DE19832790A1 - Hindernis-Erkennungssystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Hindernis-Erkennungssystem für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Hin
dernis-Erkennungssystem zur Verwendung in der Fahrsteuerung
von Kraftfahrzeugen und insbesondere ein Hindernis-Erken
nungssystem, welches in der Lage ist, vor einem mit dem Sy
stem ausgestatteten Kraftfahrzeug fahrende, andere Fahr
zeuge von anderen Gegenständen mit verbesserter Zuverläs
sigkeit und Sicherheit zu unterscheiden.
Hindernis-Erkennungssysteme für Kraftfahrzeuge sind im
Stand der Technik bekannt, welche so ausgelegt sind, daß
sie Abtastwellen wie beispielsweise Lichtwellen oder Milli
meterwellen aus senden und ein von einer Erkennungszone re
flektiertes Signal empfangen, um einen Gegenstand vorder
halb des Kraftfahrzeuges zu erkennen. Als Beispiele derar
tiger Systeme wurden sogenannte Auffahr-Warnvorrichtungen
vorgeschlagen, welche den Abstand zu einem Hindernis, bei
spielsweise einem voraus fahrenden Fahrzeug, messen und ei
nem Alarm ausgeben, sowie eine sogenannte Fahrsteuervor
richtung, welche die Geschwindigkeit des Fahrzeuges steu
ert, um den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu
halten. Diese Vorrichtungen müssen gewünschte vorausfahren
de Fahrzeuge als Gegenstände für die Alarmausgabe erkennen
und die Fahrzeugsteuerung durchführen, was beides mit hoher
Genauigkeit erfolgen muß. Mit anderen Worten, es ist wich
tig, Fehler dahingehend zu beseitigen, daß Gegenstände an
der Fahrbahnseite als voraus fahrende Fahrzeuge erkannt wer
den. Hierzu unterscheidet das System nach dem Stand der
Technik Gegenstände oder Hindernisse auf der Fahrbahnseite
von voraus fahrenden Fahrzeugen auf der Grundlage der Tatsa
che, daß die Hindernisse für gewöhnlich stationär, d. h.
feststehend sind und nicht in der gleichen Fahrspur wie das
gesteuerte Fahrzeug vorhanden sind. Genauer gesagt, ein er
faßter Gegenstand wird als feststehender Gegenstand auf der
Grundlage einer Lageänderung des Gegenstandes in Breiten-
oder Seitenrichtung des gesteuerten Fahrzeuges bestimmt und
weiterhin als nicht auf der gleichen Fahrspur wie das ge
steuerte Fahrzeug befindlich auf der Grundlage der Position
oder Anordnung in Breiten- oder Seitenrichtung des gesteu
erten Fahrzeuges bestimmt; wenn dies der Fall ist, wird die
Wahrscheinlichkeit, daß der erkannte Gegenstand ein Gegen
stand oder Hindernis auf einer der Fahrbahnseiten ist, als
hoch eingestuft.
Es ist jedoch unter einer Mehrzahl von Umständen
schwierig, Gegenstände oder Hindernisse auf einer Fahrbahn
seite korrekt von voraus fahrenden Fahrzeugen zu unterschei
den. Wenn beispielsweise ein Fahrzeug in eine Kurve ein
biegt, ist es möglich, daß ein Verkehrszeichen, welches
sich an der Fahrbahnseite befindet, fehlerhaft als voraus
stehendes Fahrzeug erkannt wird. Wenn weiterhin ein Fahr
zeug vor einem Gefälle oder nahe dem Ende einer Steigung
fährt, können Reklametafel, Verkehrszeichen oder derglei
chen, welche oberhalb einer Fahrbahnoberfläche angeordnet
sind und nicht erkannt werden, wenn sich das Fahrzeug auf
einer ebenen Fahrbahn bewegt, als Hindernisse erkannt wer
den, welche vorderhalb des Fahrzeuges vorhanden sind. Wenn
umgekehrt das Fahrzeug vor einer Steigung oder nahe dem En
de eines Gefälles fährt, können die Straße selbst oder
Fahrbahnmarkierungen, Reflektoren oder dergleichen auf der
Fahrbahnoberfläche vorderhalb des Fahrzeuges abgetastet
werden. Somit kann die Fahrbahn selbst oder können Fahr
bahnmarkierungen als voraus fahrende Fahrzeuge erkannt wer
den, welche mit einem konstanten Abstand vorderhalb des
Fahrzeuges fahren und die Reflektoren können als stehende
Fahrzeuge erkannt werden, was insgesamt eine inhärente Lei
stungseinschränkung in Systemen nach dem Stand der Technik
darstellt, welche so ausgelegt sind, daß sie Gegenstände
oder Hindernisse in zweidimensionaler Richtung erfassen,
nämlich in Breiten- oder Seitenrichtung und Längsrichtung
des Fahrzeuges unter Verwendung einer eindimensionalen Ab
tastung in einem gegebenden Winkel in Seiten- oder Breiten
richtung des Fahrzeuges.
Es ist von daher grundlegende Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die genannten Nachteile im Stand der Technik zu
beseitigen oder zu vermeiden.
Genauer gesagt, es ist Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, ein Hindernis-Erkennungssystem für Kraftfahrzeuge zu
schaffen, welches in der Lage ist, Hindernisse, die in ei
nem dreidimensionalen Bereich oder einer dreidimensionalen
Richtung bezüglich eines mit dem System ausgerüsteten Fahr
zeuges vorhanden sind, mit hoher Zuverlässigkeit und Si
cherheit zu erkennen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Er
findung die in den Ansprüchen 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale
vor.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird
ein Hindernis-Erkennungssystem für Fahrzeuge vorgeschlagen,
mit: (a) einer Radareinheit, welche Radarsignale über eine
gegebene Zone hinweg, in der das Hindernis erkennbar ist
aussendet, wobei die Zone über eine bestimmte Breite und
einen vertikalen Winkel eines Systemfahrzeuges reicht, wel
ches mit diesem System ausgestattet ist, wobei die Radar
einheit ein Signal empfängt, welches durch Reflexion we
nigstens eines der übertragenen Radarsignale von einem Hin
dernis, welches in der gegebenen Abtastzone vorhanden ist
erzeugt wird, um einen Abstand zu dem Hindernis und einen
horizontalen und vertikalen Winkel des Hindernisses aus ei
ner vorgewählten Referenzrichtung zu bestimmen; und (b)
Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen zum Bestimmen, ob das von
der Radareinheit erfaßte Hindernis ein Fahrzeug oder ein
anderer Gegenstand ist, wobei die Fahrzeugbestimmungsvor
richtungen aufweisen: (b1) eine Höhenbestimmungsvorrichtung
zum Bestimmen einer Höhe eines gegebenen Abschnittes des
Hindernisses auf der Grundlage von Abstand und Horizontal- und
Vertikalwinkeln, welche von der Radareinheit bestimmt
wurden; und (b2) eine Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvorrichtung
zum Bestimmen, daß das Hindernis ein anderer Gegenstand als
ein Fahrzeug ist, wenn die Höhe des gegebenen Abschnittes
des Hindernisses, die durch die Höhenbestimmungsvorrichtung
bestimmt wurde innerhalb eines bestimmten Höhenbereiches
zumindest einmal innerhalb einer bestimmten Zeitdauer
fällt.
Gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung
wird ein Hindernis-Erkennungssystem für Fahrzeuge geschaf
fen, mit: (a) einer Radareinheit, weiche Radarsignale über
eine gegebene Zone hinweg, in der das Hindernis erkennbar
ist aussendet, wobei die Zone über eine bestimmte Breite
und einen vertikalen Winkel eines Systemfahrzeuges reicht,
welches mit diesem System ausgestattet ist, wobei die Ra
dareinheit ein Signal empfängt, welches durch Reflexion
wenigstens eines der übertragenen Radarsignale von einem
Hindernis, welches in der gegebenen Abtastzone vorhanden
ist erzeugt wird, um einen Abstand zu dem Hindernis und ei
nen horizontalen und vertikalen Winkel des Hindernisses aus
einer vorgewählten Referenzrichtung zu bestimmen; und (b)
Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen zum Bestimmen, ob das von
der Radareinheit erfaßte Hindernis ein Fahrzeug oder ein
anderer Gegenstand ist, wobei die Fahrzeugbestimmungsvor
richtungen aufweisen: (b1) eine Erzeugungsvorrichtung für
zweidimensionale Formdaten zur Erzeugung zweidimensionaler
Formdaten des Hindernisses auf einer zweidimensionalen
Ebene in Breiten- und Vertikalrichtung des Systemfahrzeuges
auf der Grundlage von Abstand und Horizontal- und Vertikal
winkeln, welche von der Radareinheit bestimmt wurden; und
(b2) eine Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvorrichtung zur Bestim
mung, daß das Hindernis ein anderer Gegenstand als ein
Fahrzeug ist, wenn die zweidimensionalen Formdaten des Hin
dernisses, welche von der Bestimmungsvorrichtung erzeugt
werden außerhalb eines üblichen Fahrzeugformbereiches lie
gen.
Bevorzugt sind die zweidimensionalen Formdaten ein
Breitenverhältnis einer Breite in einem oberen Abschnitt zu
einer Breite in einem unteren Abschnitt des Hindernisses
auf der zweidimensionalen Ebene. Die zweidimensionalen
Formdaten können weiterhin ein Verhältnis einer Höhe zu ei
ner Breite des Hindernisses auf der zweidimensionalen Ebene
sein.
Bevorzugt bestimmt die Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvor
richtung das Hindernis als einen Gegenstand, der kein Fahr
zeug ist, wenn ein Breitenverhältnis einer Breite eines
oberen Abschnittes zu einer Breite in einem unteren Ab
schnitt des Hindernisses in der zweidimensionalen Ebene au
ßerhalb eines gegebenen Breitenverhältnisbereiches liegt
und wobei die Nicht-Fahrzeug-Bestinimungsvorrichtung weiter
hin das Hindernis als anderen Gegenstand als ein Fahrzeug
bestimmt, wenn ein Verhältnis einer Höhe zu einer Breite
des Hindernisses in der zweidimensionalen Ebene außerhalb
eines gegebenen Höhen-zu-Breitenverhältnisbereiches liegt.
Die Nicht-Fahrzeugbestimmungsvorrichtung bestimmt be
vorzugt weiterhin das Hindernis als Gegenstand, daß kein
Fahrzeug ist, wenn eine maximale Breite des Hindernisses
außerhalb eines gegebenen maximalen Fahrzeugbreitenberei
ches liegt.
Die Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen können weiterhin
bevorzugt eine Hindernisbewegungsbestimmungsvorrichtung
beinhalten zur Überwachung der Bewegung des abgetasteten
Hindernisses, um zu bestimmen, ob das Hindernis ein beweg
licher oder ein ortsfester Gegenstand ist, wobei die
Nicht-Fahrzeugbestimmungsvorrichtung das Hindernis als Gegenstand
bestimmt, der kein Fahrzeug ist, wenn von den Fahrzeugbe
stimmungsvorrichtungen bestimmt wird, daß das Hindernis ein
ortsfester Gegenstand ist und wenn das Breitenverhältnis
außerhalb eines gegebenen Breitenverhältnisbereiches liegt.
Die Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen können weiterhin
eine Hindernisbewegungs-Bestimmungsvorrichtung zur Überwa
chung der Bewegung des abgetasteten Gegenstandes aufweisen,
um zu bestimmen, ob das Hindernis ein beweglicher oder
ortsfester Gegenstand ist, wobei die Nicht-Fahrzeug-Bestim
mungsvorrichtung das Hindernis als Gegenstand bestimmt, der
kein Fahrzeug ist, wenn von Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen
bestimmt wird, daß der Gegenstand ein ortsfester Gegenstand
ist und wenn das Verhältnis der Höhe zur Breite des Hinder
nisses in der zweidimensionalen Ebene außerhalb eines gege
benen Höhen-zu-Breitenverhältnisbereiches liegt.
Die Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen können auch weiter
hin eine Hindernisbewegungs-Bestimmungsvorrichtung zur Über
wachung der Bewegung des abgetasteten Hindernisses beinhal
ten, um zu bestimmen, ob das Hindernis ein beweglicher oder
ein ortsfester Gegenstand ist, wobei die Nicht-Fahrzeug-Be
stimmungsvorrichtung das Hindernis als Gegenstand bestimmt,
der kein Fahrzeug ist, wenn von den Fahrzeugbestimmungsvor
richtungen bestimmt wurde, daß das Hindernis ein ortsfester
Gegenstand ist und wenn die Höhe eines gegebenen Abschnit
tes des Hindernisses innerhalb des gegebenen Höhenbereiches
zumindest einmal innerhalb der festgesetzten Zeitdauer
fällt.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie
genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 in Blockschaltbild-Darstellung ein Auffahr-Ver
meidungs- oder -Verhinderungssystem für Kraftfahrzeuge, in
welchem ein Hindernis-Erkennungssystem gemäß der vorliegen
den Erfindung zur Anwendung gelangt;
Fig. 2 in Blockschaltbild-Darstellung einen Schalt
kreisaufbau einer Steuereinheit in einem Auffahr-Vermei
dungs- oder -Verhinderungssystem;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eine von einer Ra
dareinheit abgetastete Zone, in welcher ein Hindernis oder
ein Gegenstand erkennbar ist;
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines von dem Hindernis-Erken
nungssystem durchgeführten Programmes;
Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Programms, um Gegenstände,
welche kein Fahrzeug sind, von anderen Gegenständen unter
scheiden zu können, welche von der Radareinheit erfaßt wer
den;
Fig. 6 ein Flußdiagramm eines im Programm von Fig. 5
laufenden Unterprogramms, welches nicht vorausfahrende
Fahrzeuge ausschließt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm eines im Programm von Fig. 5
laufenden zweiten Unterprogramms, welches nicht vorausfah
rende Fahrzeuge ausschließt;
Fig. 8(a) bis 8(b) normale fahrbahnseitige Verkehrszei
chen;
Fig. 9(a) bis 9(f) normale sich über der Fahrbahn be
findliche Verkehrszeichen; und
Fig. 10(a) bis 10(c) Verkehrszeichen, welche an soge
nannten Fahrbahnbrücken angeordnet sind.
Ein Hindernis-Erkennungssystem für Kraftfahrzeuge gemäß
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf
die Zeichnung beschrieben, wobei ein Auffahr- oder Zusam
menstoß-Vermeidungssystem oder -Verhinderungssystem als ein
Beispiel herangezogen wird.
Fig. 1 zeigt dieses System (nachfolgend als
"Auffahrvermeidungssystem 1" bezeichnet), welches dafür
ausgelegt ist, Gegenstände oder Hindernisse vorderhalb ei
nes Kraftfahrzeuges, welches mit diesem System ausgestattet
ist (nachfolgend als "Systemfahrzeug" bezeichnet) zu erfas
sen, um einen Alarm aus zugeben, der einen Fahrer des Fahr
zeuges dahingehend informiert, daß Auffahrgefahr besteht,
wenn ein Abstand zwischen dem Hindernis oder Gegenstand,
d. h. beispielsweise einem vorausfahrenden Fahrzeug und dem
Systemfahrzeug eine Warndistanz erreicht und um die Ge
schwindigkeit des Systemfahrzeuges dahingehend zu steuern,
daß dem ausgewählten voraus fahrenden Fahrzeug mit einem be
stimmten Abstand (Sicherheitsabstand) gefolgt wird.
Das Auffahrvermeidungssystem 1 umfaßt im wesentlichen
eine Steuereinheit 3 mit einem Mikrocomputer, einer Ein
gabe/Ausgabe-Schnittstelle, Treiberschaltkreisen und Erken
nungsschaltkreisen, welche bekannten Aufbau haben können,
so daß eine genauere Erläuterung hiervon nicht erfolgt.
Die Steuereinheit 3 erhält Erkennungssignale, welche
von dem folgenden Meßvorrichtungen oder Sensoren ausgegeben
werden: einer Abstands-/Azimuthmeßvorrichtung 5, einem Ge
schwindigkeitssensor 7, einem Bremsenschalter 9, sowie ei
nem Drosselklappen-Öffnungssensor 11 und gibt Steuersignale
an einen Alarmtongenerator 13, eine Abstandsanzeige 15, ei
ne Sensorstörungsanzeige 17, einen Bremsenbetätiger 19, ei
nen Drosselklappenbetätiger 21 und eine Automatikgetriebe-
Steuereinheit 23 aus.
Das Auffahrvermeidungssystem 1 weist weiterhin einen
Wähler 24 für die Alarmlautstärke, einen Wähler 25 für die
Alarmempfindlichkeit, einen Netz- oder Hauptschalter 29
("Netz" bezieht sich auf das Bordnetz des Fahrzeuges), ei
nen Fahr-Steuerschalter 26, einen Lenksensor 27 und einen
Gierbetragssensor 28 auf. Der Wahlschalter oder Wähler 24
für die Alarmlautstärke ist dafür vorgesehen, die Laut
stärke des Alarmtongenerators 13 von Hand einzustellen. Der
Wahlschalter oder Wähler 25 für die Alarmempfindlichkeit
ist dafür ausgelegt, die Empfindlichkeit der Alarmentschei
dung bzw. Alarmauslösung einzustellen. Der Netzschalter 29
ist dafür vorgesehen, entweder von Hand oder bei Betätigung
des Zündschlüssels eingeschaltet zu werden, um die Steuer
einheit 3 mit Energie zu versorgen. Der Fahr-Steuerschalter
26 ist dafür vorgesehen, von Hand die Fahrsteuerung einzu
schalten. Der Lenksensor 27 mißt den Lenk- oder Einschlag
winkel eines Lenkrades des Systemfahrzeuges und liefert ein
entsprechendes Signal an die Steuereinheit 3. Der Gierbe
tragssensor 28 mißt eine Gierrate oder einen Gierbetrag der
Fahrzeugkarosserie und gibt ein entsprechendes Signal an
die Steuereinheit 3 aus.
Die Anstands-/Azimuth-Meßvorrichtung 5 ist mit einer
Radareinheit ausgestattet, welche einen Empfänger/Sender 31
und einen Abstands-/Winkel-Bestimmungsschaltkreis 33 bein
haltet. Der Empfänger/Sender ("transceiver") ist mit einem
Scanner oder einer Abtastvorrichtung ausgestattet, welche
einen Laserstrahl zyklisch in Horizontal- und Vertikalrich
tungen des Systemfahrzeuges ausgibt, um einen vorderen oder
vor dem Fahrzeug liegenden abtastbaren Bereich abzutasten,
der durch horizontale und vertikale Winkel bestimmt oder
definiert ist und um einen von einem Gegenstand oder Ziel
vorderhalb des Systemfahrzeuges reflektierten Strahl zu
empfangen. Der Anstands-/Winkel-Bestimmungsschaltkreis 33
bestimmt eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem System
fahrzeug und dem Ziel, einen Abstand zu dem Ziel und Koor
dinaten des Zieles auf der Grundlage der Zeitdauer zwischen
dem Aussenden des Laserstrahls und dem Empfang hiervon. Ein
Beispiel eines Abtastmusters des von dem Empfänger/Sender
abgegebenen Laserstrahls ist in Fig. 3 dargestellt (es sei
hier festgehalten, daß "Laserstrahl" keinen Laserstrahl per
se bedeutet, sondern jede Art von gerichtetem oder gebün
deltem Abtaststrahl) In Fig. 3 bedeutet jeder gestrichelte
Abschnitt 82 einen Querschnitt des Laserstrahls, der über
einen Erkennungs- oder Abtastbereich 81 hinweg ausgesendet
wird. In anderen Ausführungsmöglichkeiten kann der Laser
strahl oval oder rechteckförmig im Querschnitt sein. Die
Abstands-/Azimuth-Meßvorrichtung 5 kann auch anderen Aufbau
ohne Scanner haben, so lange sie in der Lage ist, den Ab
stand zu einem Ziel in zweidimensionaler Richtung zu messen
und kann beispielsweise eine Mikrowellenstrahlung oder Ul
traschallstrahlung verwenden.
In Fig. 3 ist die optische Mittelachse des Empfän
gers/Senders 31 als Z-Achse definiert, wobei dann eine
X-Y-Fläche oder der Abtastbereich 31 senkrecht zur Z-Achse ste
hend abgetastet wird. Bei der dargestellten Ausführungsform
stellt die X-Achse diejenige Richtung dar, in der die Ab
tastlinien horizontal verlaufen und die Y-Achse stellt die
Höhenerstreckung der Abtastzone oder des Abtastbereiches 81
dar. Die X-Y-Fläche ist durch 0,15° × 105 Laserimpulse = 16°
in X-Achsenrichtung und durch 0,7° × 6 Abtastlinien = 4°
definiert. Das Abtasten erfolgt von links nach rechts
und von oben nach unten im Abtastbereich 81. In der Praxis
werden zunächst Laserimpulse entlang der obersten Abtastli
nie in X-Achsen-Richtung geführt. Bei Erreichen des rechten
Endes der obersten Abtastlinie verlaufen die Laserimpulse
danach entlang der zweiten Abtastlinie unmittelbar unter
halb der obersten Abtastlinie. Auf diese Weise erfolgt das
Abtasten bis zur sechsten Abtastlinie, um 105 Laserimpulse × 6 Ab
tastlinien = 630 Datenkomponenten im Empfänger/Sender
zu erhalten. In Fig. 3 liegt die vierte Abtastlinie in
Fluchtung mit dem Fahrzeug, d. h. der optischen Mittelachse
der Abstands-/Azimuth-Meßvorrichtung 5.
Der Abstands-/Winkel-Bestimmungsschaltkreis 33 empfängt
die 630 Komponenten vom Empfänger/Sender 31, um Datensi
gnale zu erzeugen, welche die horizontalen und vertikalen
Abtastwinkel θx und θy und den Abstand r eines zu verfol
genden oder zu beobachtenden Objektes darstellen. Der hori
zontale Winkel θx ist der Winkel, den eine Linie des ausge
schickten Laserstrahls, der auf die X-Z-Ebene projiziert
wird, mit der Z-Achse einnimmt. Der vertikale Abtastwinkel
θy ist der Winkel, den der ausgegebene Laserstrahl mit der
X-Z-Ebene einnimmt. Die Steuereinheit 3 spricht auf die Da
tensignale von der Anstands-/Azimuth-Meßvorrichtung 5 an,
um zu bestimmen, ob ein beobachteter oder verfolgter Gegen
stand, beispielsweise ein vor dem Systemfahrzeug fahrendes
Fahrzeug, ein geparktes Fahrzeug, eine Leitplanke oder ein
Pfosten an der Fahrbahnseite, während einer bestimmten
Zeitdauer innerhalb einer Warnzone liegt oder nicht. Wenn
dies der Fall ist, bestimmt die Steuereinheit 3, daß eine
hohe Auffahr- oder Zusammenstoßwahrscheinlichkeit vorliegt
und gibt über den Alarmtongenerator 13 einen Alarm an den
Fahrer aus. Zusätzlich kann die Steuereinheit 3 eine Fahr
steuerung durchführen, in der der Bremsbetätiger 19, der
Drosselklappenbetätiger 21 und/oder die Steuereinheit 22
für das Automatikgetriebe betätigt und gesteuert werden, um
die Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges unabhängig vom Zu
stand des erkannten und beobachteten Hindernisses oder Ge
genstandes festzulegen.
Die Steuereinheit 3 weist gemäß Fig. 2 einen Koordina
tenwandlerschaltkreis 41 zum Umwandeln sphärischer in Recht
eckkoordinaten, einen Sensorstörungs-Bestimmungsschaltkreis
44, einen Gegenstandserkennungsschaltkreis 43, einen Ge
schwindigkeitsbestimmungsschaltkreis 47, einen Lenkwinkel
bestimmungsschaltkreis 49, einen Gierbetragsbestimmungs
schaltkreis 51, einen Kurvenradiusbestimmungsschaltkreis
63, einen Entscheidungsschaltkreis 53 für ein vorausfahren
des Fahrzeug und eine Bestimmungsschaltkreis 55 für
Alarm/Fahrsteuerung auf.
Der Koordinatenwandlerschaltkreis 41 empfängt von der
Abstands-Meßvorrichtung 5 Daten bezüglich der horizontalen
und vertikalen Abtastwinkel θx und θy und den Abstand r zu
einem abgetasteten Objekt oder Gegenstand und überträgt
diese auf einen Punkt in einem X-Y-Z-Koordinatensystem
(rechtwinkliges Koordinatensystem, dessen Systemursprung
(0,0,0) im Systemfahrzeug definiert ist oder hierin liegt).
Der Bestimmungsschaltkreis 44 bestimmt, ob in das X-Y-Z-Ko
ordinatensystem übertragene Werte normale Werte oder nicht
sind und liefert ein entsprechendes Anzeigesignal an die
Sensorstörungsanzeige 17.
Der Gegenstandserkennungsschaltkreis 44 bestimmt, ob in
das X-Y-Z-Koordinatensystem übertragene Werte normale Werte
oder nicht sind und liefert ein entsprechendes Anzeigesi
gnal an die Sensorstörungsanzeige 17.
Der Gegenstandserkennungsschaltkreis 43 bestimmt die
Art eines abgetasteten Gegenstandes, Koordinaten (x, y, z)
einer zentralen Position oder Mittelposition des Gegenstan
des oder Hindernisses, Größendaten (W, H), am Gegenstand
oder Hindernis und Formdaten am Gegenstand oder Hindernis
auf der Grundlage der Geschwindigkeit V des Systemfahrzeu
ges, der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Systemfahrzeug
und dem Gegenstand und den vom Koordinatenwandlerschalt
kreis 41 bestimmten x-, y- und z-Koordinaten. Die Bestim
mung des Gegenstandstyps wird gemacht, um festzustellen
oder zu bestimmen, ob der Gegenstand oder das Hindernis ein
beweglicher Gegenstand oder ein feststehender Gegenstand
ist, was auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V
und der Relativgeschwindigkeit erfolgt. Wenn eine Mehrzahl
von Gegenständen erfaßt wird, werden diejenigen ausgewählt,
welche das Weiterfahren des Systemfahrzeuges stören würden
und Abstände zu den ausgewählten Gegenständen werden über
die Abstandsanzeige 15 dargestellt. Die Größendaten (W, D,
H) stellen die Seitenlängen eines minimalen rechteckförmi
gen Parallelflächers dar, der in sich die Geometrie des Ge
genstandes oder Hindernisses enthält, d. h. Breite, Tiefe
bzw. Länge und Höhe des rechteckförmigen Parallelflächers.
Die Formdaten zeigen Parameter an, welche nicht die Größen
daten (W, D, H) sind, beispielsweise eine obere Breite Wo
und eine untere Breite Wd des Hindernisses in der X-Y-Koor
dinatenebene.
Der Geschwindigkeitsbestimmungsschaltkreis 47 spricht
auf ein Signal vom Geschwindigkeitssensor 7 an, um die Ge
schwindigkeit Vn des Systemfahrzeuges zu bestimmen und gibt
ein entsprechendes Signal an den Gegenstandserkennungs
schaltkreis 43. Der Gegenstandserkennungsschaltkreis 43
überwacht eine Änderung der Mittellage oder Mittelposition
des abgetasteten Gegenstandes oder Hindernisses pro Zeit
einheit, um die Relativgeschwindigkeit zwischen dem System
fahrzeug und dem Gegenstand auf der Grundlage der vom Ge
schwindigkeitsbestimmungsschaltkreis 47 bestimmten Fahrzeug
geschwindigkeit Vn zu bestimmen. Die Relativgeschwindigkeit
wird durch die Vektorsumme der x-, y- und z-Achsenkomponen
ten (Vx, Vy, Vz) dargestellt.
Der Lenkwinkelbestimmungsschaltkreis 47 bestimmt den
Lenk- oder Einschlagwinkel des Lenkrades des Systemfahrzeu
ges auf der Grundlage eines Ausgangs vom Lenksensor 47 und
gibt ein entsprechendes Signal an den Kurvenradiusbestim
mungsschaltkreis 63 aus. Der Gierbetragsbestimmungsschalt
kreis 51 bestimmt den Gierbetrag oder die Gierrate des Sy
stemfahrzeuges auf der Grundlage eines Ausgangs vom Gierbe
tragssensor 28 und liefert ein entsprechendes Signal an den
Kurvenradiusbestimmungsschaltkreis 63.
Der Kurvenradiusbestimmungsschaltkreis 63 verwendet die
Fahrzeuggeschwindigkeit Vn vom Geschwindigkeitsbestimmungs
schaltkreis 47, den Lenkwinkel vom Lenkwinkelbestimmungs
schaltkreis 49 und den Gierbetrag vom Gierbestimmungs
schaltkreis 51, um den Kurvenradius R der Fahrbahn zu be
rechnen, auf der das Systemfahrzeug fährt. Der Entschei
dungsschaltkreis für das voraus fahrende Fahrzeug bestimmt,
ob das abgetastete Hindernis ein vorausfahrendes Fahrzeug
ist, welches vor dem Systemfahrzeug in der gleichen Fahr
spur fährt oder nicht, was auf Grundlage des Kurvenradius
R, dem Hindernistyp, den Koordinaten (x, y, z) der Mittel
punktsposition des Hindernisses, der Größendaten (W, D, H),
und der Relativgeschwindigkeitskomponenten (Vx, Vy, Vz) er
folgt und bestimmt den Abstand Z zu und die Relativge
schwindigkeit Vz des Hindernisses, wenn dieses als voraus
fahrendes Fahrzeug bestimmt oder erkannt wurde.
Der Bestimmungsschaltkreis 55 bestimmt in einem Alarm
modus, ob ein Alarm ausgegeben werden soll oder nicht oder
bestimmt in einem Fahrmodus den Betrag der Geschwindig
keitssteuerung auf der Grundlage des Abstandes Z zu dem
vorausfahrenden Fahrzeug, der Relativgeschwindigkeit Vz,
der Fahrzeuggeschwindigkeit Vn, der Beschleunigung des vor
ausfahrenden Fahrzeuges, einer vom Bremsenschalter 9 erfaß
ten Bremspedalkraft, einem Öffnungsgrad der Drosselklappe,
der von dem Drosselklappensensor 11 erfaßt wird, sowie ei
nem Empfindlichkeitswert, der von dem Wähler 25 festgesetzt
worden ist. Wenn festgestellt oder beschlossen wurde, daß
ein Alarm ausgegeben werden soll, erzeugt der Bestimmungs
schaltkreis 55 ein Alarmerzeugungssignal für den Alarmton
generator 13. Im Fahrmodus erzeugt der Bestimmungsschalt
kreis 55 Steuersignale an die Steuereinheit 23 für das Au
tomatikgetriebe, den Bremsenbetätiger 19 und den Drossel
klappenbetätiger 21, um eine gegebene Fahrsteuerung durch
zuführen.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Objekterkennungs
programmes, welches von der Steuereinheit 3 in der soge
nannten Fahrzeugzwischenabstands-Steuerung durchgeführt
wird, um zu bestimmen, ob ein abgetasteter Gegenstand ein
vorausfahrendes Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur wie das
Systemfahrzeug ist oder nicht.
Nach Eintritt in das Programm geht der Ablauf zum
Schritt S10, wo unter Verwendung von 630 Datenkomponenten
(= 105 Laserpulse × 6 Abtastlinien) vom Empfänger/Sender der
Abstands-/Azimuthmeßvorrichtung 5 unter Abtastung des Ab
tastbereiches 81, der durch einen Horizontalwinkel von 16°
(= 0,15° × 105 Laserpulse) und einem Vertikalwinkel von 4°
(= 0,7° × 6 Abtastlinien) der Abstands-/Winkel-Bestimmungs
schaltkreis 33 Datensignale erzeugt, welche horizontale und
vertikale Abtastwinkel θx und θy und den Abstand r zu einem
abgetasteten Hindernis anzeigen, welche dann von dem Koor
dinatenwandlerschaltkreis 41 in Koordinaten (x, y, z) in
einem rechteckigen X-Y-Z-Koordinatensystem umgewandelt wer
den. Der Gegenstandserkennungsschaltkreis 43 verwendet die
von dem Koordinatenwandlerschaltkreis 41 eingegebenen Koor
dinatendaten, um den Typ oder die Art des Hindernisses, die
Koordinaten (x, y, z) der Mittenlage des Hindernisses, die
Größendaten (W, D, H), die Formdaten und die relativen Ge
schwindigkeitskomponenten (Vx, Vy, Vz) des Hindernisses zu
bestimmen. Die relativen Geschwindigkeitskomponenten (Vx,
Vy, Vz) werden wie oben beschrieben auf der Grundlage von
Änderungen der Koordinaten (x, y, z) der Mittenposition des
Hindernisses pro Zeiteinheit ermittelt. Zur Erkennung des
Hindernistyps wird, wenn das Systemfahrzeug fährt, jedoch
eine Relativlage des Hindernisses (d. h. die Relativge
schwindigkeit des Hindernisses) sich kaum ändert, dann das
Hindernis als bewegliches Objekt identifiziert. Zusätzlich
wird, wenn sich das Hindernis vom Systemfahrzeug wegbewegt,
d. h. wenn die Relativgeschwindigkeit des Hindernisses an
wächst, dann das Hindernis ebenfalls als bewegliches Objekt
identifiziert. Wenn die Relativposition des Hindernisses
sich an das Systemfahrzeug mit einer Geschwindigkeit annä
hert, welche gleich dem Absolutwert der Fahrzeuggeschwin
digkeit Vn des Systemfahrzeuges ist, wird das Hindernis als
stationärer oder fester Gegenstand identifiziert.
Der Ablauf geht dann zum Schritt S20 weiter, wo auf
folgende Weise bestimmt wird, ob der Gegenstand oder das
Hindernis ein vorausfahrendes Fahrzeug ist oder nicht. Zu
nächst wird der Kurvenradius R der Fahrbahn, auf der das
Systemfahrzeug fährt, in dem Kurvenradiusbestimmungsschalt
kreis 63 bestimmt. Eine Wahrscheinlichkeit, daß das im
Schritt S10 bestimmte Hindernis auf der gleichen Fahrspur
wie das Systemfahrzeug vorhanden ist, wird unter Verwendung
des Kurvenradius R und der Lage des Hindernisses in der
X-Z-Ebene gemäß Fig. 3 bestimmt. Wenn eine Mehrzahl von Hin
dernissen von der Abstands-/Azimut-Meßvorrichtung 5 erfaßt
wird, wird die Fahrspur-Wahrscheinlichkeit eines jeden Hin
dernisses bestimmt. Nachfolgend wird aus den Hindernissen,
welche die gleiche Fahrspurwahrscheinlichkeit größer als
ein ausgewählter Wert haben, ein vorausfahrendes Zielfahr
zeug oder vorausfahrende Zielfahrzeuge ausgewählt. Die Be
stimmung der Fahrspurwahrscheinlichkeit
(Wahrscheinlichkeit, daß sich das Hindernis auf der glei
chen Fahrspur wie das Systemfahrzeug befindet) und die Aus
wahl des voraus fahrenden Zielfahrzeuges kann wie in der
US-PS 5,710,565 (entsprechend der DE-OS 196 14 061) der glei
chen Anmelderin durchgeführt werden; auf den dortigen Of
fenbarungsgehalt wird hier insofern vollinhaltlich Bezug
genommen.
Bei der Bestimmung im Schritt S20 besteht die Möglich
keit, daß ein nicht vorausfahrendes Fahrzeug auf oder ober
halb der Straße als vorausfahrendes Fahrzeug bestimmt wird.
Beispielsweise kann die Fahrbahn selbst oder können Gegen
stände auf oder oberhalb einer Fahrspur, auf der sich das
Systemfahrzeug bewegt, beispielsweise Straßenzeichen, Über
führungen, Fahrbahnlackierungen, Reflektoren in oder auf
der Fahrbahnmarkierung etc. fehlerhaft als vorausfahrende
Fahrzeuge bestimmt werden. Wie nachfolgend erläutert
schließt der Schritt S30 derartige Gegenstände davon aus,
als vorausfahrende Fahrzeuge bestimmt zu werden.
Beim Eintritt in Schritt S30 geht das Programm zum
Schritt S100 in Fig. 5, um zunächst ein erstes Ausschlie
ßungsprogramm betreffend ein nicht vorausfahrendes Fahrzeu
ges durchzuführen, um nicht voraus fahrende Fahrzeuge von
allen Hindernissen auszuschließen, welche durch die Ab
stands-/Azimuth-Meßvorrichtung 5 abgetastet wurden, was an
hand der abgetasteten Hindernisse erfolgt. Nachdem die
nicht voraus fahrenden Fahrzeuge von den Hindernis sen im
Schritt S100 ausgeschlossen sind, geht das Programm zu ei
nem Schritt S300, um ein zweites Ausschließungsprogramm be
züglich nicht vorausfahrender Fahrzeuge durchzuführen, um
nicht voraus fahrende Fahrzeuge von allen Hindernissen aus
zuschließen, welche von der Abstands-/Azimuth-Meßvorrich
tung 5 abgetastet wurden, was anhand der Form des abgeta
steten Hindernisses erfolgt.
Fig. 6 zeigt das erste Ausschließungsprogramm für ein
nicht vorausfahrendes Fahrzeug.
Zuerst wird in einem Schritt S110 bestimmt, ob jedes
abgetastete Hindernis stillsteht oder nicht, was auf der
Grundlage der Entscheidung im Schritt S10 von Fig. 4 er
folgt. Diese Bestimmung basiert auf der Tatsache, daß die
meisten fehlerhaft als voraus fahrende Fahrzeuge eingestuf
ten oder bestimmten Hindernisse für gewöhnlich feststehende
Objekte auf oder oberhalb der Fahrbahn sind. Wenn die Ant
wort NEIN erhalten wird, was bedeutet, daß sich das Hinder
nis bewegt, d. h. daß das vorausfahrende Fahrzeug fährt, en
det das Programm ohne Durchführung vom Schritt S120 und den
nachfolgenden Schritten. Dies verhindert, daß ein voraus
fahrendes sich bewegendes Fahrzeug fehlerhaft zu Beginn und
Ende der Programmschleife als nicht vorausfahrendes Fahr
zeug eingestuft wird. Wenn andererseits im Schritt 110 JA
erhalten wird, geht das Programm zum Schritt 120, in wel
chem bestimmt wird, ob die Höhe des Mittelpunktes des Hin
dernisses gegenüber der Fahrbahnoberfläche mehr als 4 m be
trägt oder nicht. Wenn eine Antwort NEIN erhalten wird,
geht das Programm zu einem Schritt S130 weiter, wo bestimmt
wird, ob die Mittelhöhe (mittlere Höhe) des Hindernisses
nahe bei 0 m ist oder nicht. Wenn in einem der Schritt S120
und S130 JA erhalten wird, geht das Programm zu einem
Schritt S200, in welchem bestimmt wird, ob das Hindernis
bereits als vorausfahrendes Fahrzeug im Schritt S20 von
Fig. 4 eingestuft oder bestimmt wurde oder nicht. Wenn die
Antwort JA erhalten wird, geht das Programm zum Schritt
S210, wo die Bestimmung im Schritt S20 korrigiert wird und
das Hindernis als nicht vorausfahrendes Fahrzeug erkannt
wird. Nachfolgend endet das Programm.
Die Mittelhöhe oder die Höhe des Hindernis-Mittelpunk
tes, welche in den Entscheidungen der Schritte S120 oder
S130 verwendet wird, wird auf der Grundlage der Koordinaten
(x, y, z) der Mittelposition des Hindernisses berechnet,
welche in dem Gegenstandserkennungsschaltkreis 43 erhalten
wurden. Der Grund dafür, daß das Hindernis als nicht vor
ausfahrendes Fahrzeug eingestuft wird, wenn die Mittelhöhe
des Hindernisses mehr als 4 m beträgt oder nahe 0 m ist,
liegt darin, daß Mittelhöhen typische Fahrzeuge kaum 0 m
oder mehr als 4 m betragen. Speziell in Japan haben typi
sche Lastwägen oder Schlepper eine maximale Höhe von 3,8 m
und der Boden der Fahrzeuge ist von der Fahrbahnoberfläche
mehrere Zentimeter entfernt. Es ist somit möglich, das Hin
dernis als nicht vorausfahrendes Fahrzeuges zu bestimmen,
wenn seine Mittelhöhe größer als 4 m oder nahe gleich 0 m
ist.
Wenn im Schritt S130 die Antwort NEIN ist, was bedeu
tet, daß die Mittelhöhe des Hindernisses in einem Bereich
von 0 bis 4 m liegt, geht das Programm zum Schritt S140, um
sich auf die Höhendaten des gleichen Hindernisses zu bezie
hen, welche in vorausgegangen Programmablaufzyklen erhalten
wurden. Dies deshalb, als wenn das Systemfahrzeug vor einem
Gefälle oder nahe dem Ende einer Steigung fährt, über der
Straße hängende Tafeln oder Verkehrszeichen, welche 4 m
über der Fahrbahnoberfläche angeordnet sind, und welche von
der Abstands-/Azimuth-Meßvorrichtung 5 eigentlich nicht ab
getastet werden, wenn das Systemfahrzeug auf einer ebenen
Fahrbahn fährt, dann vorderhalb des Systemfahrzeuges liegen
und fehlerhalft als voraus fahrende Fahrzeuge erkannt wer
den. Wenn weiterhin das Systemfahrzeug vor einer Steigung
oder nahe dem Ende eines Gefälles fährt, werden die Fahr
bahn selbst, weiße Fahrbahnmarkierungen auf der Fahrbahn,
Reflektoren oder dergleichen, welche vorderhalb des System
fahrzeuges auftauchen, in fehlerhafter Weise als vorausfah
rende Fahrzeuge erkannt. Eine derart fehlerhafte Erkennung
wird unter Verwendung der vorherigen Höhendaten gemäß nach
folgender Beschreibung vorher korrigiert.
Im Schritt S140 wird bestimmt, ob das Hindernis für ei
ne Sekunde weiter abgetastet wird oder nicht. Wenn die Ant
wort NEIN ist, endet das Programm. Wenn die Antwort JA er
halten wird, geht das Programm zum Schritt S150, in dem be
stimmt wird, ob die Mittelhöhe des Hindernisses größer als
4 m oder nicht ist, wenn es eine Sekunde lang abgetastet
wird. Wenn die Antwort NEIN erhalten wird, geht das Pro
gramm zum Schritt S160, wo bestimmt wird, ob die Mittelhöhe
des Hindernisses, wenn dieses eine Sekunde abgetastet wird,
nahe 0 m oder nicht ist. Wenn im einen der Schritte S150
oder S160 als Antwort JA erhalten wird geht das Programm
zum Schritt S200.
Wenn im Schritt S160 die Antwort NEIN erhalten wird,
geht das Programm zum Schritt S170, in dem bestimmt wird,
ob das Hindernis weiterhin für zwei Sekunden oder nicht ab
getastet wird. Wenn die Antwort JA erhalten wird, geht das
Programm zum Schritt S180, in dem bestimmt wird, ob die
Mittelhöhe des Hindernisses, welches vorher zwei Sekunden
lang abgetastet wurde, größer als 4 m ist oder nicht. Wenn
die Antwort NEIN erhalten wird, geht das Programm zum
Schritt S190, in welchem bestimmt wird, ob die Mittelhöhe
des Hindernisses, welches vorher zwei Sekunden abgetastet
wurde, nahe 0 m ist oder nicht. Wenn die Antwort NEIN er
halten wird, endet das Programm. Wenn im einen der Schritte
S180 oder S190 als Antwort JA erhalten wird, geht das Pro
gramm zum Schritt S200 weiter.
Nach Beendigung des Unterprogrammes von Fig. 4 geht das
Programm zum Schritt S300 in Fig. 5 weiter. Das Unterpro
gramm im Schritt S300 wird für alle abgetasteten Hinder
nisse oder Gegenstände durchgeführt. Nachfolgend wird in
einem Schritt S310 bestimmt, ob das abgetastete Hindernis
sich in Ruhelage oder nicht befindet, was auf die Entschei
dung im Schritt S10 von Fig. 4 erfolgt. Wenn die Antwort
NEIN erhalten wird, endet das Programm. Wenn andererseits
die Antwort JA erhalten wird, geht das Programm zum Schritt
S320 weiter, wo bestimmt wird, ob ein Verhältnis (Wu/Wd)
der oberen Breite Wu an einem oberen Ende des Hindernisses
in der X-Y-Ebene von Fig. 3 zu der unteren Breite Wd an ei
nem unteren Ende hiervon größer als drei (3) oder nicht
ist. Wenn die Antwort NEIN erhalten wird, geht das Programm
zum Schritt 330 weiter, wo bestimmt wird, ob ein Verhältnis
(H/W) der Höhe H zur Breite W des Hindernisses größer als
drei (3) oder nicht ist. Wenn die Antwort NEIN erhalten
wird, geht das Programm zum Schritt S340, wo bestimmt wird,
ob eine Maximalbreite W des Hindernisses größer als 3,5 m
ist oder nicht. Wenn die Antwort NEIN erhalten wird, endet
das Programm. Wenn andererseits in einem der Schritte S320,
S330 oder S340 die Antwort JA erhalten wird, geht das Pro
gramm zum Schritt S350 weiter, wo bestimmt wird, ob das
Hindernis bereits als vorausfahrendes Fahrzeug im Schritt
S20 von Fig. 4 bestimmt oder klassifiziert wurde oder
nicht. Wenn die Antwort JA erhalten wird, geht das Programm
zum Schritt S360, wo die Bestimmung vom Schritt S20 korri
giert wird und das Hindernis wird als nicht vorausfahrendes
Fahrzeug erkannt oder eingestuft. Das Programm endet dann.
Die Bestimmungen in den Schritten S320, S330 und S340
werden gemäß obiger Beschreibung durchgeführt, um zu be
stimmen, ob die Formen des Hindernisses innerhalb eines Be
reiches von Formen gewöhnliche Fahrzeuge oder nicht fällt.
Der Grund, warum das Hindernis als vorausfahrendes Fahrzeug
klassifiziert wird, wenn im Schritt S320 bestimmt wird, daß
das Breitenverhältnis (Wu/Wd) größer als drei ist, ist wie
folgt für gewöhnlich sind Verkehrszeichen gemäß den Fig.
8(a) bis 8(d) und 9(a) bis 9(f) an oberen Enden von Ma
sten oder Pfählen angeordnet und haben in den meisten Fäl
len einen Breitenverhältnis (Wu/Wd) von 3 oder mehr, was
gewöhnliche Kraftfahrzeuge niemals haben. Die Verwendung
des Breitenverhältnisses (Wu/Wd) in der Entscheidung oder
Bestimmung des Schrittes S320 erlaubt somit, daß gewöhnli
che Kraftfahrzeuge von nicht fahrzeugartigen Gegenständen,
beispielsweise Verkehrszeichen oder dergleichen unterschie
den werden.
Die meisten der üblichen Verkehrszeichen können von
Kraftfahrzeugen durch eine der Bestimmungen im Schritt S320
oder S330 unterschieden werden, aber diese Ausführungsform
verwendet zwei Bestimmungen in den Schritten S320 und S330,
um die Unterscheidungsgenauigkeit zwischen Kraftfahrzeugen
und nicht fahrzeugartigen Gegenständen zu verbessern. Bei
spielsweise haben T-förmige Verkehrszeichen oder Hinweista
feln, wie sie in den Fig. 9(e) und 9(f) gezeigt sind ein
Höhen-zu-Breitenverhältnis von nahe 1 und sind schwierig
von Kraftfahrzeugen nur durch die Bestimmung im Schritt
S330 zu unterscheiden, haben jedoch ein Verhältnis von obe
rer zu unterer Breite (Wu/Wd) von drei oder mehr und können
somit von einem Kraftfahrzeug unter Verwendung der Bestim
mung im Schritt S320 unterschieden werden.
Der Grund, warum das Hindernis als vorausfahrendes
Fahrzeug erkannt wird, wenn im Schritt S340 bestimmt wird,
daß die Breite W größer als 5 m ist, ist wie folgt: spezi
elle Verkehrszeichen, beispielsweise diejenigen gemäß den
Fig. 10(a) und 10(b), welche an Tragpfosten angeordnet
sind, welche die Fahrbahn brückenmäßig überspannen oder
welche gemäß Fig. 10(c) an einer Seitenwand einer Fußgän
gerbrücke angebracht sind, haben ein Höhen-zu-Breitenver
hältnis (H/W) von weniger als 1. Für das Verhältnis der
oberen zur unteren Breite (Wu/Wd) ist es schwierig zu be
stimmen, welcher Teil des Verkehrszeichens eine untere
Breite hat, was in einem der Schritte S320 oder S330 eine
negative Antwort zur Folge hat. Weiterhin können bei T-för
migen Verkehrszeichen etwa gemäß den Fig. 9(e) und 9(f)
die oberen Abschnitte, welche über der Fahrbahn hängen, als
Hindernisse erkannt werden. In diesem Fall sind sie schwie
rig von Zielen auszuschließen, welche als voraus fahrende
Fahrzeuge in den Bestimmungen der Schritte S320 und S330
bestimmt wurden. Aus diesen Gründen wird der Schritt S340
durchgeführt, um die Breite des Hindernisses mit einem Re
ferenzwert (3,5 m), den gewöhnliche Kraftfahrzeuge niemals
erreichen, zu vergleichen, um das Hindernis als nicht vor
ausfahrendes Fahrzeug zu erkennen, wenn seine maximale
Breite größer als dieser Referenzwert ist. Beispielweise
haben Verkehrszeichen etwa gemäß den Fig. 10(a) bis
10(c) maximale Breiten, welche die Breite einer Fahrspur
überschreiten und größer als 3,5 m ist.
Beschrieben wurde somit ein Hinderniserkennungssystem
für Kraftfahrzeuge, welches dafür ausgelegt ist, vorausfah
rende Fahrzeuge von anderen Gegenständen zu unterscheiden
und entsprechende Daten beispielsweise für eine Abstands
steuerung zwischen zwei Fahrzeugen zu verwenden. Das System
beinhaltet eine Radareinheit und einen Bestimmungsschalt
kreis für ein vorausfahrendes Fahrzeug. Die Radareinheit
empfängt ein Signal, welches durch Reflexion wenigstens
eines ausgesandten Radarsignales von einem Hindernis er
zeugt wird, das in einer gegebenen Erkennungszone für ein
Hindernis vorhanden ist, um den Abstand zu einem Hindernis
und einen horizontalen und vertikalen Winkel des Hindernis
ses von einer vorgewählten Referenzrichtung aus zu bestim
men. Der Bestimmungsschaltkreis für das voraus fahrende
Fahrzeug beinhaltet einen Datenerzeugungsschaltkreis, der
zweidimensionale Formdaten des Hindernisses in einer zwei
dimensionalen Ebene in Breitenrichtung und vertikaler Rich
tung des Systemfahrzeuges auf der Grundlage von Abstand und
horizontalen und vertikalen Winkeln bestimmt, welche von
der Radareinheit bestimmt wurden und einen Nicht-Fahrzeug-
Bestimmungsschaltkreis, der bestimmt, daß das Hindernis
kein Fahrzeug sondern ein anderer Gegenstand ist, wenn die
zweidimensionalen Formdaten des Hindernisses außerhalb ei
nes Formenbereiches für gewöhnliche Fahrzeuge liegen.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand einer bevorzug
ten Ausführungsform offenbart und beschrieben, um sie ver
ständlich zu machen; es versteht sich jedoch, daß die vor
liegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist und auf
verschiedene Weisen realisiert werden kann, ohne vom Grund
gedanken der Erfindung abzuweichen. Somit ist die Erfindung
so zu verstehen, daß sie alle möglichen Ausführungsformen
von den dargestellten Ausführungsformen umfaßt oder bein
haltet, welche ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzu
weichen realisiert werden können.
Beispielsweise ist das Kriterien des Breitenverhältnis
ses (Wu/Wd) und das Höhen-zu-Breitenverhältnis (H/W), wel
ches in den Bestimmungen der Schritte S320 und S330 benutzt
wurde, nicht immer auf drei (3) beschränkt und kann bei
spielsweise 2,5 betragen. Genauer gesagt, die Kriterien des
Breitenverhältnisses (Wu/Wd) und des Höhen-zu-Breiten-Ver
hältnisses (H/W) können irgendwelche Werte haben, welche
übliche oder gewöhnliche Kraftfahrzeuge niemals haben. Wei
terhin kann nach dem Schritt S190 in Fig. 6 ein Schritt
verwendet werden, der Höhendaten verwendet, welche drei
oder vier Sekunden vorher erhalten wurden, um die Genauig
keit der Nicht-Fahrzeugbestimmung in den Schritten S200 und
S210 zu verbessern. Die Verwendung alter Höhendaten macht
es jedoch schwierig, Ziele zu identifizieren. Die Verwen
dung von Höhendaten, welche zwei Sekunden vorher ermittelt
wurden, hat sich in der Praxis als bevorzugt herausge
stellt.
Claims (9)
1. Hinderniserkennungssystem für Fahrzeuge mit:
einer Radareinheit (31), welche Radarsignale über eine gegebene Zone (81) hinweg, in der das Hindernis erkennbar ist aussendet, wobei die Zone über eine bestimmte Breite und einen vertikalen Winkel eines Systemfahrzeuges reicht, welches mit diesem System ausgestattet ist, wobei die Ra dareinheit (31) ein Signal empfängt, welches durch Reflexion wenigstens eines der übertragenen Radarsignale von ei nem Hindernis, welches in der gegebenen Abtastzone (81) vorhanden ist, erzeugt wird, um einen Abstand zu dem Hin dernis und einen horizontalen und vertikalen Winkel des Hindernisses aus einer vorgewählten Referenzrichtung zu be stimmen; und
Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen zum Bestimmen, ob das von der Radareinheit (31) erfaßte Hindernis ein Fahrzeug oder ein anderer Gegenstand ist, wobei die Fahrzeugbestim mungsvorrichtungen aufweisen:
eine Höhenbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen einer Höhe eines gegebenen Abschnittes des Hindernisses auf der Grundlage von Abstand und Horizontal- und Vertikalwinkeln, welche von der Radareinheit bestimmt wurden; und
eine Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvorrichtung zum Bestim men, daß das Hindernis ein anderer Gegenstand als ein Fahr zeug ist, wenn die Höhe des gegebenen Abschnittes des Hin dernisses, die durch die Höhenbestimmungsvorrichtung be stimmt wurde, innerhalb eines bestimmten Höhenbereiches zu mindest einmal innerhalb einer bestimmten Zeitdauer fällt.
einer Radareinheit (31), welche Radarsignale über eine gegebene Zone (81) hinweg, in der das Hindernis erkennbar ist aussendet, wobei die Zone über eine bestimmte Breite und einen vertikalen Winkel eines Systemfahrzeuges reicht, welches mit diesem System ausgestattet ist, wobei die Ra dareinheit (31) ein Signal empfängt, welches durch Reflexion wenigstens eines der übertragenen Radarsignale von ei nem Hindernis, welches in der gegebenen Abtastzone (81) vorhanden ist, erzeugt wird, um einen Abstand zu dem Hin dernis und einen horizontalen und vertikalen Winkel des Hindernisses aus einer vorgewählten Referenzrichtung zu be stimmen; und
Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen zum Bestimmen, ob das von der Radareinheit (31) erfaßte Hindernis ein Fahrzeug oder ein anderer Gegenstand ist, wobei die Fahrzeugbestim mungsvorrichtungen aufweisen:
eine Höhenbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen einer Höhe eines gegebenen Abschnittes des Hindernisses auf der Grundlage von Abstand und Horizontal- und Vertikalwinkeln, welche von der Radareinheit bestimmt wurden; und
eine Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvorrichtung zum Bestim men, daß das Hindernis ein anderer Gegenstand als ein Fahr zeug ist, wenn die Höhe des gegebenen Abschnittes des Hin dernisses, die durch die Höhenbestimmungsvorrichtung be stimmt wurde, innerhalb eines bestimmten Höhenbereiches zu mindest einmal innerhalb einer bestimmten Zeitdauer fällt.
2. Hinderniserkennungssystem für Fahrzeuge mit:
einer Radareinheit (31), welche Radarsignale über eine gegebene Zone (81) hinweg, in der das Hindernis erkennbar ist, aussendet, wobei die Zone über eine bestimmte Breite und einen vertikalen Winkel eines Systemfahrzeuges reicht, welches mit diesem System ausgestattet ist, wobei die Ra dareinheit (31) ein Signal empfängt, welches durch Reflexion wenigstens eines der übertragenen Radarsignale von ei nem Hindernis, welches in der gegebenen Abtastzone (81) vorhanden ist, erzeugt wird, um einen Abstand zu dem Hin dernis und einen horizontalen und vertikalen Winkel des Hindernisses aus einer vorgewählten Referenzrichtung zu be stimmen; und
Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen zum Bestimmen, ob das von der Radareinheit (31) erfaßte Hindernis ein Fahrzeug oder ein anderer Gegenstand ist, wobei die Fahrzeugbestim mungsvorrichtungen aufweisen:
eine Erzeugungsvorrichtung für zweidimensionale Form daten zur Erzeugung zweidimensionaler Formdaten des Hinder nisses auf einer zweidimensionalen Ebene in Breiten- und Vertikalrichtung des Systemfahrzeuges auf der Grundlage von Abstand und Horizontal- und Vertikalwinkeln, welche von der Radareinheit bestimmt wurden; und
eine Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvorrichtung zur Bestim mung, daß das Hindernis ein anderer Gegenstand als ein Fahrzeug ist, wenn die zweidimensionalen Formdaten des Hin dernisses, welche von der Bestimmungsvorrichtung erzeugt werden, außerhalb eines üblichen Fahrzeugformbereiches lie gen.
einer Radareinheit (31), welche Radarsignale über eine gegebene Zone (81) hinweg, in der das Hindernis erkennbar ist, aussendet, wobei die Zone über eine bestimmte Breite und einen vertikalen Winkel eines Systemfahrzeuges reicht, welches mit diesem System ausgestattet ist, wobei die Ra dareinheit (31) ein Signal empfängt, welches durch Reflexion wenigstens eines der übertragenen Radarsignale von ei nem Hindernis, welches in der gegebenen Abtastzone (81) vorhanden ist, erzeugt wird, um einen Abstand zu dem Hin dernis und einen horizontalen und vertikalen Winkel des Hindernisses aus einer vorgewählten Referenzrichtung zu be stimmen; und
Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen zum Bestimmen, ob das von der Radareinheit (31) erfaßte Hindernis ein Fahrzeug oder ein anderer Gegenstand ist, wobei die Fahrzeugbestim mungsvorrichtungen aufweisen:
eine Erzeugungsvorrichtung für zweidimensionale Form daten zur Erzeugung zweidimensionaler Formdaten des Hinder nisses auf einer zweidimensionalen Ebene in Breiten- und Vertikalrichtung des Systemfahrzeuges auf der Grundlage von Abstand und Horizontal- und Vertikalwinkeln, welche von der Radareinheit bestimmt wurden; und
eine Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvorrichtung zur Bestim mung, daß das Hindernis ein anderer Gegenstand als ein Fahrzeug ist, wenn die zweidimensionalen Formdaten des Hin dernisses, welche von der Bestimmungsvorrichtung erzeugt werden, außerhalb eines üblichen Fahrzeugformbereiches lie gen.
3. System nach Anspruch 2, wobei die zweidimensionalen
Formdaten ein Breitenverhältnis einer Breite in einem obe
ren Abschnitt zu einer Breite in einem unteren Abschnitt
des Hindernisses auf der zweidimensionalen Ebene sind.
4. System nach Anspruch 2, wobei die zweidimensionalen
Formdaten ein Verhältnis einer Höhe zu einer Breite des
Hindernisses auf der zweidimensionalen Ebene sind.
5. System nach Anspruch 2, wobei die Nicht-Fahrzeug-
Bestimmungsvorrichtung das Hindernis als einen Gegenstand
bestimmt, der kein Fahrzeug ist, wenn ein Breitenverhältnis
einer Breite eines oberen Abschnittes zu einer Breite in
einem unteren Abschnitt des Hindernisses in der zweidimen
sionalen Ebene außerhalb eines gegebenen Breitenverhältnis
bereiches liegt und wobei die Nicht-Fahrzeug-Bestimmungs
vorrichtung weiterhin das Hindernis als anderen Gegenstand
als ein Fahrzeug bestimmt, wenn ein Verhältnis einer Höhe
zu einer Breite des Hindernisses in der zweidimensionalen
Ebene außerhalb eines gegebenen Höhen-zu-Breitenverhältnis
bereiches liegt.
6. System nach Anspruch 2, wobei die Nicht-Fahrzeugbe
stimmungsvorrichtung weiterhin das Hindernis als Gegenstand
bestimmt, der kein Fahrzeug ist, wenn eine maximale Breite
des Hindernisses außerhalb eines gegebenen maximalen Fahr
zeugbreitenbereiches liegt.
7. System nach Anspruch 3, wobei die Fahrzeugbestim
mungsvorrichtungen weiterhin eine Hindernisbewegungs-Be
stimmungsvorrichtung beinhalten zur Überwachung der Bewe
gung des abgetasteten Hindernisses, um zu bestimmen, ob das
Hindernis ein beweglicher oder ein ortsfester Gegenstand
ist, und wobei die Nicht-Fahrzeugbestimmungsvorrichtung das
Hindernis als Gegenstand bestimmt, der kein Fahrzeug ist,
wenn von den Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen bestimmt
wird, daß das Hindernis ein ortsfester Gegenstand ist und
wenn das Breitenverhältnis außerhalb eines gegebenen Brei
tenverhältnisbereiches liegt.
8. System nach Anspruch 4, wobei die Fahrzeugbestim
mungsvorrichtungen weiterhin eine Hindernisbewegungs-Be
stimmungsvorrichtung zur Überwachung der Bewegung des abge
tasteten Gegenstandes aufweisen, um zu bestimmen, ob das
Hindernis ein beweglicher oder ortsfester Gegenstand ist,
und wobei die Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvorrichtung das
Hindernis als Gegenstand bestimmt, der kein Fahrzeug ist,
wenn von Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen bestimmt wird, daß
der Gegenstand ein ortsfester Gegenstand ist und wenn das
Verhältnis der Höhe zur Breite des Hindernisses in der
zweidimensionalen Ebene außerhalb eines gegebenen
Höhen-zu-Breitenverhältnisbereiches liegt.
9. System nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugbestim
mungsvorrichtungen weiterhin eine Hindernisbewegungs-Bestim
mungvorrichtung zur Überwachung der Bewegung des abgetaste
ten Hindernisses beinhalten, um zu bestimmen, ob das Hin
dernis ein beweglicher oder ein ortsfester Gegenstand ist,
und wobei die Nicht-Fahrzeug-Bestimmungsvorrichtung das
Hindernis als Gegenstand bestimmt, der kein Fahrzeug ist,
wenn von den Fahrzeugbestimmungsvorrichtungen bestimmt
wurde, daß das Hindernis ein ortsfester Gegenstand ist und
wenn die Höhe eines gegebenen Abschnittes des Hindernisses
innerhalb des gegebenen Höhenbereiches zumindest einmal in
nerhalb der festgesetzten Zeitdauer fällt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19736497A JP3684776B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 車両用障害物認識装置 |
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