswinkel θ
2 des Reflexionssignals vom statischen Objekt 9B zum Radarvorrichtung 1 verwendet wird.
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Bei der Berechnung der relativen Geschwindigkeit V'2, Schätzung zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem sich bewegenden Objekt 9A unter Verwendung der oben genannten Gleichung (2), wird die Kreuzungsgeschwindigkeit V1 des sich bewegenden Objekts 9A benötigt. Im Gegensatz dazu kann in dem Fall, in dem das Ziel das statische Objekt 9B ist, die relative Geschwindigkeit V'2(t) zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem statischen Objekt 9B unter Verwendung der Geschwindigkeit V0 der Radarvorrichtung 1 und des Einfallswinkels θ2 berechnet werden, wie aus der obigen Gleichung (3) ersichtlich ist.
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Der Einfallswinkel θ
tgt(t) des Reflexionssignals vom Ziel zum Radarvorrichtung 1 variiert von Moment zu Moment in Abhängigkeit von der Positionsbeziehung zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel, zum Beispiel gemäß der folgenden Gleichung (4). In der folgenden Gleichung (4) ist x(t) der Abstand zum Ziel in einer Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung der Radarvorrichtung 1. y(t) ist der Abstand bzw. die Entfernung zum Ziel in einer Richtung horizontal zur Fahrtrichtung der Radarvorrichtung 1. Zum Beispiel ist x(t) W
0 und y(t) L
0, wie in
5 gezeigt.
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x(t) und y(t) variieren mit der Zeit t in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung oder der Fahrgeschwindigkeit der Radarvorrichtung 1 oder des Ziels, wie in den folgenden Gleichungen (5) dargestellt. In den folgenden Gleichungen (5) ist W
0 der Anfangsabstand zum Ziel in einer Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung der Radarvorrichtung 1. L
0 ist der Anfangsabstand zum Ziel in einer Richtung, die horizontal zur Fahrtrichtung der Radarvorrichtung 1 verläuft. V
tgt ist die Kreuzungsgeschwindigkeit des Ziels und beträgt 0 m/s, wenn das Ziel ein statisches Objekt ist.
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Die Einheit zur Bestimmung des statischen Objekts 832 schätzt die Relativgeschwindigkeit V'
2,
Schätzung zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem statischen Objekt, unter Verwendung der oben genannten Gleichungen (3), (4), und (5). Zum Beispiel setzt die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts den Abstand zum Ziel in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Radarvorrichtung 1 auf einen beliebigen Wert, setzt den Abstand zum Ziel in einer Richtung horizontal zur Bewegungsrichtung der Radarvorrichtung 1 auf einen beliebigen Wert und berechnet einen geschätzten Wert der Relativgeschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem statischen Objekt unter Verwendung von Matrizen W und L, in denen mehrere Einstellwerte mit beliebigen Intervallen, die mit diesen Abständen verbunden sind, als Elemente definiert sind, wie in der folgenden Gleichung (6) gezeigt. In der folgenden Gleichung (6) bezeichnet der fettgedruckte Buchstabe L die Matrix L, und die Anzahl der Einstellwerte der Matrix L ist N. Der fettgedruckte Buchstabe W bezeichnet die Matrix W, und die Anzahl der Einstellwerte der Matrix W ist M. ΔL und ΔW sind die willkürlichen Intervalle für ihre Einstellwerte. Wenn z. B. ΔL und ΔW auf 10 cm eingestellt sind, kann der geschätzte Wert der Relativgeschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem statischen Objekt mit einer Genauigkeit von 10 cm berechnet werden.
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Unter Verwendung der in der oben genannten Gleichung (6) dargestellten Matrizen L und W kann die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts den relativen Abstand R' zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem statischen Objekt anhand der folgenden Gleichung (7) berechnen. In der folgenden Gleichung (7) wird der relative Abstand R' durch eine Matrix ausgedrückt, die die Matrizen L und W enthält.
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Als nächstes berechnet die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts einen geschätzten Wert einer zeitabhängigen Änderung des Einfallswinkels θ
2,Schätzung(t) des Reflexionssignals vom statischen Objekt zum Radarvorrichtung 1 unter Verwendung der oben genannten Gleichungen (4) bis (7), gemäß der folgenden Gleichung (8). In der folgenden Gleichung (8) ist das fettgedruckte Zeichen R eine Matrix, in der die Einstellwerte des relativen Abstands R' als Elemente definiert sind.
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Die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts berechnet einen geschätzten Wert der relativen Geschwindigkeit V'
2, Schätzung zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 1 in einem Fall, in dem das Ziel ein statisches Objekt ist, unter Verwendung des Einfallswinkels θ
2, Schätzung(t), gemäß der folgenden Gleichung (9).
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In
4 bestimmt die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts, ob es sich bei dem Ziel um ein statisches Objekt handelt oder nicht, indem sie die Relativgeschwindigkeit V'
2, Schätzung in Bezug auf das statische Objekt geschätzt wird, mit der Relativgeschwindigkeit v'
tgt zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel vergleicht, wobei die Relativgeschwindigkeit von der Zieldatenschätzeinheit 831 geschätzt wird (Schritt ST2b). Gemäß der folgenden Gleichung (10) bestimmt die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts, ob das Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht, indem sie die Relativgeschwindigkeit V'
2, Schätzung(t) und die Relativgeschwindigkeit v'
tgt vergleicht. In der folgenden Gleichung (10) ist γ
obj ein Wert, der die Bestimmung anzeigt. V
margin ist ein Spielraum bzw. eine Marge der relativen Geschwindigkeit. Ein willkürlicher Wert zur Vermeidung von Mehrdeutigkeiten bei der Bestimmung wird auf die relative Geschwindigkeitsmarge V
margin gesetzt.
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Bei der Bestimmung nach der oben genannten Gleichung (10) ist das Bestimmungsergebnis γobj „1“, wenn das Ziel ein statisches Objekt ist, während das Bestimmungsergebnis γobj „0“ ist, wenn das Ziel ein bewegliches Objekt ist. Die Abfolge der Schritte ST1 bis ST3 von 2 ist das Objektdetektionsverfahren gemäß Ausführungsbeispiel 1. Wenn die Bestimmung, ob es sich bei dem Zielobjekt um ein statisches Objekt handelt oder nicht, durch die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts schwierig ist, kann die Objektdetektionsvorrichtung 8 mit der Verarbeitung der Endbestimmungseinheit 833 fortfahren, nachdem sie eine Benachrichtigung, dass die Bestimmung, ob es sich bei dem Zielobjekt um ein statisches Objekt handelt oder nicht, schwierig ist, nach außerhalb der Vorrichtung übermittelt hat. Wenn die Bestimmung schwierig ist, kann die Objektdetektionsvorrichtung 8 zum Prozess von Schritt ST1 von 2 zurückkehren und in Schritt ST3 erneut bestimmen, ob das Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht.
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Das von der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts gewonnene Bestimmungsergebnis wird an die Endbestimmungseinheit 833 ausgegeben. In 2 bestimmt die Endbestimmungseinheit 833 anhand des von der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts gewonnenen Bestimmungsergebnisses (Schritt ST4), ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert oder nicht. Die Abfolge der Schritte ST1 bis ST3 in 2 wird in mehreren Zyklen wiederholt durchgeführt. Wenn beispielsweise die Wellendatenerfassungseinheit 821, die Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, die Zieldatenschätzeinheit 831 und die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts die Reihe von Prozessen der Schritte ST1 bis ST3 durchführen, d. h. ihre jeweiligen Prozesse in z. B. zwei oder mehr Zyklen, werden die Positionen des Ziels zu verschiedenen Zeiten erfasst.
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Die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts gibt zusätzlich zum Bestimmungsergebnis die Positionen des Ziels zu den verschiedenen Zeitpunkten an die Endbestimmungseinheit 833 aus. Die Endbestimmungseinheit 833 berechnet den Geschwindigkeitsvektor des Ziels unter Verwendung der Positionen des Ziels zu den verschiedenen Zeitpunkten und schätzt die Bewegungsrichtung des Ziels unter Verwendung des Geschwindigkeitsvektors des Ziels, wodurch bestimmt wird, ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung 1 auf der Grundlage der dadurch geschätzten Bewegungsrichtung des Ziels kollidiert oder nicht. Eine Kollision zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 1 bedeutet eine Kollision zwischen dem Fahrzeug, in dem die Radarvorrichtung 1 montiert ist, und dem Ziel.
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Wenn die Abfolge der Schritte ST1 bis ST3 in drei oder mehr Zyklen durchgeführt wird, ist es möglich, die Beschleunigung des Ziels anhand der Positionen des Ziels zu den verschiedenen Zeitpunkten zu berechnen. In diesem Fall kann die Endbestimmungseinheit 833 anhand der Beschleunigung des Ziels bestimmen, ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert oder nicht.
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7 ist ein Flussdiagramm, das die Details des Prozesses in Schritt ST4 von 1 zeigt, und zeigt die Bestimmungsverarbeitung durch die Endbestimmungseinheit 833. In 7 wird davon ausgegangen, dass die Reihe von Prozessen der Schritte ST1 bis ST3 von 2 in zwei oder mehr Zyklen durchgeführt wird, und an die Endbestimmungseinheit 833 werden γobj und Daten, die die Positionen des Ziels zu den verschiedenen Zeitpunkten zeigen, als Daten, die das Bestimmungsergebnis zeigen, von der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts ausgegeben. 8 ist eine Umrissdarstellung, die die Lagebeziehung zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 1 zeigt, wenn keine Möglichkeit besteht, dass sie miteinander kollidieren. 9 ist eine Umrissdarstellung, die die Lagebeziehung zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 1 zeigt, wenn die Möglichkeit besteht, dass sie miteinander kollidieren.
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In den 8 und 9 ist das Ziel das bewegliche Objekt 9A. Wenn die Position des bewegten Objekts 9A, an dem die Bestimmung des statischen Objekts zu einem Zeitpunkt tk durchgeführt wird, mit p(tk) bezeichnet wird, wird die Position des bewegten Objekts 9A, an dem die Bestimmung des statischen Objekts zum nächsten Zeitpunkt tk+1 durchgeführt wird, mit p(tk+1) bezeichnet. Die Endbestimmungseinheit 833 schätzt einen Geschwindigkeitsvektor Pk des bewegten Objekts 9A als Bewegungsrichtung des bewegten Objekts 9A unter Verwendung der Positionen p(tk) und p(tk+1) (Schritt ST1c). Die Endbestimmungseinheit 833 bestimmt einen Vektor, der eine Verlängerung des Geschwindigkeitsvektors Pk zu einem beliebigen Zeitpunkt tK ist, als vorausberechnete Linie PK der Bewegung des bewegten Objekts 9A, wie in 8 und 9 gezeigt.
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Als Nächstes richtet die Endbestimmungseinheit 833 einen Kollisionsvorhersagebereich A ein, der auf die Position der Radarvorrichtung 1 zentriert ist und einen Radius aufweist, der gleich einem Abstandsschwellenwert Pthresh ist (Schritt ST2c). Der Abstandsschwellenwert Pthresh wird beispielsweise in Abhängigkeit von mehreren Parametern festgelegt, darunter die Bewegungsgeschwindigkeit oder die Beschleunigung der Radarvorrichtung 1 und der relative Abstand zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel sowie die Beobachtungsbedingungen.
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Die Endbestimmungseinheit 833 bestimmt, ob die Möglichkeit besteht, dass das sich bewegende Objekt 9A mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert oder nicht, und zwar auf der Grundlage, ob die vorhergesagte Linie PK den Kollisionsvorhersagebereich A kreuzt (Schritt ST3c). Wenn beispielsweise die vorhergesagte Linie PK außerhalb des Kollisionsvorhersagebereichs A liegt, wie in 8 gezeigt, bestimmt die Endbestimmungseinheit 833, dass es keine Möglichkeit gibt, dass das sich bewegende Objekt 9A mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert. Wenn die vorhergesagte Linie PK den Kollisionsvorhersagebereich A kreuzt, wie in 9 gezeigt, bestimmt die Endbestimmungseinheit 833, dass die Möglichkeit besteht, dass das sich bewegende Objekt 9A mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert.
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Obwohl in den 8 und 9 ein Vektor, der eine Verlängerung des Geschwindigkeitsvektors des Ziels zu einem beliebigen Zeitpunkt tK ist, als vorausberechnete Linie PK definiert ist, kann die vorausberechnete Linie durch eine mehrdimensionale Kurve ausgedrückt werden. 10 ist eine Umrissdarstellung, die eine Positionsbeziehung zwischen der vorhergesagten Linie, die eine quadratische Kurve ist, und der Radarvorrichtung 1 zeigt. Die vorhergesagte Linie kann als quadratische Kurve definiert werden, wie in 10 dargestellt.
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Wenn beispielsweise vorhergesagt wird, dass sich das Ziel entlang eines quadratisch gekrümmten Pfades bewegt, indem die Position P(tk) des Ziels zu einem beliebigen Zeitpunkt tk, die Position p(tk+1) des Ziels zum nächsten Zeitpunkt tk+1 und die Position P(tk+2) des Ziels zum weiteren nächsten Zeitpunkt tk+2, die von der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts ausgegeben werden, verwendet werden, berechnet die Endbestimmungseinheit 833 die vorhergesagte Linie PK, die eine zum beliebigen Zeitpunkt tK ausgefahrene quadratische Kurve ist. Die Endbestimmungseinheit 833 bestimmt, ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert oder nicht, und zwar auf der Grundlage der Frage, ob die vorhergesagte Linie PK den Kollisionsvorhersagebereich A kreuzt, wie im Falle der Verwendung der vorhergesagten Linie, die ein eindimensionaler Vektor ist.
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Als nächstes gibt die Endbestimmungseinheit 833 das Ergebnis der Bestimmung, ob die Möglichkeit einer Kollision mit dem Ziel besteht oder nicht, und das Ergebnis der Bestimmung des statischen Objekts als Ausgabedaten an die Ausgabedatenspeichereinheit 84 aus. Die in der Ausgabedatenspeichereinheit 84 gespeicherten Ausgabedaten werden z. B. an eine im Fahrzeug montierte Anzeigevorrichtung ausgegeben. Dadurch kann ein Fahrzeuginsasse anhand der auf der Anzeigevorrichtung angezeigten Ausgabedaten erkennen, ob es sich bei dem vom Radarvorrichtung 1 beobachteten Ziel um ein sich bewegendes Objekt handelt oder nicht und ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit dem Fahrzeug kollidiert oder nicht.
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Die Objektdetektionsvorrichtung 8 kann getrennt vom Radarvorrichtung 1 angeordnet sein. In diesem Fall erhält die Objektdetektionsvorrichtung 8 die Wellendaten und die Geschwindigkeitsdaten vom Radarvorrichtung 1 über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsweg. Außerdem ist der bewegliche Körper, in dem die Radarvorrichtung 1 montiert ist, nicht auf ein Fahrzeug beschränkt, sondern kann auch ein Eisenbahnwaggon, ein Schiff oder ein Flugzeug sein.
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Ferner kann die Antenne 2 aus mindestens zwei oder mehreren Sendeantennen und mindestens zwei oder mehreren Empfangsantennen bestehen, die parallel oder senkrecht zur Bewegungsrichtung der Radarvorrichtung 1 angeordnet sind. Der Sender 4 und der Empfänger 5 führen eine Verarbeitung mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (MIMO-Verarbeitung) durch, wobei die von den Sendeantennen gesendeten Signale und die von den Empfangsantennen empfangenen Signale verwendet werden. Da der Öffnungsdurchmesser der Antenne 2 aufgrund der zwei oder mehr Sendeantennen und der zwei oder mehr Empfangsantennen praktisch vergrößert ist, wird die Winkelauflösung des Einfallswinkels des Reflexionssignals vom Ziel zum Radarvorrichtung 1 im Radarvorrichtung 1 verbessert.
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Eine Hardwarekonfiguration, die die Funktionen der Objektdetektionsvorrichtung 8 implementiert, sieht wie folgt aus.
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Die Funktionen der Wellendatenerfassungseinheit 821, der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, der Zieldatenschätzeinheit 831, der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts und der Endbestimmungseinheit 833, die die Objektdetektionsvorrichtung 8 umfasst, werden von einer Verarbeitungsschaltung ausgeführt. Genauer gesagt enthält die Objektdetektionsvorrichtung 8 eine Verarbeitungsschaltung, die die in 2 dargestellten Schritte ST1 bis ST4 durchführt. Bei der Verarbeitungsschaltung kann es sich entweder um Hardware zur ausschließlichen Verwendung oder um eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) handeln, die ein in einem Speicher abgelegtes Programm ausführt.
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11A ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zeigt, die die Funktionen der Objektdetektionsvorrichtung 8 implementiert. 11B ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zeigt, die eine Software ausführt, die die Funktionen der Objektdetektionsvorrichtung 8 implementiert. In den 11A und 11B leitet eine Ein-/Ausgabeschnittstelle 100 Daten vom A/D-Wandler 6 an die Datenspeichereinheit 81 und von der Ausgabedatenspeichereinheit 84 an das nicht abgebildete Anzeigegerät weiter, zum Beispiel. Die Speichervorrichtung 101 verfügt über einen Speicherbereich, der als Datenspeichereinheit 81 und als Ausgabedatenspeichereinheit 84 fungiert. Außerdem sind die Komponenten über eine Signalleitung 103 miteinander verbunden.
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Handelt es sich bei der Verarbeitungsschaltung um eine in 11A gezeigte Schaltung 102, bei der es sich um Hardware zur ausschließlichen Verwendung handelt, so ist die Verarbeitungsschaltung 102 beispielsweise eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierbarer Prozessor, ein parallel programmierbarer Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein Field Programmable Gate Array (FPGA) oder eine Kombination dieser Schaltungen. Die Funktionen der Wellendatenerfassungseinheit 821, der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, der Zieldatenschätzeinheit 831, der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts und der Endbestimmungseinheit 833, die die Objektdetektionsvorrichtung 8 umfasst, können von separaten Verarbeitungsschaltungen implementiert werden, oder diese Funktionen können gemeinsam von einer einzigen Verarbeitungsschaltung implementiert werden.
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In dem in 11B gezeigten Fall, in dem die Verarbeitungsschaltung ein Prozessor 104 ist, werden die Funktionen der Wellendatenerfassungseinheit 821, der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, der Zieldatenschätzeinheit 831, der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts und der Endbestimmungseinheit 833, die die Objektdetektionsvorrichtung 8 umfasst, durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert. Die Software oder die Firmware ist als Programm beschrieben, und die Programme sind in einem Speicher 105 gespeichert.
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Der Prozessor 104 implementiert die Funktionen der Wellendatenerfassungseinheit 821, der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, der Zieldatenschätzeinheit 831, der statischen Objektbestimmungseinheit 832 und der Endbestimmungseinheit 833, die die Objektdetektionsvorrichtung 8 enthält, durch Lesen und Ausführen der im Speicher 105 gespeicherten Programme.
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Die Objektdetektionsvorrichtung 8 enthält beispielsweise den Speicher 105 zum Speichern der Programme, in denen die Prozesse der Schritte ST1 bis ST4 in dem in 2 dargestellten Flussdiagramm als Ergebnis ausgeführt werden, wenn die Programme vom Prozessor 104 ausgeführt werden. Diese Programme veranlassen einen Computer, die Prozeduren oder Verfahren auszuführen, die von der Wellendatenerfassungseinheit 821, der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, der Zieldatenschätzungseinheit 831, der Einheit zur Bestimmung des statischen Objekts 832 und der Endbestimmungseinheit 833 durchgeführt werden. Bei dem Speicher 105 kann es sich um ein computerlesbares Speichermedium handeln, in dem die Programme gespeichert sind, die den Computer veranlassen, als Wellenerfassungseinheit 821, Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, Zieldatenschätzeinheit 831, Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts und Endbestimmungseinheit 833 zu arbeiten.
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Bei dem Speicher 105 handelt es sich beispielsweise um einen nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher, einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM) oder einen elektrischen EPROM (EEPROM), eine Magnetplatte, eine flexible Platte, eine optische Platte, eine Compact Disc, eine Mini-Disc, eine DVD oder Ähnliches.
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Einige der Funktionen der Wellendatenerfassungseinheit 821, der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822, der Zieldatenschätzeinheit 831, der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts und der Endbestimmungseinheit 833, die die Objektdetektionsvorrichtung 8 umfasst, können durch Hardware zur ausschließlichen Verwendung implementiert sein, und einige der Funktionen können durch Software oder Firmware implementiert sein. Beispielsweise werden die Funktionen der Wellendatenerfassungseinheit 821 und der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822 von der Verarbeitungsschaltung 102 implementiert, bei der es sich um Hardware zur ausschließlichen Verwendung handelt, und die Funktionen der Zieldatenschätzungseinheit 831, der Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts und der Endbestimmungseinheit 833 werden durch das Lesen und Ausführen von im Speicher 105 gespeicherten Programmen durch den Prozessor 104 implementiert. Wie oben erwähnt, kann die Verarbeitungsschaltung die oben erwähnten Funktionen unter Verwendung von Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination von Hardware, Software und Firmware implementieren.
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Wie oben erwähnt, umfasst die Objektdetektionsvorrichtung 8 gemäß Ausführungsbeispiel 1: die Wellendatenerfassungseinheit 821 zum Erfassen der Wellendaten; die Geschwindigkeitserfassungseinheit 822 zum Erfassen der Bewegungsgeschwindigkeit der Radarvorrichtung 1; die Zieldatenschätzeinheit 831 zum Schätzen des relativen Abstands zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel, des Einfallswinkels eines Reflexionssignals von dem Ziel und der ersten Relativgeschwindigkeit zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel unter Verwendung der Wellendaten; und die Einheit 832 zur Bestimmung des statischen Objekts, um die zweite Relativgeschwindigkeit zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 1 in einem Fall, in dem das Ziel ein statisches Objekt ist, auf der Grundlage der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit 822 erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und des relativen Abstands und des Einfallswinkels, die von der Zieldatenschätzeinheit 831 geschätzt werden, zu schätzen und um durch Vergleichen der ersten Relativgeschwindigkeit und der zweiten Relativgeschwindigkeit zu bestimmen, ob das Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht. Da es sich bei den Wellendaten um Daten handelt, die die Radarvorrichtung 1 durch Beobachtung des Ziels innerhalb des Beobachtungszeitraums erfasst, in dem die Geschwindigkeitsauflösung kleiner ist als die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit bewegter Objekte, ist es möglich, die zweite Relativgeschwindigkeit in einem Fall, in dem das Ziel ein statisches Objekt ist, unter Verwendung der Bewegungsgeschwindigkeit der Radarvorrichtung 1, des relativen Abstands zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem Ziel und des Einfallswinkels des Reflexionssignals vom Ziel zu schätzen. Folglich kann die Objektdetektionsvorrichtung 8 selbst in einem Fall, in dem das vom Radarvorrichtung 1 beobachtete Ziel ein sich bewegendes Objekt und ein statisches Objekt mit gleichen relativen Abständen und gleichen Einfallswinkeln umfasst, feststellen, ob das Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht.
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Ferner enthält die Objektdetektionsvorrichtung 8 gemäß Ausführungsbeispiel 1 die Endbestimmungseinheit 833, um zu bestimmen, ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel mit der Radarvorrichtung 1 kollidiert oder nicht. Dadurch kann die Objektdetektionsvorrichtung 8 feststellen, ob es sich bei dem Zielobjekt um ein statisches Objekt handelt oder nicht, und ferner feststellen, ob die Möglichkeit besteht, dass das Zielobjekt und die Radarvorrichtung 1 miteinander kollidieren oder nicht.
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Darüber hinaus umfasst die Radarvorrichtung 1 gemäß Ausführungsbeispiel 1: den Sender 4 zum Erzeugen eines in den Raum abzustrahlenden Sendesignals; den Empfänger 5 zum Empfangen eines Signals, das aus der Reflexion des in den Raum abgestrahlten Sendesignals durch das Ziel resultiert; den Geschwindigkeitsmesseinheit 7 zum Messen der Bewegungsgeschwindigkeit der Radarvorrichtung 1; und die Objektdetektionsvorrichtung 8. Infolgedessen kann die Radarvorrichtung 1 selbst in einem Fall, in dem das von der Radarvorrichtung 1 beobachtete Ziel ein sich bewegendes Objekt und ein statisches Objekt mit gleichen relativen Abständen und gleichen Einfallswinkeln umfasst, feststellen, ob das Ziel ein statisches Objekt ist oder nicht, und bestimmen, ob die Möglichkeit besteht, dass das Ziel und die Radarvorrichtung 1 miteinander kollidieren oder nicht.
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Es versteht sich, dass in einem beliebigen Bauteil gemäß dem Ausführungsbeispiel Änderungen vorgenommen werden können, oder ein beliebiges Bauteil gemäß dem Ausführungsbeispiel weggelassen werden kann.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die Objektdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise für fahrzeugmontierte Radarvorrichtungen verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radarvorrichtung,
- 2
- Antenne,
- 3
- Sende-/Empfangsschalter,
- 4
- Sender,
- 5
- Empfänger,
- 6
- A/D-Wandler,
- 7
- Geschwindigkeitsmesseinheit,
- 8
- Objektdetektionsvorrichtung,
- 9A
- bewegtes Objekt,
- 9B
- statisches Objekt,
- 81
- Datenspeichereinheit,
- 82
- Datenerfassungseinheit,
- 83
- Signalverarbeitungseinheit,
- 84
- Ausgangsdatenspeichereinheit,
- 821
- Wellendatenerfassungseinheit,
- 822
- Geschwindigkeitserfassungseinheit,
- 831
- Zieldatenschätzeinheit,
- 832
- Einheit zur Bestimmung des statischen Objekts und
- 833
- Endbestimmungseinheit.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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