DE19743255B4

DE19743255B4 - Erkennungssystem für sich bewegende Objekte für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19743255B4
Application number: DE19743255A
Authority: DE
Inventors: Tohru Yoshioka; Tomohiko Higashihiroshima Adachi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2009-12-31
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: DE19743255A1; US6035053A; JPH10100820A; JP3843502B2

Abstract

Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte zur Erkennung eines Objekts, welches sich in Richtung auf die Vorwärtsbewegung eines Fahrzeugs bewegt, welches mit dem Erkennungssystem 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 Erfassungsechos 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 Fahrrichtung, ausgehend von den genannten Daten, zur Bestimmung einer Abweichung der genannten Längsentfernung, wobei die genannte Abweichung definiert ist als die Differenz zwischen der längsten und der kürzesten Längsentfernung eines...

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung sich bewegender Objekte für ein Kraftfahrzeug, die in ein Kollisisonsverhinderungssystem eingebaut ist.
In den letzten Jahren wurde ein sogenanntes Sicherheitsfahrzeug mit Kollisionsverhinderungssystem vorgeschlagen. Einige Typen von Kollisionsverhinderungssystemen arbeiten mit einer Kombination von vorwärtsschauendem Radarsensor und einer Bremse. Ein solches Kollisionsverhinderungssystem ist beispielsweise aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP 5-54297 A 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 überquerenden Fußgänger mit Hilfe eines solchen Kollisionsverhinderungssystems 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 Gefahr besteht, daß es vom Fahrzeug angefahren wird, und versuchen, 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 kreuzen, geht man davon aus, daß es viele Fälle gibt, in denen es, selbst wenn das Kollisionsverhinderungssystem den Fußgänger als ein gefährdetes Objekt erkennt, welches möglicherweise 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 meisten Fußgänger reflektieren Radarstrahlen schwächer als Fahrzeuge und Straßenbauwerke. Erhöht man die Reaktionsempfindlichkeit des Radars, um einen solchen Fußgänger zu erfassen, ist es für das Radargerät schwierig, nur vom Fußgänger reflektierte Strahlen zu erfassen, weil von der Umgebung eine erhöhte Störwirkung ausgeht. Insbesondere Straßenbauwerke wie Schutzgeländer oder Leitplanken zeigen ähnliche Reflexionsmuster 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. Besonders 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 Seitengeschwindigkeiten einschließlich eines unteren Erkennungssollschwellenwerts von 0,6 m/sec für Fußgänger aufweisen.
Wenn das Kollisionsverhinderungssystem immer auf jeden Fußgänger reagiert, der sich außerhalb der Fahrbahn befindet, spricht es zu häufig an. Aus diesem Grund darf das Kollisionsverhinderungssystem nur bei Fußgängern reagieren, die die Fahrbahn vor dem Fahrzeug überqueren und möglicherweise in eine Kollision verwickelt werden. Infolgedessen besteht großer 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.
DE 42 44 184 A1 betrifft ein Verfahren zum genauen Abschätzen einer Position eines gegenständlichen Hindernisse für ein Fahrzeug mit einer Abstandsmeßeinheit zum Erfassen des gegenständlichen Hindernisses entlang einer Breitenrichtung des Fahrzeugs. Durch die Abstandsmeßeinheit erfaßte Erfassungsdaten werden auf X- und Y-Koordinaten aufgebaut, um die Breitenrichtung und die Längsrichtung des Fahrzeugs darzustellen, wobei die Position des Fahrzeugs als ein Ursprung definiert ist. Jede der Hindernisdaten wird derart bezeichnet, daß die gleichen Bezeichnungen denjenigen Hindernisdaten zugeordnet werden, die auf den Koordinaten einander benachbart sind. Der Betrag und die Richtung der Bewegung werden für jede Bezeichnung auf Basis der letzten Daten und der gegenwärtigen Daten berechnet und eine Relativgeschwindigkeit für jede Bezeichnung relativ zu dem Fahrzeug wird durch Teilen des Betrags der Bewegung durch eine Sammelzeit berechnet. Die Position des gegenständlichen Hindernisses nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird auf Basis eines Relativgeschwindigkeitsvektors bestimmt, der aus der Relativgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung bestimmt ist. Somit kann die Schätzgenauigkeit der Position des gegenständlichen Hindernisses verbessert werden.
Die Erfindung hat den Zweck, ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte zu schaffen, welches zwischen sich bewegenden Objekten und stationären Objekten längs einer Fahrbahn, zum Beispiel Schutzgeländern, unterscheidet und ein sich bewegendes Objekt zuverlässig erkennt, bei dem die hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß es vor dem mit dem Erkennungssystem 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 Schwellenwert.
Das erfindungsgemäße Erkennungssystem zur Erkennung stationärer Objekte, ausgehend von einer Abweichung der Längsentfernung des Objekts, erlaubt keine Fehlidentifizierung von stationären Objekten wie Schutzgeländern längs einer Straße, die scheinbar Seitengeschwindigkeiten aufweisen und möglicherweise als Fußgänger erkannt werden, die sich in einer Richtung quer zum Fahrweg bewegen, wie es bei sich bewegenden Fußgängern der Fall ist.
Da alle in der Nähe des Fahrzeugs befindlichen Objekte scheinbare Seitengeschwindigkeiten aufweisen, kann die Erkennung von Gefahrenobjekten bei Objekten in der Nähe des Fahrzeugs eingeschränkt durchgeführt werden, und der erste Schwellenwert für Objekte in geringerer Entfernung kann erhöht werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Fehlidentifizierung, 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 festgelegten 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 eintritt, selbst nachdem die Quergeschwindigkeit des sich bewegenden Objekts kleiner wird als der erste Schwellenwert. Dementsprechend wird ein solches sich bewegendes Objekt ständig 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 erfassen, 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 möglicherweise die Gefahr besteht, daß es von dem Fahrzeug angefahren wird, wobei weiterhin von einer Veränderung dieser Entfernung ausgegangen wird. Dies bietet Sicherheit gegen Verkehrsunfälle. Gefährliche Objekte können auf solche in einem Querbereich begrenzt sein, der zwischen dem Fahrweg und einer Seitenlinie der Fahrspuren auf einander gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs definiert ist, wobei die Entfernung vom Fahrweg größer ist als auf der anderen Seite, mit der Wirkung, daß außerhalb der Fahrbahn befindliche Objekte ausgeschlossen 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 Sicherheit vermieden wird.
Obige und weitere Zwecke und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform derselben hervor, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, die folgendes darstellen:
1 ist eine schematische Darstellung eines mit einem erfindungsgemäßen Erkennungssystem für sich bewegende Objekte ausgestatteten Fahrzeugs.
2 ist eine Darstellung, die die Erfassung mittels eines Laser-Radargeräts zeigt, welches in das in 1 dargestellte Erkennungssystem für sich bewegende Objekte eingebaut ist.
3 ist ein Ablaufdiagramm, welches die allgemeine Ablaufroutine der Erfassung sich bewegender Objekte mit dem Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine der Erkennung sich bewegender Objekte im Detail zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine der Beurteilung eines Gefahrenobjekts zeigt, welches sich zum Fahrweg des Fahrzeugs hin bewegt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine der Beurteilung der Gefahr zeigt, daß ein sich bewegendes Objekt möglicherweise durch das Fahrzeug angefahren wird.
7 ist eine Grafik, welche einen Schwellenwert zur Beurteilung des Gefahrengrads zeigt.
8 ist eine Grafik, die einen Schwellenwert für die Erkennung (looking) eines sich bewegenden Gefahrenobjekts zeigt.
Die 9 und 10 sind Ablaufdiagramme, die die Ablaufroutine bei der Ermittlung eines sich bewegenden Gefahrenobjekts zeigt.
11 ist eine Grafik, die eine Erfassungsbereichsbreite zeigt.
12 ist eine Darstellung, die die bei der Erfassung sich bewegender Gefahrenobjekte vorgenommene Abdeckung (masking) zeigt.
13 ist eine Grafik, die eine statistische Abweichung der Entfernung eines Fußgängers in Längsrichtung zeigt.
14 ist eine Grafik, die eine Verteilung der Längsentfernungsabweichung eines Fußgängers zeigt.
15 ist eine Grafik, die eine statistische Abweichung der Längsentfernung von Schutzgeländern zeigt.
16 ist eine Grafik, die eine Verteilung der Längsentfernungsabweichung von Schutzgeländern zeigt.
17 ist eine Darstellung, die ein Konzept der Längsentfernungsabweichung zeigt, und
18 ist eine Darstellung, die ein Konzept der Erfassungsbereichsbreite zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen, zeigen insbesondere die 1 und 2 ein Kraftfahrzeug, welches mit einem Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei das Erkennungssystem 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 elektronische Steuereinheit (ECU) 1, die an das Laser-Radargerät 2 und die CCD-Kamera 3 angeschlossen ist und automatisch ein Bremssystem steuert. Wie in 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 θ1 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 Fahrbedingungen des Fahrzeugs (auf die nachstehend als die Fahrzustandsvariablen Bezug genommen wird). Die Daten der Fahrzustandsvariablen enthalten eine Fahrzeuggeschwindigkeit VO₁, einen Gierungswert Ψ und einen Lenkwinkel θH, die durch dem Fachmann wohlbekannte Sensoren erfaßt werden. Die Steuereinheit 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 gegenüberliegenden Fahrspur oder die Breite der linken Hälfte der Fahrbahn 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 Bremsbetätigungsvorrichtung 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.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer allgemeinen Ablaufroutine der Erkennung von sich vor dem Fahrzeug bewegenden Objekten, wobei die Ablaufdiagrammlogik einmal je Abtastung der vor dem Fahrzeug liegenden Szene durch die CCD-Kamera 3 ausgeführt wird, wenn die Ablaufdiagrammlogik beginnt, und die Steuerung geht bei Schritt S1 direkt auf einen Funktionsblock über, wo die Steuereinheit 1 verschiedene Daten, einschließlich wenigstens der Echodaten L1, θ1 vom Laser-Radargerät 2, Daten der Fahrzustandsvariablen V0, Ψ, θH des Fahrzeugs sowie Daten der Straßenzustandsvariablen R, dL, dR der durchgehenden 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, Fußgänger, 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
L_N: Entfernung zwischen Fahrzeug und Objekt
θ_N: Winkel des Objekts im Verhältnis zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs
V_LÄNG.N: die Längsgeschwindigkeit des Objekts
V_SEIT.N: die Seitengeschwindigkeit des Objekts
D_LÄNG.N: die Abweichung in der Längsentfernung
D_SEIT.N: die Abweichung in der Seitenentfernung, und
N_um.N: die Zahl der erfaßten Objekte oder die vom Beginn der Erfassung an vergangene Zeit,
wobei der untere Index N im Parameter die zugeordnete Objektnummer N bezeichnet. Es gibt eine weitere Information darüber, ob die Objekterkennung fortgeführt wird.
Der Begriff ”Längsgeschwindigkeit V_LÄNG”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Geschwindigkeit eines Objekt in der Richtung parallel zur Fahrspur, die das Fahrzeug befährt, und der Begriff ”Seitengeschwindigkeit V_SEIT”, 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 ”Längsentfernungsabweichung”, wie er hier verwendet wird, auf die Differenz zwischen der längsten und der kürzesten Längsentfernung eines bestimmten Umfangs, die als Objekt infolge des Objekterkennungsprozesses, 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 Umfangs.
Danach laufen in den Schritten S3 und S4 Prozesse zur Erkennung 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 vorausfahrenden 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 Algorithmus zur Beurteilung des Gefahrengrads zwischen Objekt und Fahrzeug. Da diese Prozesse für die Erfindung nicht von unmittelbarer Bedeutung sind und vom Fachmann ohne weiteres nachvollzogen werden können, wird der Prozeß nicht im einzelnen 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 bewegendes” Objekt oder Objekt ein solches Objekt, insbesondere einen Fußgänger, das wahrscheinlich die Fahrbahn in einer Richtung überqueren wird, die lotrecht zum Fahrweg des Fahrzeugs 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 Kollisionsverhinderungssystem es versäumt, eine Kollision mit dem sich bewegenden Objekt zu vermeiden. Dieser Prozeß wird erreicht durch Beurteilung der Wahrscheinlichkeit, daß das sich bewegende Objekt die Fahrspur des Fahrzeugs betritt, ausgehend von der Seitengeschwindigkeit V_SEIT.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 Gefahrengrads 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 vorausfahrenden Fahrzeug gemäß Schritt 8. Schließlich sendet das Kollisionsverhinderungssystem eine Warnung aus oder bewirkt die Betätigung der Bremsen in Schritt S9, wenn dies erforderlich ist.
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Ablaufroutine des in Schritt S2 ausgeführten Objekterkennungsprozesses darstellt. Dieses Ablaufdiagramm veranschaulicht die Ablaufdiagrammlogik, 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 Kollisionsrisiko unterliegen, und der Löschung von Daten für Objekte, die weniger gefährdet sind. Zu diesem Zweck berücksichtigt 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 Kollision mit einem solchen Fußgänger zu vermeiden.
In Anbetracht des oben beschriebenen Nachteils des herkömmlichen Kollisionsverhinderungssystems ist das erfindungsgemäße System zur Erkennung sich bewegender Objekte dafür ausgelegt, Daten von Objekten zu löschen, die sich in der größten Entfernung vom Fahrzeug befinden, wobei davon ausgegangen wird, daß Daten von Objekten, die sich näher am Fahrzeug befinden, ernstgenommen werden. Das sich am weitesten entfernt befindliche Objekt ist mit dem Laser-Radargerät 2 nur schwer genau zu erfassen, wenn man die Gierbewegung des Fahrzeugs berücksichtigt, 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 gefährlich beurteilt wurde, und wird als Ausnahme behandelt und bleibt nicht unberücksichtigt.
Bezugnehmend auf 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 erfaßten 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 festgelegt ist, erreicht wird. Wenn die zahlenmäßige Grenze der Objekte nicht erreicht wird, wird in Schritt S107 eine Objektnummer Nd gesucht, die noch keinem Objekt zugeordnet wurde. Wenn die zahlenmäßige Begrenzung der Objekte andererseits erreicht ist, während ein Warnflag FW_N und ein Bremsflag FB_N gesetzt sind, wird in Schritt S106 eine Objektnummer Nd gesucht, die einem am weitesten entfernten Objekt zugeordnet wurde. In diesem Fall zeigt der Zustand, bei dem sowohl das Flag FW_N und das Flag FB_N gesetzt sind, an, daß das Ob jekt mit der Objektnummer Nd nie als vor dem Fahrzeug befindliches Objekt erkannt wurde. Nachdem in Schritt S106 oder S107 die Objektnummer Nd gefunden wurde, werden Zuordnungsdaten 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 Zuordnungsdaten 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 FW_N und FB_N gesetzt sind, an, daß das fragliche Objekt noch nie als Objekt für die Beurteilung des Gefahrengrads erkannt wurde.
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch die Ablaufroutine der Gefahrengradbeurteilung für ein sich bewegendes 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 Betretens der Fahrbahn durch ein sich bewegendes Objekt gemäß Schritt S202 werden ein Beurteilungsflag FV_N und ein Fußgänger-Aufschaltflag FL_N aufwärts oder abwärts gesetzt, je nach dem Resultat der Beurteilung. Das bis auf ”1” gesetzte Beurteilungsflag FV_N 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 FL_N 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 Beurteilungsflag FV_N auf ”1” gesetzt ist, erfolgt die Erfassung eines Objekts, welches wahrscheinlich vom Fahrzeug angefahren wird, wenn es weiterhin die Fahrbahn überquert, und das Warnflag FW_N sowie ein Bremsflag FB_N werden je nach dem Gefahrengrad in Schritt S204 aufwärts oder abwärts gesetzt. Falls das Beurteilungsflag FV_N nicht auf ”1” gesetzt oder wieder abwärts gesetzt wurde, wird die Erfassung eines Objekts, welches möglicherweise vom Fahrzeug angefahren wird, übergangen. Wenn in Schritt S205 festgestellt wird, daß das Warnflag FW_N auf ”1” gesetzt ist, während das Bremsflag FB_N jedoch wieder auf ”0” zurückgesetzt wurde, werden die Bremsen nicht betätigt, während in Schritt S206 eine Warnung ausgesendet wird. Wenn in den Schritten S206 und S207 andererseits sowohl ein Warn- als auch ein Bremsflag FW_N bzw. FB_N auf ”1” gesetzt sind, werden in Schritt S208 die Bremsen betätigt.
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 3 dargestellt, im einzelnen veranschaulicht. Wenn die Ablaufdiagrammlogik beginnt und die Steuerung in Schritt S301 unmittelbar auf einen Funktionsblock übergeht, wird ermittelt, ob eine Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N des sich bewegenden Objekts der Objektnummer N höher ist als ein Beurteilungsschwellenwert SH(L_N). Wenn die Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N höher ist als die Beurteilungsschwellengeschwindigkeit SH(L_N), zeigt dies an, daß das sich bewegende Objekt sehr wahrscheinlich die Fahrspur des Fahrzeugs betreten wird, und dann wird das Beurteilungsflag FV_N in Schritt S302 auf ”1” gesetzt. Ist die Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N andererseits geringer als der Beurteilungsschwellenwert SH(L_N), wird das Beurteilungsflag FV_N in Schritt S303 wieder auf ”0” zurückgesetzt.
Wie in 7 dargestellt, ergibt sich der Schwellenwert SH(L_N) aus einer Funktion des Abstands zwischen Objekt und Fahrzeug. Insbesondere wenn der Abstand L_N größer ist als 50 m, wird dem Schwellenwert SH(L_N) der höchste Wert zugeordnet, so daß die Wahrscheinlichkeit der Durchführung einer Beurteilung verringert wird. Ist der Abstand mäßig, das heißt zwischen 20 und 50 m, wird dem Schwellenwert SH(L_N) der kleinste Wert zugeordnet, so daß die Wahrscheinlichkeit einer Durchführung der Beurteilung zunimmt. Wenn der Abstand weiterhin geringer ist als 20 m, wird dem Schwellenwert SH(L_N) ein etwas größerer Wert als bei mittleren Entfernungen zugeordnet. 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(L_N) für große Entfernungen hoch eingestellt wird. Bei geringen Entfernungen jedoch könnte das Laser-Radargerät 2 ein stationäres Objekt falsch identifizieren, wie zum Beispiel ein Schutzgeländer in geringerer Entfernung zum Fahrzeug, als würde es die Fahrbahn mit einer scheinbaren Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N mit größerer Wahrscheinlichkeit überqueren, was sich aus der geringen Meßgenauigkeit des Laser-Radargeräts 2 ergibt. Bei Einstellung des Schwellenwerts SH(L_N) für kurze Entfernungen ist es schwierig, zwischen stationären Objekten und sich bewegenden Objekten mit einer Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N zu unterscheiden. Aus diesem Grund verhindert ein etwas hoher Schwellenwert SH(L_N), daß das Objekterkennungssystem es versäumt, zwischen stationären Objekten und sich bewegenden Objekten zu unterscheiden. Wenn jedoch ein Fußgänger, der als sich bewegendes Objekt erkannt wurde, 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(L_N) bei geringen Entfernungen als sich bewegendes Objekt zu erkennen. Falls vor diesem Hintergrund ein Fußgänger für eine bestimmte Zeitdauer kontinuierlich, zum Beispiel während 0,35 sec, als sich bewegendes Objekt erkannt wird, wird anschließend die Fußgänger-Aufschaltverarbeitung ausgeführt, um die Erkenntnis beizubehalten, daß der Fußgänger die Fahrbahn überquert, selbst bei einer geringeren Geschwindigkeit als dem Schwellenwert V_SEIT.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 8 dargestellt, als variabler Schwellenwert LT(Vo) berücksichtigt.
8 zeigt das Verhältnis zwischem dem Aufschaltschwellenwert 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 proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit Vo verhält, berücksichtigt Umstände, unter denen des schwieriger wird, ein Anfahren eines sich bewegenden Fußgängers zu vermeiden, der den Fahrweg 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 erfassen, solange die Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N hoch ist, und um die Möglichkeit zur Durchführung einer Aufschaltverarbeitung für den Fußgänger zu verbessern, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vo hoch ist. Dementsprechend wird ein sich bewegendes Objekt oder ein Fußgänger in großer Entfernung zum Fahrzeug, der möglicherweise durch das mit hoher Geschwindigkeit fahrende Fahrzeug angefahren werden kann, mit hoher Wahrscheinlichkeit kontinuierlich überwacht.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 6 erfolgt gemäß Schritt S304, nachdem das Beurteilungsflag FV_N gesetzt oder nach unten rückgesetzt wurde, eine Bestimmung dahingehend, ob das Beurteilungsflag FV_N oben ist. Anschließend werden sowohl der Aufschaltzähler als auch der Geschwindigkeitsabweichungszähler so betätigt, daß ihre Zählwerte ZÄHLUNG_N und ZÄHLUNG V_N um ein Einer-Inkrement bei Schritt S306 verändert werden, wenn sich das Beurteilungsflag FV_N oben befindet. Der Aufschaltzähler 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 Geschwindigkeitsabweichungszähler ist für die Auswertung der Seitenge schwindigkeitsabweichung eines sich bewegenden Objekts mit einer Objektnummer N ausgelegt. Der Zählwert ZÄHLUNG V_N des Geschwindigkeitsabweichungszählers wird um ein Einer-Inkrement verändert, wenn eine festgelegte Schwellendifferenz um eine Differenz zwischen der letzten Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N und der vorherigen Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts mit einer Objektnummer N überschritten wird.
Nachdem die Zählwerte ZÄHLUNG_N und ZÄHLUNG V_N bei Schritt S305 verändert wurden, wenn das Beurteilungsflag FV_N oben ist, oder ohne Änderung der Zählwerte ZÄHLUNG_N und ZÄHLUNG V_N, wenn das Beurteilungsflag FV_N unten ist, wird anschließend der Aufschaltzählwert ZÄHLUNG_N mit einem Aufschaltschwellenwert LT(Vo) in Schritt S306 verglichen. Wenn der Aufschaltzählwert ZÄHLUNG_N den Aufschaltschwellenwert LT(Vo) überschreitet, wird ein Aufschaltflag FL_N bei Schritt S307 auf ”1” nach oben gesetzt. Wenn andererseits der Aufschaltzählwert ZÄHLUNG_N kleiner ist als der Aufschaltschwellenwert LT(Vo), während das Aufschaltflag FL_N unten war, wird der Aufschaltzähler, während das Aufschaltflag FL_N nach unten gesetzt ist, in Schritt S308 auf Null (0) rückgesetzt. Wenn festgestellt wird, daß das Aufschaltflag FL_N in Schritt S308 oben ist, wird das Beurteilungsflag FV_N in Schritt S310 nach ”1” aufwärts gestellt. Falls ein sich bewegender Fußgänger mit einer Objektnummer N durch Setzen des Beurteilungsflags FV_N 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 FV_N für einen bestimmten Zeitraum hochgestellt bleibt, d. h. wenn der Aufschaltzählwert ZÄHLUNG_N den Schwellenwert LT(Vo) überschreitet, kann es vorzugsweise sofort hochgestellt werden, wenn das Beurteilungsflag FV_N oben ist.
Wenn anschließend oder ohne Setzen des Beurteilungsflags FV_N auf ”1” festgestellt wird, daß sich das Aufschaltflag FL_N in Schritt S309 unten befindet, erfolgt eine weitere Bestimmung betreffend sowohl die Längsentfernungsabweichung D_LÄNG.N als auch die Seitenentfernungsabweichung D_SEIT.N in Schritt S311, um herauszufinden, ob es sich bei dem Objekt um Schutzgeländer, eine Gruppe von Fußgängern, einen Fußgänger mit schwankendem Gang oder um andere Objekte handelt. Diese Bestimmung erfolgt aufgrund eines Schwellenwerts a für eine Längsentfernungsabweichung zur Beurteilung von Schutzgeländern und einem Schwellenwert b für Seitenentfernungsabweichung zur Beurteilung 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 Wahrscheinlichkeit, 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 Seitengeschwindigkeit kaum unterscheidbar und es ist infolgedessen erforderlich, mittels anderen Parametern als der Seitengeschwindigkeit zwischen Schutzgeländern und Fußgängern zu unterscheiden. Bei dem erfindungsgemäßen Objekterkennungssystem dient die Längsentfernungsabweichung eines Objekts als Parameter zur Erkennung von Schutzgeländern, ausgehend von dem konstruktiven Merkmal, das ein Schutzgeländer als stationäres Objekt in Richtung längs der Fahrbahn lang, jedoch in Querrichtung zur Fahrbahn kurz ist.
Wie in den 13 und 14 besonders gezeigt, die Längsentfernungsabweichungen von Fußgängern bezogen auf die Zeit und die Verteilung der Längsentfernungsabweichungen darstellen, wird festgestellt, daß ein Fußgänger eine Längsentfernungsabweichung von ca. 1 m aufweist. In ähnlicher Weise sind in den 15 bzw. 16 Längsentfernungsabweichungen von Schutzgeländern bezogen auf die Zeit und die Verteilung der Längsentfernungsabweichungen dargestellt. In 16 wurde die Verteilung von Längsentfernungsabweichungen unter 2 m bei Fußgängern 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 Fußgängern 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 Längsentfernungsabweichung die D_LÄNG.N größer ist als der Schwellenwert a für die Schutzgeländerbeurteilung und wenn die Seitenentfernungsabweichung D_SEIT.N kleiner ist als der Schwellenwert b zur Beurteilung 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 FV_N und das Aufschaltflag FL_N heruntergesetzt wurden und der Aufschaltzähler in Schritt S312 auf 0 (Null) rückgesetzt wurde, führt die Ablaufdiagrammlogik ab Schritt S301 eine weitere Ablaufroutine aus. Wenn das Objekt andererseits kein Schutzgeländern 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 Fahrzeugs läuft, ist es im Hinblick auf eine solche Fußgängergruppe sicherer, die Wahrscheinlichkeit der Durchführung der Gefahrenbeurteilung durch Verwendung eines niedrigeren Schwellenwerts SH(L_N) 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 schwankenden Fußgänger auch sicher, die Wahrscheinlichkeit der Durchführung der Gefahrenbeurteilung durch Verwendung eines niedrigeren Schwellenwerts SH(L_N) zu erhöhen. Vor diesem Hintergrund wird, um zwischen einer Fußgängergruppe und einem schwankend gehenden Fußgänger zu unterscheiden, der Schwellenwert a für die Beurteilung von Schutzgeländern und der Schwellenwert b für die Beurteilung einer Gruppe von Schutzgeländern verwendet. Wenn ein Objekt eine Längsentfernungsabweichung D_LÄNG.N für die Beurteilung von Schutzgeländern und eine Seitenentfernungsabweichung D_SEIT.N aufweisen, die kleiner ist als die Schwellenwerte a für die Schutzgeländerbeurteilung 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 V_SEIT.N der Gruppe mit einem halben Schwellenwert SH(L_N) S314 verglichen. Beträgt sie weniger als die Hälfte, wird das Beurteilungsflag FV_N 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 Sicherheit 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 V_N des Geschwindigkeitsabweichungszählers durch die Zahl der Stichproben N_um.N erhält. Hat ein Objekt eine größere durchschnittliche Geschwindigkeitsabweichung als ein Schwellenwert c in Schritt S316, wird das Objekt als schwankend erkannt. Wenn das Objekt schwankend geht, wird weiterhin die Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N des schwankenden Fußgängers mit einer Hälfte des Schwellenwerts SH(L_N) S317 verglichen. Ist sie kleiner als die Hälfte, wird das Beurteilungsflag FV_N gesetzt, um anzuzeigen, daß der schwankende Fußgänger sehr wahrscheinlich in den Fahrweg des Fahrzeugs bei Schritt S318 hineinlaufen wird. Die Seitengeschwindigkeit V_SEIT.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(L_N) 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 9 und 10 zeigen ein Ablaufdiagramm der Ablaufroutine zur Erfassung eines gefährlichen Objekts, welches möglicherweise von dem Fahrzeug in Schritt S6 der allgemeinen Ablaufroutine gemäß 3 angefahren wird. Die Ablaufroutine 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 Ablaufroutine der Gefahrengradbeurteilung in Schritt S5 hineinläuft. In 3 wird weiterhin die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit dem Fahrzeug beurteilt und es erfolgt eine Warnung oder die Bremsen werden betätigt entsprechend der Wahrscheinlichkeit, 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 W_N eines Zielbereichs für die Erfassung eines gefährlichen Objekts festgelegt, für welches das Beurteilungsflag FV_N gesetzt wurde. Grundsätzlich hängt diese Erfas sungsbereichsbreite W_N vorzugsweise von der Seitengeschwin digkeit V_SEIT.N eines Objekts ab, welches sich quer zum Fahrweg des Fahrzeugs bewegt. Es wird davon ausgegangen, daß, wenn sich das sich bewegende Objekt innerhalb der Erfassungsbereichsbreite W_N befindet, es sehr wahrscheinlich vom Fahrzeug erfaßt wird. Geht man beispielsweise, wie in 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 V_SEIT.1 aufweist, die ausreichend kleiner ist als eine Seitengeschwindigkeit V_SEIT.2 des Objekts No. 2, die Erfassungsbereichsbreite W₁ für das Objekt No. 1 ausreichend geringer als die Erfassungsbereichsbreite W₂ für das Objekt No. 2.
Die Erfassungsbereichsbreite W_N kann wie folgt auf unterschiedliche Weise ermittelt werden:

1. W_N = (L_N/Vo) × V_SEIT.N + (Querbreite des Fahrzeugs/2) Die Erfassungsbereichsbreite W_N wird in Anbetracht der Tatsache festgelegt, daß, wenn das Fahrzeug nicht gebremst wird, es auf das Objekt nach einer Zeit von (L_N/Vo) Sekunden auffahren wird.
2. Die Erfassung eines gefährlichen Objekts betrifft nur Objekte auf der Fahrbahn, die vom Fahrzeug befahren wird. W_N = d_R (Querentfernung von einem Fahrwegmitte des Fahrzeugs zur rechten Kante der Fahrbahn, wenn sich ein Objekt auf der rechten Seite des Fahrzeugs befindet); oder W_N = d_L (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 W_N wird nach einem festgelegten Verhältnis zur Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N bestimmt, zum Beispiel wie in 11 dargestellt. Dies bedeutet, daß die Erfassungsbereichsbreite W_N für kleinere Seitengeschwindigkeiten V_SEIT.N klein und konstant ist und mit einer Zunahme der Seitengeschwindigkeit V_SEIT.N linear ansteigt. Bei höheren Seitengeschwindigkeiten V_SEIT.N beschränkt sich die Erfassungsbereichsbreite W_N auf 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, 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 gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs, die vom Fahrweg mehr als die andere entfernt ist, kann als Extrem der Erfassungsbereichsbreite W_N verwendet werden.

Anschließend erfolgt in Schritt S402 eine Bestimmung aufgrund der Erfassungsbereichsbreite W_N, 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 12 als Beispiel dargestellt, wird der Sichtwinkel α der Erfassungsbereichsbreite W_N im Verhältnis zu einer Geraden, längs derer sich das Fahrzeug derzeit bewegt, wenn ein Objekt N in einem Abstand L_N vor dem Fahrzeug und in einem Winkel θ_N zum Fahrzeug zu sehen ist, welches sich längs einer krummlinigen Strecke mit einem Krümmungsradius R bewegt, wie folgt angegeben: α = LN/2R
Folgende Zustandsbeziehung kann dargestellt werden, die ein Objekt innerhalb der Erfassungsbereichsbreite W_N beiderseits des Fahrzeugs erfüllen muß: α – (WN/LN) < θN < α + (WN/LN)worin θ_N 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 möglicherweise durch das Fahrzeug gefährdet wird.
Wenn die Zustandsbeziehung in Schritt S402 erfüllt ist, wird in Schritt S403 ein Gefahrenflag FI_N auf ”1” gesetzt. Wenn die Zustandsbeziehung andererseits durch ein Objekt nicht erfüllt wird, deutet dies darauf hin, daß sich das Objekt außerhalb des Erfassungsbereichs befindet; dann wird in Schritt S404 das Gefahrenflag FI_N rückgesetzt. Wenn in Schritt S405 festgestellt wird, daß sich das Gefahrenflag FI_N unten befindet, wird die Erfassung des gefährlichen Objekts beendet. Wenn in Schritt S405 jedoch festgestellt wird, daß sich das Gefahrenflag FI_N 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 gebremst, wenn die Gefahr unmittelbar vorhanden ist.
Zu diesem Zweck werden in Schritt S406 Berechnungen angestellt, um eine Warnentfernung L_W zu ermitteln, bei der eine Warnung ausgesendet wird, und eine Bremsentfernung L_B, bei der das Fahrzeug automatisch abgebremst wird. Diese Entfernungen L_W und L_B ergeben sich aus folgenden Gleichungen: LW = [Vo2/(2 × 9,8 × μ)] + t0 × Vo + d LB = [Vo2/(2 × 9,8 × μ)] + t1 × Vo + dworin 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 Bremsvorgang erfolgt, und worin μ der Reibungskoeffizient der Straßendecke ist.
Wenn in Schritt S407 festgestellt wird, daß der Abstand L_N zum Objekt N innerhalb der Warnentfernung L_W liegt, wird in Schritt S408 ein Warnflag FW_N auf ”1” gesetzt und wenn weiterhin in Schritt S409 festgestellt wird, daß der Abstand L_N zum Objekt N innerhalb der Bremsentfernung L_B liegt, wird in Schritt S410 ein Bremsflag FB_N gesetzt. Das Warnflag FW_N bleibt unten, wenn der Abstand L_N größer ist als die Warnent fernung L_W. In ähnlicher Weise bleibt das Bremsflag FB_N unten, wenn der Abstand größer ist als die Bremsentfernung L_B. Anschließend wird in Schritt S411 festgestellt, ob eine der folgenden Bedingungen erfüllt wird:

Bedingung A:: Die Warnentfernung L_W wird um einen Abstand L_N 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 darauf hin, daß die Kollisionsgefahr vorüber ist, das Warnflag FW_N wird in Schritt S412 wieder abwärts gesetzt. Wenn in Schritt S413 weiterhin die Bedingung C erfüllt ist, weist dies darauf hin, daß es nicht nötig ist, Bremsen zu betätigen, und dann wird das Bremsflag FW_N 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 folgenden Ansprüchen definierten Erfindung zu verlassen.

Claims

Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte zur Erkennung eines Objekts, welches sich in Richtung auf die Vorwärtsbewegung eines Fahrzeugs bewegt, welches mit dem Erkennungssystem 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 Erfassungsechos 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 Fahrrichtung, ausgehend von den genannten Daten, zur Bestimmung einer Abweichung der genannten Längsentfernung, wobei die genannte Abweichung definiert ist als die Differenz zwischen der längsten und der kürzesten Längsentfernung eines bestimmten Umfangs von dem genannten sich bewegenden Objekt, zum Vergleich der genannten Quergeschwindigkeit und der genannten Abweichung der genannten Längsentfernung mit einem ersten und einem zweiten Schwellenwert und zur 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 genannte Abweichung der genannten Längsentfernung geringer ist als der genannte zweite Schwellenwert.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach Anspruch 1, bei dem das genannte Erkennungsmittel einen Vergleich zwischen der genannten Abweichung der genannten Längsentfernung und dem genannten zweiten Schwellenwert restriktiv für ein sich bewegendes Objekt in einem bestimmten Bereich einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt, ausführt.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 und 2, bei dem das genannte Erkennungsmittel den genannten ersten Schwellenwert verändert, der für ein sich bewegendes Objekt in Nähe des Fahrzeugs größer ist als für ein vom Fahrzeug entferntes sich bewegendes Objekt.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, bei dem, wenn erkannt wurde, daß ein sich bewegendes Objekt weiterhin in Gefahr steht, in den genannten Fahrweg für mehr als eine festgelegte Zeitdauer 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.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach Anspruch 4, bei dem die genannte Zeitdauer bei rückgehender Fahrzeuggeschwindigkeit verkürzt wird.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, bei dem die genannte Quergeschwindigkeit in einer Richtung lotrecht zum genannten Fahrweg gemessen wird.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, bei dem das genannte Meßmittel ein Laser-Radargerät zur Übermittlung eines Laserstrahls enthält, um einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich abzutasten und Echos zur Ermittlung der genannten Quergeschwindigkeit und der genannten Längsentfernung zu analysieren.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, bei dem das genannte Erkennungsmittel 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.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte nach Anspruch 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.
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 genannten Fahrweg und einer der Seitenlinien der Spuren auf gegenüberliegenden Seiten vom Fahrzeug definiert ist, die weiter vom Fahrweg entfernt ist als die andere.
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 Erkennungsmittel das genannte Warnmittel betätigt, wenn festgestellt wird, daß der Abstand kleiner ist als ein vorher festgelegter Abstand.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 11, weiterhin enthaltend Antriebssteuerungsmittel zur automatischen Steuerung von Antriebssystemen des Fahrzeugs, um eine Kollision mit dem genannten, sich bewegenden Objekt zu vermeiden, wobei das genannte Erkennungsmittel das genannte Antriebssteuerungsmittel betätigt, wenn festgestellt wird, daß der Abstand geringer ist als ein vorher festgelegter Abstand.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach Anspruch 12, bei dem das genannte Antriebssteuerungsmittel ein Bremssystem des Fahrzeugs steuert.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach Anspruch 1, bei dem, wenn das genannte Erkennungsmittel 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 Objekte unberücksichtigt läßt, welches weiter entfernt ist als die anderen.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach Anspruch 14, bei dem das genannte Erkennungsmittel die genannten Daten eines sich bewegenden Objekts weiterhin beibehält, welches einmal als in der Gefahr eines Zusammenstosses mit dem Fahrzeug erkannt wurde.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach Anspruch 1, bei dem das genannte Erkennungsmittel eine Längsentfernungsabweichung und eine Querentfernungsabweichung eines sich bewegenden Objekts erfaßt und die genannte Längsentfernungsabweichung sowie die genannte Querentfernungsabweichung mit einem dritten Schwellenwert vergleicht, der für stationäre Objekte am Straßenrand eingestellt 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 Querentfernungsabweichung kleiner sind als der genannte dritte Schwellenwert bzw. der genannte vierte Schwellenwert.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach Anspruch 16, bei dem das genannte Erkennungsmittel den genannten ersten Schwellenwert auf einen kleineren Wert verändert, wenn ein sich bewegendes Objekt als eine Fußgängergruppe erkannt wird.
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.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach Anspruch 1, bei dem das genannte Erkennungsmittel 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 Schwellenwert.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach Anspruch 19, bei dem das genannte Erkennungsmittel den genannten ersten Schwellenwert verkleinert, wenn ein sich bewegendes Objekt als schwankender Fußgänger erkannt wird.
Ein Erkennungssystem für sich bewegende Objekte gemäß der Definition nach Anspruch 20, bei dem das genannte Erkennungsmittel weiterhin den genannten ersten Schwellenwert verändert, wenn eine Abweichung der genannten Quergeschwindigkeit des genannten sich bewegenden Objekts erfaßt wird, die größer ist als eine vorher festgelegte Abweichung.