DE19743255A1 - Erkennungssystem für sich bewegende Objekte für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Erkennungssystem für sich bewegende Objekte für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung sich
bewegender Objekte für ein Kraftfahrzeug, die in ein Kollisi
sonsverhinderungssystem eingebaut ist.
In den letzten Jahren wurde ein sogenanntes Sicherheitsfahr
zeug mit Kollisionsverhinderungssystem vorgeschlagen. Einige
Typen von Kollisionsverhinderungssystemen arbeiten mit einer
Kombination von vorwärtsschauendem Radarsensor und einer
Bremse. Ein solches Kollisionsverhinderungssystem ist bei
spielsweise aus der ungeprüften japanischen Patentveröffent
lichung Nr. 5-54297 bekannt.
Im typischen Falle erfassen Kollisionsverhinderungssysteme
oder Kollisionsvermeidungssysteme sich bewegende Fahrzeuge
und stationäre Objekte wie Straßenbauwerke, die sich vor dem
Fahrzeug im Fahrweg befinden, und bewirken eine Warnung oder
die automatische Betätigung der Bremsen, wenn festgestellt
wird, daß die Gefahr einer Kollision zwischen Fahrzeug und
Objekten besteht.
Aus zahlreichen statistischen Analysen von Verkehrsunfällen
oder Kollisionen geht hervor, daß Personen, die in tödliche
Autounfälle verwickelt waren, zu Fuß gingen und insbesondere
in vielen Fällen gerade eine Straße überquerten. Daher trägt
die Vermeidung von Kollisionen mit einem die Straße überque
renden Fußgänger mit Hilfe eines solchen Kollisionsverhinde
rungssystems zu einer erheblichen Reduzierung der durch ein
Fahrzeug verursachten tödlichen Unfälle bei. Das herkömmliche
Kollisionsverhinderungssystem kann einen Fußgänger auf der
Straße als sich bewegendes Objekt erkennen, bei dem die Ge
fahr besteht, daß es vom Fahrzeug angefahren wird, und versu
chen, eine Kollision mit dem Fußgänger zu vermeiden. Da es,
vom Fahrzeug aus betrachtet, so ist, daß ein Fußgänger, der
vor dem Fahrzeug die Straße betritt, um den Fahrweg zu kreu
zen, geht man davon aus, daß es viele Fälle gibt, in denen
es, selbst wenn das Kollisionsverhinderungssystem den Fußgän
ger als ein gefährdetes Objekt erkennt, welches möglicherwei
se vom Fahrzeug angefahren wird, unmittelbar nachdem die
betreffende Person schnell die Fahrbahn betritt, für das
Kollisionsverhinderungssystem bereits zu spät ist, um eine
Kollision zu vermeiden.
Bei einem Fußgänger, der sich zunächst außerhalb des Fahrwegs
des Fahrzeugs befindet, der jedoch möglicherweise schon bald
die Fahrbahn betreten wird, ist es erforderlich, daß das
Fahrzeug den Fußgänger als Objekt erkennt, bei dem die Gefahr
besteht, daß es von dem Fahrzeug angefahren wird, sogar bevor
der Fußgänger den Fahrweg vor dem Fahrzeug betritt. Die mei
sten Fußgänger reflektieren Radarstrahlen schwächer als Fahr
zeuge und Straßenbauwerke. Erhöht man die Reaktionsempfind
lichkeit des Radars, um einen solchen Fußgänger zu erfassen,
ist es für das Radargerät schwierig, nur vom Fußgänger re
flektierte Strahlen zu erfassen, weil von der Umgebung eine
erhöhte Störwirkung ausgeht. Insbesondere Straßenbauwerke wie
Schutzgelänger oder Leitplanken zeigen ähnliche Reflexionsmu
ster wie Fußgänger und sind infolgedessen schwer von diesen
Personen zu unterscheiden; in anderen Worten, Schutzgeländer,
die mit entsprechenden Trennungen längs der Straße angeordnet
sind, werden bei dem Objekterkennungsprozeß, vom Fahrzeug aus
betrachtet, genau wie fragmentartige Körper erkannt. Beson
ders wenn sich die Schutzgeländer in geringer Entfernung zum
Fahrzeug befinden, ist es sehr wahrscheinlich, daß die
Schutzgeländer wie sich bewegende Objekte erfaßt werden, die
infolge der Meßgenauigkeit des Laser-Radars scheinbare Sei
tengeschwindigkeiten einschließlich eines unteren Erkennungs
sollschwellenwerts von 0,6 m/sec für Fußgänger aufweisen.
Wenn das Kollisionsverhinderungssystem immer auf jeden Fuß
gänger reagiert, der sich außerhalb der Fahrbahn befindet,
spricht es zu häufig an. Aus diesem Grund darf das Kollisi
onsverhinderungssystem nur bei Fußgängern reagieren, die die
Fahrbahn vor dem Fahrzeug überqueren und möglicherweise in
eine Kollision verwickelt werden. Infolgedessen besteht gro
ßer Bedarf für einen Algorithmus zur präzisen Erfassung von
Fußgängern, die die Fahrbahn überqueren und sich der Gefahr
aussetzen, möglicherweise von dem Fahrzeug angefahren zu
werden.
Die Erfindung hat den Zweck, ein Erkennungssystem für sich
bewegende Objekte zu schaffen, welches zwischen sich bewegen
den Objekten und stationären Objekten längs einer Fahrbahn,
zum Beispiel Schutzgeländern, unterscheidet und ein sich
bewegendes Objekt zuverlässig erkennt, bei dem die hohe Wahr
scheinlichkeit besteht, daß es vor dem mit dem Erkennungssy
stem ausgestatteten Fahrzeug die Fahrbahn betritt.
Der oben genannte Zweck der Erfindung wird erfüllt durch ein
Erkennungssystem für sich bewegende Objekte zur Erkennung
eines sich auf dem Fahrweg eines mit einem Erkennungssystem
ausgestatteten Fahrzeugs bewegenden Objekts, um die Gefahr
einer möglichen Kollision mit einem sich bewegenden Objekt zu
vermeiden. Das Erkennungssystem enthält ein Erfassungsmittel,
zum Beispiel ein Lader-Radargerät, zur Erfassung eines im
Fahrweg des Fahrzeugs gelegenen Bereichs zwecks Erfassung von
Zuordnungsdaten sich vor dem Fahrzeug bewegender Objekte,
ausgehend von Erfassungsechos, sowie ein Erkennungsmittel zur
Erfassung einer Quergeschwindigkeit eines Objekts, welches
sich in einer Richtung quer zum Fahrweg des Fahrzeugs bewegt,
und einer Längsentfernung des sich in Richtung des Fahrwegs
bewegenden Objekts, ausgehend von den Echodaten, die mit
einem ersten bzw. zweiten Schwellenwert verglichen werden,
und zur Erkennung der Gefahr, daß das sich bewegende Objekt
in den Fahrweg eintritt, wenn die Quergeschwindigkeit größer
ist als der erste Schwellenwert, und die Abweichung der ge
nannten Längsentfernung kleiner ist als der zweite Schwellen
wert.
Das erfindungsgemäße Erkennungssystem zur Erkennung stationä
rer Objekte, ausgehend von einer Abweichung der Längsentfer
nung des Objekts, erlaubt keine Fehlidentifizierung von sta
tionären Objekten wie Schutzgeländern längs einer Straße, die
scheinbar Seitengeschwindigkeiten aufweisen und möglicherwei
se als Fußgänger erkannt werden, die sich in einer Richtung
quer zum Fahrweg bewegen, wie es bei sich bewegenden Fußgän
gern der Fall ist.
Da alle in der Nähe des Fahrzeugs befindlichen Objekte
scheinbare Seitengeschwindigkeiten aufweisen, kann die Erken
nung von Gefahrenobjekten bei Objekten in der Nähe des Fahr
zeugs eingeschränkt durchgeführt werden, und der erste
Schwellenwert für Objekte in geringerer Entfernung kann er
höht werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Fehlidentifizie
rung, zum Beispiel eines stationären Objekts in geringer
Entfernung, als sich bewegendes Objekt zu verringern.
Wenn bei einem sich bewegenden Objekt weiterhin erkannt wird,
daß die Gefahr besteht, daß es für länger als einen festge
legten Zeitraum in den Fahrweg eintritt, erkennt das System
auch weiterhin das sich bewegende Objekt als ein solches, bei
dem weiterhin die Gefahr besteht, daß es in den Fahrweg ein
tritt, selbst nachdem die Quergeschwindigkeit des sich bewe
genden Objekts kleiner wird als der erste Schwellenwert.
Dementsprechend wird ein solches sich bewegendes Objekt stän
dig als gefährliches Objekt überwacht.
Die Messung einer Quergeschwindigkeit eines sich bewegenden
Objekts in einer Richtung lotrecht zum Fahrweg macht die
Erkennung eines gefährlichen Objekts einfach.
Ein Erkennungssystem kann ein sich bewegendes Objekt erfas
sen, bei dem möglicherweise die Gefahr besteht, daß es vom
Fahrzeug angefahren wird, wenn es sich weiterhin in Richtung
auf den Fahrweg bewegt, wobei von der Quergeschwindigkeit
ausgegangen wird. Weiterhin kann es eine Entfernung zwischen
einem sich bewegenden Objekt und dem Fahrzeug erfassen, um
ein sich bewegendes Objekt festzustellen, bei dem möglicher
weise die Gefahr besteht, daß es von dem Fahrzeug angefahren
wird, wobei weiterhin von einer Veränderung dieser Entfernung
ausgegangen wird. Dies bietet Sicherheit gegen Verkehrsunfäl
le. Gefährliche Objekte können auf solche in einem Querbe
reich begrenzt sein, der zwischen dem Fahrweg und einer Sei
tenlinie der Fahrspuren auf einander gegenüberliegenden Sei
ten des Fahrzeugs definiert ist, wobei die Entfernung vom
Fahrweg größer ist als auf der anderen Seite, mit der Wir
kung, daß außerhalb der Fahrbahn befindliche Objekte ausge
schlossen bleiben.
Das Erkennungssystem kann eine Warnung an den Fahrzeugführer
aussenden, wenn es eine Entfernung erfaßt, die geringer ist
als eine festgelegte Warnentfernung bzw. kann automatisch ein
Fahrsystem, zum Beispiel ein Bremssystem, ein Lenksystem oder
dergleichen, so steuern, daß eine Kollision mit dem sich
bewegenden Objekt bei Erfassung einer kleineren Entfernung
als einer festgelegten unmittelbaren Entfernung mit Sicher
heit vermieden wird.
Obige und weitere Zwecke und Merkmale der vorliegenden Erfin
dung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer besonde
ren Ausführungsform derselben hervor, wenn sie in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, die folgendes
darstellen:
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines mit einem
erfindungsgemäßen Erkennungssystem für sich bewegende Objekte
ausgestatteten Fahrzeugs.
Fig. 2 ist eine Darstellung, die die Erfassung mittels eines
Laser-Radargeräts zeigt, welches in das in Fig. 1 darge
stellte Erkennungssystem für sich bewegende Objekte eingebaut
ist.
Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, welches die allgemeine Ab
laufroutine der Erfassung sich bewegender Objekte mit dem
Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß einer Aus
führungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine der
Erkennung sich bewegender Objekte im Detail zeigt.
Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine der
Beurteilung eines Gefahrenobjekts zeigt, welches sich zum
Fahrweg des Fahrzeugs hin bewegt.
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine der
Beurteilung der Gefahr zeigt, daß ein sich bewegendes Objekt
möglicherweise durch das Fahrzeug angefahren wird.
Fig. 7 ist eine Grafik, welche einen Schwellenwert zur Beur
teilung des Gefahrengrads zeigt.
Fig. 8 ist eine Grafik, die einen Schwellenwert für die
Erkennung (looking) eines sich bewegenden Gefahrenobjekts
zeigt.
Die Fig. 9 und 10 sind Ablaufdiagramme, die die Ablaufrou
tine bei der Ermittlung eines sich bewegenden Gefahrenobjekts
zeigt.
Fig. 11 ist eine Grafik, die eine Erfassungsbereichsbreite
zeigt.
Fig. 12 ist eine Darstellung, die die bei der Erfassung sich
bewegender Gefahrenobjekte vorgenommene Abdeckung (masking)
zeigt.
Fig. 13 ist eine Grafik, die eine statistische Abweichung
der Entfernung eines Fußgängers in Längsrichtung zeigt.
Fig. 14 ist eine Grafik, die eine Verteilung der Längsent
fernungsabweichung eines Fußgängers zeigt.
Fig. 15 ist eine Grafik, die eine statistische Abweichung
der Längsentfernung von Schutzgeländern zeigt.
Fig. 16 ist eine Grafik, die eine Verteilung der Längsent
fernungsabweichung von Schutzgeländern zeigt.
Fig. 17 ist eine Darstellung, die ein Konzept der Längsent
fernungsabweichung zeigt, und
Fig. 18 ist eine Darstellung, die ein Konzept der Erfas
sungsbereichsbreite zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen, zeigen
insbesondere die Fig. 1 und 2 ein Kraftfahrzeug, welches
mit einem Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei das Erken
nungssystem für sich bewegende Objekte ein am Vorderteil des
Fahrzeugs angebrachtes Laser-Radargerät 2 enthält, eine an
der Fahrzeugdecke angebrachte elektronische CCD-Videokamera 3
zur Überwachung der Szene vor dem Fahrzeug und eine elektro
nische Steuereinheit (ECU) 1, die an das Laser-Radargerät 2
und die CCD-Kamera 3 angeschlossen ist und automatisch ein
Bremssystem steuert. Wie in Fig. 2 zu sehen, tastet das
Laser-Radargerät 2 in periodischen Abständen einen Bereich
eines Fahrwegs vor dem Fahrzeug ab und empfängt das Echo von
Objekten, die sich im Erfassungsbereich befinden. Das Echo
enthält Daten einer Entfernung L1, eines Reflexionswinkels θl
und einer Reflexionsstärke K. Das Laser-Radargerät 2 erfaßt
Echodaten von ca. 500 Punkten (i = 1 bis 500) je Abtastung.
Die Steuereinheit 1 empfängt Daten von Variablen der Fahrbe
dingungen des Fahrzeugs (auf die nachstehend als die Fahrzu
standsvariablen Bezug genommen wird). Die Daten der Fahrzu
standsvariablen enthalten eine Fahrzeuggeschwindigkeit VO1,
einen Gierungswert Ψ und einen Lenkwinkel θH, die durch dem
Fachmann wohlbekannte Sensoren erfaßt werden. Die Steuerein
heit 1 nimmt die Bildverarbeitung eines von der
CCD-Videokamera 3 gelieferten Videobilds vor und erzeugt Daten
von Variablen der Straßenzustandsbedingungen (nachstehend als
die Straßenzustandsvariablen bezeichnet), einschließlich
einer Krümmung der Fahrbahn R, der Breite der gegenüberlie
genden Fahrspur oder die Breite der linken Hälfte der Fahr
bahn dL sowie die Breite der durchgehenden Fahrspur oder die
Breite der rechten Hälfte der Fahrbahn dR, ausgehend von den
verarbeiteten Bilddaten. Diese Daten werden grundsätzlich
durch Kurvenermittlung für einen mittleren Streifen der
durchgehenden Fahrspur des Fahrzeugs erzielt. Das Fahrzeug
ist mit einer Warneinheit 11 ausgerüstet, die beispielsweise
einen Alarmton liefert, sowie mit einer automatischen Brems
betätigungsvorrichtung 12 für die automatische Betätigung der
Bremsen, die durch die Steuereinheit 1 gesteuert werden.
Dieses Erkennungssystem für sich bewegende Objekte bewirkt
die Erkennung eines sich vor dem Fahrzeug bewegenden Objekts.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer allgemeinen Ablaufrou
tine der Erkennung von sich vor dem Fahrzeug bewegenden Ob
jekten, wobei die Ablaufdiagrammlogik einmal je Abtastung der
vor dem Fahrzeug liegenden Szene durch die CCD-Kamera 3 aus
geführt wird, wenn die Ablaufdiagrammlogik beginnt, und die
Steuerung geht bei Schritt S1 direkt auf einen Funktionsblock
über, wo die Steuereinheit 1 verschiedene Daten, einschließ
lich wenigstens der Echodaten L1, θ1 vom Laser-Radargerät 2,
Daten der Fahrzustandsvariablen V0, Ψ, θH des Fahrzeugs so
wie Daten der Straßenzustandsvariablen R, dL, dR der durchge
henden Fahrbahn erfaßt. Anschließend erfolgt in Schritt 2 ein
Prozeß der Objekterkennung. Die Objekterkennung wird erreicht
durch Integration der Echodaten vom Laser-Radargerät 2 durch
das Objekt, die Trennung der vom Laser-Radargerät 2 erfaßten
Objekte nach Objekttyp, wie zum Beispiel Fahrzeuge, Fußgän
ger, Schutzgeländer, Verkehrsschilder, Reflektoren usw., und
Verarbeitung der Daten, um Informationen zu jedem Objekttyp
zu liefern. Ein Endresultat im Objekterkennungsprozeß liefert
Informationen über folgende Attribute des erkannten Objekts:
N: Nummer des Objekts
LN: Entfernung zwischen Fahrzeug und Objekt
θN: Winkel des Objekts im Verhältnis zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs
VLÄNG.N: die Längsgeschwindigkeit des Objekts
VSEIT.N: die Seitengeschwindigkeit des Objekts
DLÄNG.N die Abweichung in der Längsentfernung
DSEIT.N die Abweichung in der Seitenentfernung, und
Num.N: die Zahl der erfaßten Objekte oder die vom Beginn der Erfassung an vergangene Zeit,
wobei der untere Index N im Parameter die zugeordnete Ob jektnummer N bezeichnet. Es gibt eine weitere Information darüber, ob die Objekterkennung fortgeführt wird.
N: Nummer des Objekts
LN: Entfernung zwischen Fahrzeug und Objekt
θN: Winkel des Objekts im Verhältnis zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs
VLÄNG.N: die Längsgeschwindigkeit des Objekts
VSEIT.N: die Seitengeschwindigkeit des Objekts
DLÄNG.N die Abweichung in der Längsentfernung
DSEIT.N die Abweichung in der Seitenentfernung, und
Num.N: die Zahl der erfaßten Objekte oder die vom Beginn der Erfassung an vergangene Zeit,
wobei der untere Index N im Parameter die zugeordnete Ob jektnummer N bezeichnet. Es gibt eine weitere Information darüber, ob die Objekterkennung fortgeführt wird.
Der Begriff "Längsgeschwindigkeit VLÄNG", wie er hier verwen
det wird, bezieht sich auf die Geschwindigkeit eines Objekt
in der Richtung parallel zur Fahrspur, die das Fahrzeug be
fährt, und der Begriff "Seitengeschwindigkeit VSEIT", wie er
hier verwendet wird, bezieht sich auf die Geschwindigkeit
eines Objekts in Querrichtung zur Fahrspur, die das Fahrzeug
befährt. Weiterhin bezieht sich der Begriff "Längsentfer
nungsabweichung", wie er hier verwendet wird, auf die Diffe
renz zwischen der längsten und der kürzesten Längsentfernung
eines bestimmten Umfangs, die als Objekt infolge des Objek
terkennungsprozesses, basierend auf Echodaten, erkannt wird,
und der Begriff "seitliche Entfernungsabweichung", wie er
hier verwendet wird, bezieht sich auf die Differenz zwischen
der größten und der kleinsten Querbreite des bestimmten Um
fangs.
Danach laufen in den Schritten S3 und S4 Prozesse zur Erken
nung eines sich bewegenden Objekts und zur Beurteilung des
Gefahrengrads gegenüber dem Fahrzeug ab. Insbesondere wird in
Schritt S3 ein Objekt, welches aufgrund der Bilddaten und
eines Fahrzustands als wahrscheinlichstes Objekt auf der
Fahrspur, die das Fahrzeug befährt, geschätzt wird, als vor
ausfahrendes Fahrzeug oder ein Hindernis von anderen Objekten
unterschieden. Bei der Beurteilung des Grads der Gefährdung
des Objekts durch das Fahrzeug, ausgehend von dem relativen
Fahrverhältnis zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden
Fahrzeug oder dem Hindernis, zum Beispiel das dem vorausfah
renden Fahrzeug folgende Fahrzeug, ob nun das vorausfahrende
Fahrzeug eine schnelle Verlangsamung durchführt bzw. ob das
vorausfahrende Fahrzeug oder Hindernis anhält, ermittelt die
Steuereinheit 1, ob eine Warnung ausgesendet oder die Bremsen
betätigt werden sollen, und zwar durch Verwendung eines Algo
rithmus zur Beurteilung des Gefahrengrads zwischen Objekt und
Fahrzeug. Da diese Prozesse für die Erfindung nicht von un
mittelbarer Bedeutung sind und vom Fachmann ohne weiteres
nachvollzogen werden können, wird der Prozeß nicht im einzel
nen geschildert.
Wenn ein Objekt erkannt ist und der Gefahrengrad zwischen
Objekt und Fahrzeug gefunden ist, laufen in den Schritten S5
bis S8 Prozesse zur Beurteilung des Gefahrengrads zwischen
Objekt und Fahrzeug ab, wenn sich das Objekt seitlich zur
Fahrbahn bewegt. Nachstehend bedeutet der Begriff "sich bewe
gendes" Objekt oder Objekt ein solches Objekt, insbesondere
einen Fußgänger, das wahrscheinlich die Fahrbahn in einer
Richtung überqueren wird, die lotrecht zum Fahrweg des Fahr
zeugs verläuft, der im allgemeinen parallel zur Fahrbahn
liegt. Der Prozeß der Beurteilung des Gefahrengrads zwischen
einem die Fahrbahn überquerenden Objekt und dem Fahrzeug
findet statt, um ein sich bewegendes Objekt, in vielen Fällen
beispielsweise einen Fußgänger, zu erkennen, welches die
Fahrspur wahrscheinlich überqueren wird, die das Fahrzeug
bereits befährt, und um zu vermeiden, daß das Kollisionsver
hinderungssystem es versäumt, eine Kollision mit dem sich
bewegenden Objekt zu vermeiden. Dieser Prozeß wird erreicht
durch Beurteilung der Wahrscheinlichkeit, daß das sich bewe
gende Objekt die Fahrspur des Fahrzeugs betritt, ausgehend
von der Seitengeschwindigkeit VSEIT.N des sich bewegenden
Objekts, wie sie in Schritt S2 ermittelt wurde, und indem
festgestellt wird, daß das sich bewegende Objekt Gefahr
läuft, vom Fahrzeug angefahren zu werden, wenn die Möglich
keit des Betretens der Fahrbahn durch das sich bewegende
Objekt signifikant ist. Der Prozeß zur Beurteilung des Gefah
rengrads enthält insbesondere die Schritte der Beurteilung
der Wahrscheinlichkeit eines Betretens der Fahrbahn durch ein
sich bewegendes Objekt gemäß Schritt S5, Erfassung eines
Objekts, bei dem die Gefahr des Anfahrens durch das Fahrzeug
mit hoher Wahrscheinlichkeit besteht, durch das Fahrzeug
gemäß Schritt S6, Feststellung, daß das sich bewegende Objekt
Gefahr läuft, angefahren zu werden, gemäß Schritt S7, und
Aufhebung des Konflikts mit dem Resultat der Bestimmung der
Gefahr gegenüber einem voraus fahrenden Fahrzeug gemäß Schritt
8. Schließlich sendet das Kollisionsverhinderungssystem eine
Warnung aus oder bewirkt die Betätigung der Bremsen in
Schritt S9, wenn dies erforderlich ist.
Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine des
in Schritt S2 ausgeführten Objekterkennungsprozesses dar
stellt. Dieses Ablaufdiagramm veranschaulicht die Ablaufdia
grammlogik, um festzustellen, welches der in Laser-Radar-Echos
erfaßten Objekte als Objekt berücksichtigt werden soll
und es entfällt die Ablaufdiagrammlogik zur Erfassung von
Attributen eines nicht zu berücksichtigenden Objekts. Die
Verarbeitung aller Daten von Objekten, die von den
Laser-Radar-Echos erfaßt wurden, überfordert die Steuereinheit 1
und deshalb besteht großer Bedarf für die Erfassung von Daten
einer begrenzten Anzahl von Objekten, die einem höheren Kol
lisionsrisiko unterliegen, und der Löschung von Daten für
Objekte, die weniger gefährdet sind. Zu diesem Zweck berück
sichtigt das herkömmliche Kollisionsverhinderungssystem,
welches dafür ausgelegt ist, Daten von Objekten zu löschen,
die sich näher am Fahrzeug befinden, jedoch außerhalb der
Fahrspur des Fahrzeugs sind, Daten gefährdeter Fußgänger
nicht, die sich auf der Fahrbahn befinden und bei denen eine
hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß sie die Fahrspur des
Fahrzeugs betreten, und es ist demnach unmöglich, eine Kolli
sion mit einem solchen Fußgänger zu vermeiden.
In Anbetracht des oben beschriebenen Nachteils des herkömmli
chen Kollisionsverhinderungssystems ist das erfindungsgemäße
System zur Erkennung sich bewegender Objekte dafür ausgelegt,
Daten von Objekten zu löschen, die sich in der größten Ent
fernung vom Fahrzeug befinden, wobei davon ausgegangen wird,
daß Daten von Objekten, die sich näher am Fahrzeug befinden,
ernstgenommen werden. Das sich am weitesten entfernt befind
liche Objekt ist mit dem Laser-Radargerät 2 nur schwer genau
zu erfassen, wenn inan die Gierbewegung des Fahrzeugs berück
sichtigt, und wird als näher befindliches Objekt erkannt und
berücksichtigt, während sich das Fahrzeug nähert, und daher
ist es bedeutungslos, Daten des sich am weitesten entfernt
befindlichen Objekts zu löschen, nachdem es einmal als ge
fährlich beurteilt wurde, und wird als Ausnahme behandelt und
bleibt nicht unberücksichtigt.
Bezugnehmend auf Fig. 4 werden nach Erfassung der Daten der
Probestellen, die in den Laser-Radar-Echos in Schritt S101
enthalten sind, alle Daten in Schritt S102 markiert. In
Schritt S103 wird beurteilt, welchem Objekt die markierten
Daten zugeordnet sind. Diese Schritte S101 bis S103 werden
wiederholt, bis die Daten aller während einer Abtastung er
faßten Punkte (i) nach Objekt gruppiert sind. Anschließend
erfolgt in Schritt S101 eine Bestimmung darüber, ob Daten
einer Probenahmestelle eines in den letzten Laser-Radar-Echos,
die gemäß Schritt S101 erfaßt wurden, enthaltenen
Objekts nicht zu den erkannten Objekten gehören. Wenn Daten
eines solchen neuen Objekts vorliegen, findet in Schritt S105
tatsächlich eine neuerliche Bestimmung dahingehend statt, ob
eine bestimmte zahlenmäßige Grenze erkannter Objekte, die
entsprechend der Verarbeitungskapazität des Systems festge
legt ist, erreicht wird. Wenn die zahlenmäßige Grenze der
Objekte nicht erreicht wird, wird in Schritt S107 eine Ob
jektnummer Nd gesucht, die noch keinem Objekt zugeordnet
wurde. Wenn die zahlenmäßige Begrenzung der Objekte anderer
seits erreicht ist, während ein Warnflag FWN und ein Brems
flag FBN gesetzt sind, wird in Schritt S106 eine Objektnummer
Nd gesucht, die einem am weitesten entfernten Objekt zugeord
net wurde. In diesem Fall zeigt der Zustand, bei dem sowohl
das Flag FWN und das Flag FBN gesetzt sind, an, daß das Ob
jekt mit der Objektnummer Nd nie als vor dem Fahrzeug befind
liches Objekt erkannt wurde. Nachdem in Schritt S106 oder
S107 die Objektnummer Nd gefunden wurde, werden Zuordnungsda
ten der Objektnummer Nd initialisiert und dann wird eine
Objektnummer Nd dem Objekt zugeordnet, von dem Daten in den
letzten Laser-Radar-Echos gemäß Schritt S108 enthalten sind.
Schließlich werden frühere Zuordnungsdaten durch die Zuord
nungsdaten ersetzt, die zu dem Objekt gehören, dem in Schritt
S109 die Objektnummer Nd zugeordnet wurde. In diesem Fall
zeigt der Zustand, bei dem die Flags FWN und FBN gesetzt
sind, an, daß das fragliche Objekt noch nie als Objekt für
die Beurteilung des Gefahrengrads erkannt wurde.
Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch die Ab
laufroutine der Gefahrengradbeurteilung für ein sich bewegen
des Objekt durch die Schritte S5 bis S7 veranschaulicht.
Diese Ablaufdiagrammlogik wird, beginnend mit Schritt S201,
für alle Objekte wiederholt, denen Objektnummern zugeordnet
wurden. Bei der Beurteilung der Wahrscheinlichkeit des Betre
tens der Fahrbahn durch ein sich bewegendes Objekt gemäß
Schritt S202 werden ein Beurteilungsflag FVN und ein Fußgän
ger-Aufschaltflag FLN aufwärts oder abwärts gesetzt, je nach
dem Resultat der Beurteilung. Das bis auf "1" gesetzte Beur
teilungsflag FVN zeigt an, daß das sich bewegende Objekt der
Objektnummer N sehr wahrscheinlich die Fahrspur des Fahrzeugs
betreten wird, und das auf "1" gesetzte Fußgänger-
Aufschaltflag FLN zeigt an, daß das sich bewegende Objekt der
Objektnummer N, welches mit hoher Wahrscheinlichkeit die
Fahrspur des Fahrzeugs betreten wird, ständig beobachtet
werden sollte, selbst wenn es anhält.
Wenn danach in Schritt S203 festgestellt wird, daß das Beur
teilungsflag FVN auf "1" gesetzt ist, erfolgt die Erfassung
eines Objekts, welches wahrscheinlich vom Fahrzeug angefahren
wird, wenn es weiterhin die Fahrbahn überquert, und das Warn
flag FWN sowie ein Bremsflag FBN werden je nach dem Gefahren
grad in Schritt S204 aufwärts oder abwärts gesetzt. Falls das
Beurteilungsflag FVN nicht auf "1" gesetzt oder wieder ab
wärts gesetzt wurde, wird die Erfassung eines Objekts, wel
ches möglicherweise vom Fahrzeug angefahren wird, übergangen.
Wenn in Schritt S205 festgestellt wird, daß das Warnflag FWN
auf "1" gesetzt ist, während das Bremsflag FBN jedoch wieder
auf "0" zurückgesetzt wurde, werden die Bremsen nicht betä
tigt, während in Schritt S206 eine Warnung ausgesendet wird.
Wenn in den Schritten S206 und S207 andererseits sowohl ein
Warn- als auch ein Bremsflag FWN bzw. FBN auf "1" gesetzt
sind, werden in Schritt S208 die Bremsen betätigt.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine
der in Schritt S5 durchgeführten Gefahrengradbeurteilung in
der Ablaufroutine für die Erkennung eines sich bewegenden
Objekts, wie in Fig. 3 dargestellt, im einzelnen veranschau
licht. Wenn die Ablaufdiagrammlogik beginnt und die Steuerung
in Schritt S301 unmittelbar auf einen Funktionsblock über
geht, wird ermittelt, ob eine Seitengeschwindigkeit VSEIT.N
des sich bewegenden Objekts der Objektnummer N höher ist als
ein Beurteilungsschwellenwert SH(LN). Wenn die Seitenge
schwindigkeit VSEIT.N höher ist als die Beurteilungsschwellen
geschwindigkeit SH(LN), zeigt dies an, daß das sich bewegende
Objekt sehr wahrscheinlich die Fahrspur des Fahrzeugs betre
ten wird, und dann wird das Beurteilungsflag FVN in Schritt
S302 auf "1" gesetzt. Ist die Seitengeschwindigkeit VSEIT.N
andererseits geringer als der Beurteilungsschwellenwert
SH(LN), wird das Beurteilungsflag FVN in Schritt S303 wieder
auf "0" zurückgesetzt.
Wie in Fig. 7 dargestellt, ergibt sich der Schwellenwert
SH(LN) aus einer Funktion des Abstands zwischen Objekt und
Fahrzeug. Insbesondere wenn der Abstand LN größer ist als
50 m, wird dem Schwellenwert SH(LN) der höchste Wert zugeord
net, so daß die Wahrscheinlichkeit der Durchführung einer
Beurteilung verringert wird. Ist der Abstand mäßig, das heißt
zwischen 20 und 50 im, wird dem Schwellenwert SH(LN) der
kleinste Wert zugeordnet, so daß die Wahrscheinlichkeit einer
Durchführung der Beurteilung zunimmt. Wenn der Abstand wei
terhin geringer ist als 20 im, wird dem Schwellenwert SH(LN)
ein etwas größerer Wert als bei mittleren Entfernungen zuge
ordnet. Ein Fußgänger, der sich in großer Entfernung zum
Fahrzeug befindet, ist im Vergleich zum Fahrzeug zu langsam,
um berücksichtigt zu werden, so daß der Schwellenwert SH(LN)
für große Entfernungen hoch eingestellt wird. Bei geringen
Entfernungen jedoch könnte das Laser-Radargerät 2 ein statio
näres Objekt falsch identifizieren, wie zum Beispiel ein
Schutzgeländer in geringerer Entfernung zum Fahrzeug, als
würde es die Fahrbahn mit einer scheinbaren Seitengeschwin
digkeit VSEIT.N mit größerer Wahrscheinlichkeit überqueren,
was sich aus der geringen Meßgenauigkeit des
Laser-Radargeräts 2 ergibt. Bei Einstellung des Schwellenwerts
SH(LN) für kurze Entfernungen ist es schwierig, zwischen
stationären Objekten und sich bewegenden Objekten mit einer
Seitengeschwindigkeit VSEIT.N zu unterscheiden. Aus diesem
Grund verhindert ein etwas hoher Schwellenwert SH(LN), daß
das Objekterkennungssystem es versäumt, zwischen stationären
Objekten und sich bewegenden Objekten zu unterscheiden. Wenn
jedoch ein Fußgänger, der als sich bewegendes Objekt erkannt
wurden beim Überqueren in einer Entfernung zwischen 20 und
50 m zum Fahrzeug näher an das Fahrzeug gelangt, könnte das
Objekterkennungssystem es versäumen, den Fußgänger infolge
eines hohen Schwellenwerts SH(LN) bei geringen Entfernungen
als sich bewegendes Objekt zu erkennen. Falls vor diesem
Hintergrund ein Fußgänger für eine bestimmte Zeitdauer konti
nuierlich, zum Beispiel während 0,35 sec, als sich bewegendes
Objekt erkannt wird, wird anschließend die Fußgänger-
Aufschaltverarbeitung ausgeführt, um die Erkenntnis beizube
halten, daß der Fußgänger die Fahrbahn überquert, selbst bei
einer geringeren Geschwindigkeit als dem Schwellenwert
VSEIT.N, was bei einem sich bewegenden Fußgänger zutrifft, der
eine Zeitlang anhält und dann weiter die Fahrbahn überquert.
Die festgelegte Zeit, also die Fußgänger-Aufschaltzeit ist,
wie in Fig. 8 dargestellt, als variabler Schwellenwert
LT(Vo) berücksichtigt.
Fig. 8 zeigt das Verhältnis zwischen dem Aufschaltschwellen
wert LT(Vo) und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vo, wobei der
Aufschaltschwellenwert LT(Vo) als Funktion im umgekehrten
Verhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit Vo gegeben ist. Der
Aufschaltschwellenwert LT(Vo), der sich umgekehrt proportio
nal zur Fahrzeuggeschwindigkeit Vo verhält, berücksichtigt
Umstände, unter denen des schwieriger wird, ein Anfahren
eines sich bewegenden Fußgängers zu vermeiden, der den Fahr
weg betritt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit Vo zunimmt.
Weiterhin ermöglicht der Aufschaltschwellenwert LT(Vo) die
Gefahrengradbeurteilung für ein sich bewegendes Objekt, um
einen sich bewegenden Fußgänger in großer Entfernung zu er
fassen, solange die Seitengeschwindigkeit VSEIT.N hoch ist,
und um die Möglichkeit zur Durchführung einer Aufschaltverar
beitung für den Fußgänger zu verbessern, wenn die Fahrzeugge
schwindigkeit Vo hoch ist. Dementsprechend wird ein sich
bewegendes Objekt oder ein Fußgänger in großer Entfernung zum
Fahrzeug, der möglicherweise durch das mit hoher Geschwindig
keit fahrende Fahrzeug angefahren werden kann, mit hoher
Wahrscheinlichkeit kontinuierlich überwacht.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig. 6 erfolgt gemäß
Schritt S304, nachdem das Beurteilungsflag FVN gesetzt oder
nach unten rückgesetzt wurde, eine Bestimmung dahingehend, ob
das Beurteilungsflag FVN oben ist. Anschließend werden sowohl
der Aufschaltzähler als auch der Geschwindigkeitsabweichungs
zähler so betätigt, daß ihre Zählwerte ZÄHLUNGN und ZÄHLUNG
VN um ein Einer-Inkrement bei Schritt S306 verändert werden,
wenn sich das Beurteilungsflag FVN oben befindet. Der Auf
schaltzähler ist so ausgestattet, daß er eine Zeit zählt, für
die die Aufschaltverarbeitung für ein sich bewegendes Objekt
mit einer Objektnummer N, welches als gefährlich erkannt
wurde, kontinuierlich durchgeführt wird. Der Geschwindig
keitsabweichungszähler ist für die Auswertung der Seitenge
schwindigkeitsabweichung eines sich bewegenden Objekts mit
einer Objektnummer N ausgelegt. Der Zählwert ZÄHLUNG VN des
Geschwindigkeitsabweichungszählers wird um ein
Einer-Inkrement verändert, wenn eine festgelegte Schwellendifferenz
um eine Differenz zwischen der letzten Seitengeschwindigkeit
VSEIT.N und der vorherigen Geschwindigkeit eines sich bewegen
den Objekts mit einer Objektnummer N überschritten wird.
Nachdem die Zählwerte ZÄHLUNGN und ZÄHLUNG VN bei Schritt
S305 verändert wurden, wenn das Beurteilungsflag FVN oben
ist, oder ohne Änderung der Zählwerte ZÄHLUNGN und ZÄHLUNG
VN, wenn das Beurteilungsflag FVN unten ist, wird anschlie
ßend der Aufschaltzählwert ZÄHLUNGN mit einem Aufschalt
schwellenwert LT(Vo) in Schritt S306 verglichen. Wenn der
Aufschaltzählwert ZÄHLUNGN den Aufschaltschwellenwert LT(Vo)
überschreitet, wird ein Aufschaltflag FLN bei Schritt S307
auf "1" nach oben gesetzt. Wenn andererseits der Aufschalt
zählwert ZÄHLUNGN kleiner ist als der Aufschaltschwellenwert
LT(Vo), während das Aufschaltflag FLN unten war, wird der
Aufschaltzähler, während das Aufschaltflag FLN nach unten
gesetzt ist, in Schritt S308 auf Null (0) rückgesetzt. Wenn
festgestellt wird, daß das Aufschaltflag FLN in Schritt S308
oben ist, wird das Beurteilungsflag FVN in Schritt S310 nach
"1" aufwärts gestellt. Falls ein sich bewegender Fußgänger
mit einer Objektnummer N durch Setzen des Beurteilungsflags
FVN einmal aufgeschaltet (locked) ist, wird der Fußgänger
ständig als gefährliches Objekt überwacht, welches mit großer
Wahrscheinlichkeit in den Fahrweg des Fahrzeugs eintritt,
selbst wenn der Fußgänger in der anschließenden Ablaufroutine
als unbewegt beurteilt wird. Obgleich das Aufschaltflag FLN
in diesem Fall hochgestellt ist, wenn das Beurteilungsflag
FVN für einen bestimmten Zeitraum hochgestellt bleibt, d. h.
wenn der Aufschaltzählwert ZÄHLUNGN den Schwellenwert LT(Vo)
überschreitet, kann es vorzugsweise sofort hochgestellt wer
den, wenn das Beurteilungsflag FVN oben ist.
Wenn anschließend oder ohne Setzen des Beurteilungsflags FVN
auf "1" festgestellt wird, daß sich das Aufschaltflag FLN in
Schritt S309 unten befindet, erfolgt eine weitere Bestimmung
betreffend sowohl die Längsentfernungsabweichung DLÄNG.N als
auch die Seitenentfernungsabweichung DSEIT.N in Schritt S311,
um herauszufinden, ob es sich bei dem Objekt um Schutzgelän
der, eine Gruppe von Fußgängern, einen Fußgänger mit schwan
kendem Gang oder um andere Objekte handelt. Diese Bestimmung
erfolgt aufgrund eines Schwellenwerts a für eine Längsentfer
nungsabweichung zur Beurteilung von Schutzgeländern und einem
Schwellenwert b für Seitenentfernungsabweichung zur Beurtei
lung einer Fußgängergruppe. In einem Objekterkennungsprozeß
sehen Schutzgeländer, die längs der Fahrbahn mit Trennungen
aufgestellt sind, vom fahrenden Fahrzeug wie Fragmente aus.
Insbesondere besteht infolge der Meßgenauigkeit des
Laser-Radargeräts 2 bei kürzeren Entfernungen eine große Wahr
scheinlichkeit, daß Schutzgeländer wahrscheinlich als ein
Objekt beobachtet und erkannt werden, welches sich mit einer
Seitengeschwindigkeit von 0,6 m/sec oder ähnlich bewegt, was
eine Geschwindigkeitsuntergrenze für die Erkennung eines
Fußgängers ist. Dementsprechend sind Schutzgeländer eine der
Störungen bei der Objekterkennung von Fußgängern und sind von
Fußgängern mit normalen Mitteln unter Anwendung der Seitenge
schwindigkeit kaum unterscheidbar und es ist infolgedessen
erforderlich, mittels anderen Parametern als der Seitenge
schwindigkeit zwischen Schutzgeländern und Fußgängern zu
unterscheiden. Bei dem erfindungsgemäßen Objekterkennungssy
stem dient die Längsentfernungsabweichung eines Objekts als
Parameter zur Erkennung von Schutzgeländern, ausgehend von
dem konstruktiven Merkmal, das ein Schutzgeländer als statio
näres Objekt in Richtung längs der Fahrbahn lang, jedoch in
Querrichtung zur Fahrbahn kurz ist.
Wie in den Fig. 13 und 14 besonders gezeigt, die Längsent
fernungsabweichungen von Fußgängern bezogen auf die Zeit und
die Verteilung der Längsentfernungsabweichungen darstellen,
wird festgestellt, daß ein Fußgänger eine Längsentfernungsab
weichung von ca. 1 m aufweist. In ähnlicher Weise sind in den
Fig. 15 bzw. 16 Längsentfernungsabweichungen von Schutzge
ländern bezogen auf die Zeit und die Verteilung der Längsent
fernungsabweichungen dargestellt. In Fig. 16 wurde die Ver
teilung von Längsentfernungsabweichungen unter 2 m bei Fuß
gängern zu Vergleichszwecken einbezogen. Aus diesen Zahlen
geht hervor, daß Schutzgeländer Längsentfernungsabweichungen
aufweisen, die etwa zehnmal größer sind als bei Fußgängern,
und ein Schwellenwert für die Längsentfernungsabweichung von
ca. 2 m ermöglicht es, zwischen Schutzgeländern und Fußgän
gern zu unterscheiden. Die Anwendung eines Schwellenwerts zur
Erkennung von Schutzgeländern gewährleistet, daß Fußgänger
von Störungen einschließlich Schutzgeländern in Nähe der
Fußgänger bei der Objekterkennung getrennt sind.
Bei der Bestimmung entsprechend Schritt S311 wird das Objekt
als Schutzgeländer ermittelt, wenn die Längsentfernungsabwei
chung die DLÄNG.N größer ist als der Schwellenwert a für die
Schutzgeländerbeurteilung und wenn die Seitenentfernungsab
weichung DSEIT.N kleiner ist als der Schwellenwert b zur Beur
teilung einer Gruppe von Schutzgeländern. Um die Genauigkeit
der Unterscheidung zwischen Schutzgeländern und Fußgängern
bei kürzeren Entfernungen zu erhöhen, wobei es leicht zu
Erkennungsfehlern kommen kann, kann diese Bestimmung auf
Objekte in einem festgelegten, näher am Fahrzeug befindlichen
Bereich angewandt werden.
Wenn das Objekt ein Schutzgeländer ist, wie es die Bestimmung
nach Schritt S311 zeigt, nachdem das Beurteilungsflag FVN und
das Aufschaltflag FLN heruntergesetzt wurden und der Auf
schaltzähler in Schritt S312 auf 0 (Null) rückgesetzt wurde,
führt die Ablaufdiagrammlogik ab Schritt S301 eine weitere
Ablaufroutine aus. Wenn das Objekt andererseits kein Schutz
geländern ist, erfolgt eine weitere Bestimmung in Schritt
S313 im Hinblick darauf, ob es sich bei dem Objekt um eine
Fußgängergruppe oder einen Fußgänger mit schwankendem Gang
handelt. Um auch die Situation zu bewältigen, in der ein
Fußgänger aus einer Gruppe heraus auf den Fahrweg des Fahr
zeugs läuft, ist es im Hinblick auf eine solche Fußgänger
gruppe sicherer, die Wahrscheinlichkeit der Durchführung der
Gefahrenbeurteilung durch Verwendung eines niedrigeren
Schwellenwerts SH(LN) zu erhöhen. Da ein Fußgänger mit
schwankendem Gang mit größerer Wahrscheinlichkeit in den
Fahrweg des Fahrzeugs tritt als ein gleichmäßig gehender
Fußgänger, ist es in ähnlicher Weise bei einem solch schwan
kenden Fußgänger auch sicher, die Wahrscheinlichkeit der
Durchführung der Gefahrenbeurteilung durch Verwendung eines
niedrigeren Schwellenwerts SH(LN) zu erhöhen. Vor diesem
Hintergrund wird, um zwischen einer Fußgängergruppe und einem
schwankend gehenden Fußgänger zu unterscheiden, der Schwel
lenwert a für die Beurteilung von Schutzgeländern und der
Schwellenwert b für die Beurteilung einer Gruppe von Schutz
geländern verwendet. Wenn ein Objekt eine Längsentfernungsab
weichung DLÄNG.N für die Beurteilung von Schutzgeländern und
eine Seitenentfernungsabweichung DSEIT.N aufweisen, die klei
ner ist als die Schwellenwerte a für die Schutzgeländerbeur
teilung und der Schwellenwert b für die Beurteilung einer
Gruppe von Schutzgeländern, wird in Schritt S313 das Objekt
als eine Gruppe von Fußgängern ermittelt. Wenn das Objekt
eine Fußgängergruppe ist, wird die Seitengeschwindigkeit
VSEIT.N der Gruppe mit einem halben Schwellenwert SH(LN) S314
verglichen. Beträgt sie weniger als die Hälfte, wird das
Beurteilungsflag FVN gesetzt, um anzuzeigen, daß jemand aus
der Fußgängergruppe sehr wahrscheinlich in den Fahrweg des
Fahrzeugs in Schritt S315 hineinläuft. Falls die Zahl der
Fußgänger in der Gruppe erkennbar ist, kann der Schwellenwert
b für eine große Gruppe von Schutzgeländern kleiner gehalten
werden als für eine kleine Gruppe von Fußgängern, mit der
Auswirkung, daß bei einer großen Fußgängergruppe höhere Si
cherheit gegeben ist.
Um in Schritt S315 einen schwankenden Fußgänger zu erkennen,
wird der Durchschnitt der Geschwindigkeitsabweichungen be
nutzt, den man durch Division eines Zählwerts ZÄHLUNG VN des
Geschwindigkeitsabweichungszählers durch die Zahl der Stich
proben Num.N erhält. Hat ein Objekt eine größere durch
schnittliche Geschwindigkeitsabweichung als ein Schwellenwert
c in Schritt S316, wird das Objekt als schwankend erkannt.
Wenn das Objekt schwankend geht, wird weiterhin die Seitenge
schwindigkeit VSEIT.N des schwankenden Fußgängers mit einer
Hälfte des Schwellenwerts SH(LN) S317 verglichen. Ist sie
kleiner als die Hälfte, wird das Beurteilungsflag FVN ge
setzt, um anzuzeigen, daß der schwankende Fußgänger sehr
wahrscheinlich in den Fahrweg des Fahrzeugs bei Schritt S318
hineinlaufen wird. Die Seitengeschwindigkeit VSEIT.N eines
Objekts mit einer Geschwindigkeitsabweichung, die viel größer
ist als der Schwellenwert c, kann mit dem auf weniger als die
Hälfte reduzierten Schwellenwert SH(LN) verglichen werden,
mit der Auswirkung, daß die Sicherheit für das Objekt, zum
Beispiel einen Fußgänger, der nicht sicher auf den Beinen
steht, vergrößert wird.
Die Fig. 9 und 10 zeigen ein Ablaufdiagramm der Ablaufrou
tine zur Erfassung eines gefährlichen Objekts, welches mögli
cherweise von dem Fahrzeug in Schritt S6 der allgemeinen
Ablaufroutine gemäß Fig. 3 angefahren wird. Die Ablaufrouti
ne wird ausgeführt, um zu beurteilen, ob bei einem Objekt mit
einer Objektnummer N eine große Wahrscheinlichkeit angenommen
wird, daß es in den Fahrweg des Fahrzeugs in der Ablaufrouti
ne der Gefahrengradbeurteilung in Schritt S5 hineinläuft. In
Fig. 3 wird weiterhin die Wahrscheinlichkeit einer Kollision
mit dem Fahrzeug beurteilt und es erfolgt eine Warnung oder
die Bremsen werden betätigt entsprechend der Wahrscheinlich
keit, daß das Objekt vom Fahrzeug angefahren wird.
Wenn die Ablaufdiagrammlogik beginnt und die Steuerung in
Schritt S401 direkt auf einen Funktionsblock übergeht, wird
die Breite WN eines Zielbereichs für die Erfassung eines
gefährlichen Objekts festgelegt, für welches das Beurtei
lungsflag FVN gesetzt wurde. Grundsätzlich hängt diese
Erfassungsbereichsbreite WN vorzugsweise von der Seitengeschwin
digkeit VSEIT.N eines Objekts ab, welches sich quer zum Fahr
weg des Fahrzeugs bewegt. Es wird davon ausgegangen, daß,
wenn sich das sich bewegende Objekt innerhalb der Erfassungs
bereichsbreite WN befindet, es sehr wahrscheinlich vom Fahr
zeug erfaßt wird. Geht man beispielsweise, wie in Fig. 18
dargestellt, von einem Objekt No. 1 und einem Objekt No. 2
auf der Fahrbahn aus, so ist, wenn das Objekt No. 1 eine
Seitengeschwindigkeit VSEIT.1 aufweist, die ausreichend klei
ner ist als eine Seitengeschwindigkeit VSEIT.2 des Objekts No.
2, die Erfassungsbereichsbreite W1 für das Objekt No. 1 aus
reichend geringer als die Erfassungsbereichsbreite W2 für das
Objekt No. 2.
Die Erfassungsbereichsbreite WN kann wie folgt auf unter
schiedliche Weise ermittelt werden:
- 1. WN = (LN/Vo) × VSEIT.N + (Querbreite des Fahrzeugs /2).
Die Erfassungsbereichsbreite WN wird in Anbetracht der Tatsa che festgelegt, daß, wenn das Fahrzeug nicht gebremst wird, es auf das Objekt nach einer Zeit von (LN/Vo) Sekunden auffahren wird. - 2. Die Erfassung eines gefährlichen Objekts betrifft nur
Objekte auf der Fahrbahn, die vom Fahrzeug befahren wird.
WN = dR (Querentfernung von einem Fahrwegmitte des Fahrzeugs zur rechten Kante der Fahrbahn, wenn sich ein Objekt auf der rechten Seite des Fahrzeugs befindet); oder
WN = dL (Querentfernung von einem Fahrwegmitte des Fahrzeugs zur rechten Kante der Fahrbahn, wenn sich ein Objekt auf der linken Seite des Fahrzeugs befindet). - 3. Die Erfassungsbereichsbreite WN wird nach einem festgeleg ten Verhältnis zur Seitengeschwindigkeit VSEIT.N bestimmt, zum Beispiel wie in Fig. 11 dargestellt. Dies bedeutet, daß die Erfassungsbereichsbreite WN für kleinere Seitengeschwindig keiten VSEIT.N klein und konstant ist und mit einer Zunahme der Seitengeschwindigkeit VSEIT.N linear ansteigt. Bei höheren Seitengeschwindigkeiten VSEIT.N beschränkt sich die Erfas sungsbereichsbreite WN auf eine Querentfernung von einer Mitte des Fahrwegs des Fahrzeugs zur rechten Kante der Fahr bahn, wenn sich ein Objekt auf der rechten Seite des Fahr zeugs befindet, oder eine Querentfernung von einer Mitte des Fahrwegs des Fahrzeugs zur rechten Kante der Fahrbahn, wenn sich ein Objekt auf der rechten Seite des Fahrzeugs befindet.
- 4. Jede Entfernung zu den Seiten der Fahrspuren auf gegen überliegenden Seiten des Fahrzeugs, die vom Fahrweg mehr als die andere entfernt ist, kann als Extrem der Erfassungsbe reichsbreite WN verwendet werden.
Anschließend erfolgt in Schritt S402 eine Bestimmung aufgrund
der Erfassungsbereichsbreite WN, um festzustellen, ob die
Gefahr besteht, daß das Objekt auf der Fahrbahn angefahren
wird, selbst wenn sich das Fahrzeug längs einer krummlinigen
Strecke bewegt. Wie in Fig. 12 als Beispiel dargestellt,
wird der Sichtwinkel α der Erfassungsbereichsbreite WN im
Verhältnis zu einer Geraden, längs derer sich das Fahrzeug
derzeit bewegt, wenn ein Objekt N in einem Abstand LN vor dem
Fahrzeug und in einem Winkel θN zum Fahrzeug zu sehen ist,
welches sich längs einer krummlinigen Strecke mit einem Krüm
mungsradius R bewegt, wie folgt angegeben:
α = LN/2R.
Folgende Zustandsbeziehung kann dargestellt werden, die ein
Objekt innerhalb der Erfassungsbereichsbreite WN beiderseits
des Fahrzeugs erfüllen muß:
α-(WN/LN) < θN < α + (WN/LN)
worin θN der Winkel eines Objekts im Verhältnis zu einer
Geraden ist, längs derer das Fahrzeug zur Zeit gelenkt wird.
Die Zustandsbeziehung wird durch ein Objekt eingehalten,
welches sich in dem Erfassungsbereich befindet und möglicher
weise durch das Fahrzeug gefährdet wird.
Wenn die Zustandsbeziehung in Schritt S402 erfüllt ist, wird
in Schritt S403 ein Gefahrenflag FIN auf "1" gesetzt. Wenn
die Zustandsbeziehung andererseits durch ein Objekt nicht
erfüllt wird, deutet dies daraufhin, daß sich das Objekt
außerhalb des Erfassungsbereichs befindet; dann wird in
Schritt S404 das Gefahrenflag FIN rückgesetzt. Wenn in
Schritt S405 festgestellt wird, daß sich das Gefahrenflag FIN
unten befindet, wird die Erfassung des gefährlichen Objekts
beendet. Wenn in Schritt S405 jedoch festgestellt wird, daß
sich das Gefahrenflag FIN oben befindet, deutet dies darauf
hin, daß die Gefahr einer Kollision zwischen dem Objekt und
dem Fahrzeug besteht, eine Warnung ausgesendet wird oder
ansonsten wird das Fahrzeug in Schritt S406 automatisch ge
bremst, wenn die Gefahr unmittelbar vorhanden ist.
Zu diesem Zweck werden in Schritt S406 Berechnungen ange
stellt, um eine Warnentfernung LW zu ermitteln, bei der eine
Warnung ausgesendet wird, und eine Bremsentfernung LB, bei
der das Fahrzeug automatisch abgebremst wird. Diese Entfer
nungen LW und LB ergeben sich aus folgenden Gleichungen:
LW= [Vo2/(2 × 9,8 × µ)) + t0 × Vo + d
LB = (Vo2/(2 × 9,8 × µ)] + t1 × Vo + d
LB = (Vo2/(2 × 9,8 × µ)] + t1 × Vo + d
worin t0 oder t1 eine Zeit ist, die vor der Warnung oder dem
Bremsvorgang vergeht, und wobei d eine Entfernung ist, die
zurückgelegt werden muß, bevor die Warnung oder der Bremsvor
gang erfolgt, und worin µ der Reibungskoeffizient der Stra
ßendecke ist.
Wenn in Schritt S407 festgestellt wird, daß der Abstand LN
zum Objekt N innerhalb der Warnentfernung LWN liegt, wird in
Schritt S408 ein Warnflag FWN auf "1" gesetzt und wenn wei
terhin in Schritt S409 festgestellt wird, daß der Abstand LN
zum Objekt N innerhalb der Bremsentfernung LB liegt, wird in
Schritt S410 ein Bremsflag FBN gesetzt. Das Warnflag FWN
bleibt unten, wenn der Abstand LN größer ist als die
Warnentfernung LW. In ähnlicher Weise bleibt das Bremsflag FBN un
ten, wenn der Abstand größer ist als die Bremsentfernung LB.
Anschließend wird in Schritt S411 festgestellt, ob eine der
folgenden Bedingungen erfüllt wird:
Bedingung A: Die Warnentfernung LW wird um einen Abstand LN überschritten.
Bedingung B: Das Bremspedal wird betätigt, um einen Schalter eines automatischen Bremssystems einzuschalten.
Bedingung C: Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vo ist etwa 0 (Null).
Bedingung A: Die Warnentfernung LW wird um einen Abstand LN überschritten.
Bedingung B: Das Bremspedal wird betätigt, um einen Schalter eines automatischen Bremssystems einzuschalten.
Bedingung C: Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vo ist etwa 0 (Null).
Wenn bei Schritt S411 eine der Bedingungen A, B und C erfüllt
ist, weist dies daraufhin, daß die Kollisionsgefahr vorüber
ist, das Warnflag FWN wird in Schritt S412 wieder abwärts
gesetzt. Wenn in Schritt S413 weiterhin die Bedingung c er
füllt ist, weist dies daraufhin, daß es nicht nötig ist,
Bremsen zu betätigen, und dann wird das Bremsflag FWN in
Schritt S414 nach unten gesetzt.
Die abschließenden Stoppbefehle kehren zum ersten Schritt
zurück, um einen weiteren Zyklus der Erfassung gefährlicher
Objekte einzuleiten.
Obgleich bei der vorgenannten Ausführungsform Warnung und
Bremsvorgang benutzt werden, um eine Kollision zu verhindern,
können, einzeln oder in Kombination miteinander, verschiedene
Varianten wie automatische Lenkung, automatische Motor-
Drosselklappenabschaltung, automatisches Herunterschalten
oder dergleichen angewandt werden.
Es ist davon auszugehen, daß die vorliegende Erfindung mit
verschiedenen Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen
ausgeführt werden kann, die dem Fachmann jeweils in den Sinn
kommen können, ohne dadurch den Geist und Umfang der in fol
genden Ansprüchen definierten Erfindung zu verlassen.
Claims (21)
1. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte zur Erken
nung eines Objekts, welches sich in Richtung auf die Vor
wärtsbewegung eines Fahrzeugs bewegt, welches mit dem Erken
nungssystem für sich bewegende Objekte ausgestattet ist, um
eine Kollision zwischen dem sich bewegenden Objekt und dem
Fahrzeug zu verhindern, wobei das genannte Erfassungssystem
für sich bewegende Objekte folgendes enthält:
Erfassungsmittel zur Erfassung eines festgelegten Sichtfelds nach vorn einschließlich einer Strecke, auf der sich das Fahrzeug bewegt, um Daten über sich bewegende Objekte in dem genannten Bereich vor dem Fahrzeug aufgrund von Erfassungs echos zu sammeln, und
Erkennungsmittel zur Feststellung einer Quergeschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts, welches sich in Querrichtung zum Fahrweg des Fahrzeugs bewegt, und einer Längsentfernung des genannten, sich bewegenden Objekts in der genannten Fahr richtung, ausgehend von den genannten Daten, durch Vergleich der genannten Quergeschwindigkeit und einer Abweichung der genannten Längsentfernung mit einem ersten bzw. zweiten Schwellenwert und Erkennung der Tatsache, daß die Gefahr besteht, daß sich das genannte sich bewegende Objekt in den Fahrweg begibt, wenn die genannte Quergeschwindigkeit größer ist als der genannte erste Schwellenwert und wenn die genann te Abweichung der genannten Längsentfernung geringer ist als der genannte zweite Schwellenwert.
Erfassungsmittel zur Erfassung eines festgelegten Sichtfelds nach vorn einschließlich einer Strecke, auf der sich das Fahrzeug bewegt, um Daten über sich bewegende Objekte in dem genannten Bereich vor dem Fahrzeug aufgrund von Erfassungs echos zu sammeln, und
Erkennungsmittel zur Feststellung einer Quergeschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts, welches sich in Querrichtung zum Fahrweg des Fahrzeugs bewegt, und einer Längsentfernung des genannten, sich bewegenden Objekts in der genannten Fahr richtung, ausgehend von den genannten Daten, durch Vergleich der genannten Quergeschwindigkeit und einer Abweichung der genannten Längsentfernung mit einem ersten bzw. zweiten Schwellenwert und Erkennung der Tatsache, daß die Gefahr besteht, daß sich das genannte sich bewegende Objekt in den Fahrweg begibt, wenn die genannte Quergeschwindigkeit größer ist als der genannte erste Schwellenwert und wenn die genann te Abweichung der genannten Längsentfernung geringer ist als der genannte zweite Schwellenwert.
2. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach An
spruch 1, bei dem das genannte Erkennungsmittel einen Ver
gleich zwischen der genannten Abweichung der genannten Längs
entfernung und dem genannten zweiten Schwellenwert restriktiv
für ein sich bewegendes Objekt in einem bestimmten Bereich
einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt, ausführt.
3. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß
einem der vorherigen Ansprüche 1 und 2, bei dem das genannte
Erkennungsmittel den genannten ersten Schwellenwert verän
dert, der für ein sich bewegendes Objekt in Nähe des Fahr
zeugs größer ist als für ein vom Fahrzeug entferntes sich
bewegendes Objekt.
4. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach einem
der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, bei dem, wenn erkannt wur
de, daß ein sich bewegendes Objekt weiterhin in Gefahr steht,
in den genannten Fahrweg für mehr als eine festgelegte Zeit
dauer einzutreten, das genannte Erkennungsmittel weiterhin
das genannte sich bewegende Objekt als ein solches erkennt,
bei dem die Gefahr besteht, daß es sich in den genannten
Fahrweg begibt, selbst wenn die genannte Quergeschwindigkeit
des genannten, sich bewegenden Objekts kleiner wird als der
genannte erste Schwellenwert.
5. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach An
spruch 4, bei dem die genannte Zeitdauer bei rückgehender
Fahrzeuggeschwindigkeit verkürzt wird.
6. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach einem
der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, bei dem die genannte Quer
geschwindigkeit in einer Richtung lotrecht zum genannten
Fahrweg gemessen wird.
7. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach einem
der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, bei dem das genannte Meß
mittel ein Laser-Radargerät zur Übermittlung eines
Laserstrahls enthält, um einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich
abzutasten und Echos zur Ermittlung der genannten Querge
schwindigkeit und der genannten Längsentfernung zu analysie
ren.
8. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach einem
der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, bei dem das genannte Erken
nungsmittel ein sich bewegendes Objekt erfaßt, bei dem die
Gefahr besteht, daß es von dem Fahrzeug angefahren wird, wenn
es sich aufgrund der genannten Quergeschwindigkeit weiter in
Richtung auf den genannten Fahrweg bewegt.
9. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach An
spruch 8, bei dem das genannte Erkennungsmittel weiterhin
einen Abstand zwischen einem sich bewegenden Objekt und dem
Fahrzeug feststellt und ein sich bewegendes Objekt erfaßt,
bei dem die Gefahr besteht, daß es aufgrund einer Änderung
des genannten Abstands vom Fahrzeug angefahren wird.
10. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach einem der vorherigen Ansprüche 8 und 9, bei
dem das genannte Erkennungsmittel ein sich bewegendes Objekt
innerhalb eines Querbereichs erkennt, der zwischen dem ge
nannten Fahrweg und einer der Seitenlinien der Spuren auf
gegenüberliegenden Seiten vom Fahrzeug definiert ist, die
weiter vom Fahrweg entfernt ist als die andere.
11. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 10,
weiterhin enthaltend Warnmittel zum Aussenden einer Warnung
an einen Fahrer des Fahrzeugs, bei dem das genannte Erken
nungsmittel das genannte Warnmittel betätigt, wenn festge
stellt wird, daß der Abstand kleiner ist als ein vorher fest
gelegter Abstand.
12. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 11,
weiterhin enthaltend Antriebssteuerungsmittel zur automati
schen Steuerung von Antriebssystemen des Fahrzeugs, um eine
Kollision mit dem genannten, sich bewegenden Objekt zu ver
meiden, wobei das genannte Erkennungsmittel das genannte
Antriebssteuerungsmittel betätigt, wenn festgestellt wird,
daß der Abstand geringer ist als ein vorher festgelegter
Abstand.
13. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach Anspruch 12, bei dem das genannte Antriebs
steuerungsmittel ein Bremssystem des Fahrzeugs steuert.
14. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach Anspruch 1, bei dem, wenn das genannte Erken
nungsmittel die genannte Quergeschwindigkeit und die genannte
Längsentfernung für eine begrenzte Anzahl sich bewegender
Objekte erfaßt, das genannte Erkennungsmittel die genannten
Daten eines aus einer begrenzten Anzahl sich bewegender Ob
jekte unberücksichtigt läßt, welches weiter entfernt ist als
die anderen.
15. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach Anspruch 14, bei dem das genannte Erkennungs
mittel die genannten Daten eines sich bewegenden Objekts
weiterhin beibehält, welches einmal als in der Gefahr eines
Zusammenstoßes mit dem Fahrzeug erkannt wurde.
16. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach Anspruch 1, bei dem das genannte Erkennungs
mittel eine Längsentfernungsabweichung und eine Querentfer
nungsabweichung eines sich bewegenden Objekts erfaßt und die
genannte Längsentfernungsabweichung sowie die genannte Quer
entfernungsabweichung mit einem dritten Schwellenwert ver
gleicht, der für stationäre Objekte am Straßenrand einge
stellt ist, und mit einem vierten Schwellenwert, der für eine
Gruppe von Fußgängern eingestellt ist, um ein sich bewegendes
Objekt als Fußgängergruppe zu erkennen, wenn die genannte
Längsentfernungsabweichung und die genannte Querentfernungs
abweichung kleiner sind als der genannte dritte Schwellenwert
bzw. der genannte vierte Schwellenwert.
17. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach Anspruch 16, bei dem das genannte Erkennungs
mittel den genannten ersten Schwellenwert auf einen kleineren
Wert verändert, wenn ein sich bewegendes Objekt als eine
Fußgängergruppe erkannt wird.
18. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach einem der vorherigen Ansprüche 16 und 17, bei
dem das genannte Erkennungsmittel den genannten ersten
Schwellenwert verkleinert, wenn die genannte Gruppe eine
große Anzahl Fußgänger statt einer kleinen Anzahl Fußgänger
enthält.
19. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach Anspruch 1, bei dem das genannte Erkennungs
mittel ein sich bewegendes Objekt, wie zum Beispiel einen
schwankenden Fußgänger, erkennt, wenn eine Abweichung der
genannten Quergeschwindigkeit des genannten sich bewegenden
Objekts erfaßt wird, die größer ist als ein fünfter Schwel
lenwert.
20. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach Anspruch 19, bei dem das genannte Erkennungs
mittel den genannten ersten Schwellenwert verkleinert, wenn
ein sich bewegendes Objekt als schwankender Fußgänger erkannt
wird.
21. Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der
Definition nach Anspruch 20, bei dem das genannte Erkennungs
mittel weiterhin den genannten ersten Schwellenwert verän
dert, wenn eine Abweichung der genannten Quergeschwindigkeit
des genannten sich bewegenden Objekts erfaßt wird, die größer
ist als eine vorher festgelegte Abweichung.
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