DE19942663B4

DE19942663B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Straßenverhältnissen um ein sich fortbewegendes Fahrzeug herum und ein Aufzeichnungsmedium zum Speichern eines zugehörigen Software-Programms

Info

Publication number: DE19942663B4
Application number: DE19942663.5A
Authority: DE
Inventors: Yukimasa Tamatsu; Hiroaki Kumon
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: DE19942663A1; JP2000147103A; US6198426B1; JP3371854B2

Abstract

Eine Straßenverhältniserfassungsvorrichtung mit einem auf einem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) angebrachten Radarsystem (2) zum Aussenden einer Radarwelle in Richtung einer gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe (SOn), die sich vor dem Radarsystem (2) befindet, und zum Messen der momentanen Position der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe auf der Grundlage der Reflexion der Radarwelle, und einer Speichereinrichtung (26c) zum Speichern gemessener Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe (SOn), die sich vor dem Radarsystem (2) befindet; einer Berechnungseinrichtung zum Berechnen der gegenwärtigen Position einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe (SOp) auf der Grundlage der gemessenen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die in der Speichereinrichtung (26c) gespeichert wurden, und der Bewegung des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) während einer vergangenen Zeit (ΔT); einer ersten Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Abstandes (Mwr, Mwl) zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) und einer stationären Objektgruppe (Mxr, Mxl), die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wurden; einer zweiten Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Abstandes (Twr, Twl) zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug (VT/Tx) und einer stationären Objektgruppe (Txr, Txl), die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx) entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wurden, und Positionsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx); und einer Dieselbe-Spur-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob sich das sich fortbewegende Fahrzeug (VM, Mx) und das vorausfahrende Fahrzeug (VT/Tx) auf einer selben Verkehrsspur fortbewegen, auf der Grundlage des von der ersten Erfassungseinrichtung und des von der zweiten Erfassungseinrichtung erfaßten Abstands (Mwr, Mwl, Twr, Twl).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Straßenverhältnissen um ein sich fortbewegendes Fahrzeug herum und ein Aufzeichnungsmedium zum Speichern eines zugehörigen Software-Programms. Die vorliegende Erfindung kann auf ein Fahrzeugnachfolgesystem oder ein Abstandswarnsystem auf der Grundlage eines Radarsystems angewendet werden.
In einer konventionellen Fahrzeugnachfolgekontrolle wird eine Dieselbe-Spur-Beurteilung durchgeführt, um zu überprüfen, ob sich das vorausfahrende Fahrzeug auf derselben Verkehrsspur fortbewegt wie jene eines sich fortbewegenden Fahrzeug, das ein Radarsystem trägt (im folgenden als Systemfahrzeug bezeichnet).
Zum Beispiel ist es möglich, beim Berurteilen, ob die Verkehrsspur eine gerade Spur oder eine gekrümmte bzw. kurvige Spur ist, Informationen zu verwenden, die von dem Lenksensor und dem Gierratensensor erhalten werden können. Aus dieser Beurteilung wird man eine geschätzte bzw. berechnete Gestalt der Straße oder Straßenkonfiguration erhalten. Die Dieselbe-Spur-Beurteilung wird auf der Grundlage solch einer berechneten Straße durchgeführt, indem man überprüft, ob sich das vorausfahrende Fahrzeug und das Systemfahrzeug auf derselben Verkehrsspur von dieser berechneten Straße befinden.
Die Krümmung einer Verkehrsstraße ändert sich jedoch flexibel oder zufällig. Eine gerade Straße kann plötzlich zu einer gekrümmten Straße werden oder umgekehrt. In solch einem Fall ist es schwierig, die berechnete Straße präzise zu erhalten. Dies führt zu einem Fehler in der Dieselbe-Spur-Beurteilung. Mit anderen Worten, die Informationen, die von dem Lenksensor und dem Gierratensensor erhalten werden können, sind auf den gegenwärtigen Zustand des Systemfahrzeugs beschränkt und können folglich das zukünftige Verhalten des Systemfahrzeugs nicht vorhersagen.
Um solch ein Problem zu lösen offenbart die ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 6-195600 ein Laserradarsystem und schlägt ein Verfahren zum Berechnen der Konfiguration der Straße auf der Grundlage der Positionsbeziehung zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug und entlang eines Straßenrandes bereitgestellter Reflektoren bzw. Rückstrahler vor.
Dieses konventionelle System besitzt jedoch die folgenden Probleme:

➀ Es gibt viele Straßen entlang denen keine Rückstrahler bzw. Reflektoren bereitgestellt sind. Folglich ist die Brauchbarkeit des obigen konventionellen Systems auf spezifische oder Straßen hoher Qualität bestimmt.
➁ Im allgemeinen sind viele Hauptverkehrsstraßen so entworfen bzw. konstruiert, daß sie eine Klothoidenkurvenlinie bzw. Cornu-Spirale-Kurvenlinie besitzen, deren Krümmung sich kontinuierlich oder momentan ändert. Folglich wird ein Fehler verursacht werden, falls die Dieselbe-Spur-Beurteilung auf der Grundlage von nur einem Krümmungswert gemacht wird.
➂ Weiterhin kann die Laser-basierte Radartechnologie nicht einfach auf ein Radar vom Radiowellentyp angewendet werden, aufgrund des Unterschieds in ihren Auflösungen. Im allgemeinen ist das Radar vom Radiowellentyp minderwertiger als das Radar vom Lasertyp in Bezug auf die Eignung zur Azimuterfassung. Der Pegel einer reflektierten Radarwelle variiert stark in Abhängigkeit von dem Winkel zwischen der ausgesendeten Radarwelle und einem Ziel- bzw. Targetobjekt. Weiterhin ist das Radar vom Radiowellentyp einem Mehrwegphänomen unterworfen, das durch Vielfachreflexionen der Radiowelle verursacht wird.

Aus der DE 197 23 963 A1 ist eine Objekterkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt mit einer auf einem sich fortbewegenden Fahrzeug angebrachten Kamera zum Messen der momentanen Position einer gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe und einer Speichereinrichtung zum Speichern gemessener Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe, die sich vor dem Fahrzeug befindet. Anstelle einer Kamera kann eine andere Vorrichtung wie beispielsweise ein Laser-Radar verwendet werden. Zusätzlich wird eine Berechnungseinrichtung offenbart zum Berechnen der gegenwärtigen Position einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe auf der Grundlage der gemessenen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die in der Speichereinrichtung gespeichert wurden, und der Bewegung des sich fortbewegenden Fahrzeugs während einer vergangenen Zeit. Außerdem wird eine Erfassungseinrichtung offenbart zum Erfassen eines Abstandes zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug und einer stationären Objektgruppe, die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wurden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der vorhergehenden Probleme im Stand der Technik besitzt die vorliegende Erfindung eine Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum präzisen Erfassen von Straßenverhältnissen um ein sich fortbewegendes Fahrzeug herum und ein Aufzeichnungsmedium zum Speichern eines zugehörigen Software-Programms bereitzustellen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 12.
Entsprechend einer der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden Abwandlung einer Ausführungsform der vorliegende Erfindung wird eine erste Straßenverhältniserfassungsvorrichtung beschrieben, die ein auf einem sich fortbewegenden Fahrzeug angebrachtes Radarsystem zum Aussenden einer Radarwelle in Richtung einer gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe, die sich vor dem Radarsystem befindet, und zum Messen der momentanen Position der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe auf der Grundlage der Reflexion der Radarwelle aufweist. Eine Speichereinrichtung zum Speichern gemessener Positiondaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe, die sich vor dem Radarsystem befindet, ist bereitgestellt. Eine Berechnungseinrichtung zum Abschätzen bzw. Berechnen der gegenwärtigen Position einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe auf der Grundlage der gemessenen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die in der Speichereinrichtung gespeichert wurden, und der Bewegung des sich fortbewegenden Fahrzeugs während einer vergangenen Zeit ist bereitgestellt. Und eine Erfassungseinrichtung ist bereitgestellt zum Erfassen eines Abstandes zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug und einer stationären Objektgruppe, die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wurden.
Vorteilhafterweise wird die Abstandserfassung unter Verwendung der gegenwärtigen Positionsdaten einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe durchgeführt, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in Bezug auf das sich fortbewegende Fahrzeug befindet.
In diesem Fall besitzt der vorbestimmte Bereich eine Größe in Längsrichtung, die länger als eine Länge des sich fortbewegenden Fahrzeugs in Längsrichtung ist. Die Größe des vorbestimmten Bereichs in Längsrichtung ist im wesentlichen gleich zweimal der Länge des sich fortbewegenden Fahrzeugs in Längsrichtung.
Vorteilhafterweise wird die stationäre Objektgruppe, die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeug entlang des Straßenrandes positioniert ist, in rechte und linke Gruppen aufgeteilt, um einen Abstand zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug und jeder von den rechten und linken Gruppen zu erfassen.
Entsprechend einer der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden weiteren Abwandlung einer Ausführungsform der vorliegende Erfindung wird eine zweite Straßenverhältniserfassungsvorrichtung beschrieben, die ein auf einem sich fortbewegenden Fahrzeug angebrachtes Radarsystem zum Aussenden einer Radarwelle in Richtung einer gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe, die sich vor dem Radarsystem befindet, und zum Messen der momentanen Position der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe auf der Grundlage der Reflexion der Radarwelle aufweist. Die zweite Straßenverhältniserfassungsvorrichtung umfaßt eine Speichereinrichtung zum Speichern gemessener Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe, die sich vor dem Radarsystem befindet, eine Berechnungseinrichtung zum Abschätzen bzw. Berechnen der gegenwärtigen Position einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe auf der Grundlage der gemessenen Positonsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die in der Speichereinrichtung gespeichert wurden, und der Bewegung des sich fortbewegenden Fahrzeugs während einer vergangenen Zeit, und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Abstandes zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug und einer stationären Objektgruppe, die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wurden, und Positionsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs.
Vorteilhafterweise wird eine erste Auswahleinrichtung bereitgestellt zum Auswählen einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereiches im Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug befindet, und die Abstandserfassung wird unter Verwendung der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die von der ersten Auswahleinrichtung ausgewählt wurde, durchgeführt.
In diesem Fall besitzt der vorbestimmte Bereich eine Größe in Längsrichtung, die länger als eine Länge des vorausfahrenden Fahrzeugs in Längsrichtung ist. Die Größe des vorbestimmten Bereiches in Längsrichtung ist im wesentlichen gleich zweimal der Länge des vorausfahrenden Fahrzeugs in Längsrichtung.
Vorteilhafterweise wird eine zweite Auswahleinrichtung bereitgestellt zum Auswählen einer gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug befindet, und die Abstandserfassung wird unter Verwendung der Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe, die von der zweiten Auswahleinrichtung ausgewählt wurde, durchgeführt.
Und die stationäre Objektgruppe, die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs entlang des Straßenrandes positioniert ist, wird in rechte und linke Gruppen aufgeteilt, um einen Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und jeder von den rechten und linken Gruppen zu erfassen.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, daß eine berechnete Verkehrsspur von einer Verkehrsstraße auf der Grundlage des von der Erfassungseinrichtung erhaltenen Abstandes korrigiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine dritte Straßenverhältniserfassungsvorrichtung bereitgestellt, welche die Merkmale der oben beschriebenen ersten und zweiten Straßenverhältniserfassungsvorrichtungen aufweist. Die dritte Straßenverhältniserfassungsvorrichtung umfaßt desweiteren eine Dieselbe-Spur-Beurteilungseinrichtung zum Berurteilen, ob sich das sich fortbewegende Fahrzeug und das vorausfahrende Fahrzeug auf einer selben Verkehrsspur fortbewegen, auf der Grundlage von wenigstens einem von den erfaßten Abständen, die von der ersten Erfassungseinrichtung und der zweiten Erfassungseinrichtung erfaßt wurden.
In dieser Dieselbe-Spur-Beurteilung wird der Abstand zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug und der stationären Objektgruppe, die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeug positioniert ist, mit dem Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und der stationären Objektgruppe, die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeug positioniert ist, verglichen. Und es wird erkannt, daß sich das vorausfahrende Fahrzeug und das sich fortbewegende Fahrzeug auf derselben Verkehrsspur fortbewegen, wenn eine Differenz zwischen den verglichenen Abständen kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Das in dieser Erfindung verwendete Radarsystem kann ein Radarsystem vom FMCW-Typ (frequenzmoduliertes Dauerstrichradar) sein, das eine Sendeeinrichtung zum Aussenden einer Radarwelle aufweist, die ein Sendesignal mit einer periodisch zunehmenden und abnehmenden Frequenz mit einer vorbestimmten Modulationsbreite trägt. Eine Empfangseinrichtung ist bereitgestellt zum Aufnehmen bzw. Empfangen einer von einem Targetobjekt reflektierten Radarwelle, um ein Empfangssignal zu erzeugen. Das Empfangssignal wird mit dem Sendesignal gemischt, um ein Schwebungssignal zu erzeugen. Eine Spektrumerzeugungseinrichtung ist bereitgestellt zum Erzeugen eines Anstiegspektrums aus einem Anstiegschwebungssignal, das während einer Anstiegmodulation erhalten wird, wo die Frequenz des Sendesignals zunimmt, und ebenfalls zum Erzeugen eines Abfallspektrums aus einem Abfallschwebungssignal, das während einer Abfallmodulation erhalten wird, wo die Frequenz des Sensesignals abnimmt. Und eine Erfasungseinrichtung ist bereitgestellt zum Verschieben eines Peaks bzw. einer Linie von wenigstens einem von dem Anstiegspektrum und dem Abfallspektrum um einen vorbestimmten Frequenzverschiebungsbetrag, um entsprechende Linien des Anstiegspektrums und des Abfallspektrums zu vergleichen, wodurch ein Verschiebungszustand des Targetobjektes erfaßt wird.
Das Radarsystem vom FMCW-Typ weist des weiteren eine Frequenzverschiebungsbetragbestimmungseinrichtung zum Einstellen bzw. Setzen einer Vielzahl von Frequenzverschiebungsbeträgen auf der Grundlage einer Fahrgeschwindigkeit des sich fortbewegenden Fahrzeugs auf. Eine Bewertungseinrichtung ist bereitgestellt zum Bewerten eines Spektrumsübereinstimmungsgrades für jedes von dem Anstiegspektrum und dem Abfallspektrum, die jedem von den Frequenzverschiebungsbeträgen entsprechen. Eine Identifizierungseinrichtung ist bereitgestellt zum Identifizieren eines optimalen Frequenzverschiebungsbetrages, der den höchsten Grad an Spektrumsübereinstimmung besitzt. Und eine Stationäres-Objekt-Beurteilungseinrichtung ist bereit gestellt zum Beurteilen, ob das Targetobjekt ein stationäres bzw. nicht bewegtes Objekt ist, auf der Grundlage des Anstiegspektrums und des Abfallsprektrums von dem optimalen Frequenzverschiebungsbetrag.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Erfassen von Straßenverhältnissen um ein sich fortbewegendes Fahrzeug herum bereit, das mittels der oben beschriebenen Straßenverhältniserfassungsvorrichtungen durchgeführt wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Aufzeichnungsmedium zum Speichern eines Software-Programms bereit, das in einem Computersystem installiert werden kann, zum Erfassen von Straßenverhältnissen gemäß der vorliegenden Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das obige und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlicher werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist, in denen:
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Gesamtanordnung eines Radarsystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Wellenformansicht, die eine Frequenzänderung eines Sendesignals gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Ansicht, die im RAM gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gespeicherte Daten veranschaulicht;
4 ist ein Flußdiagramm, das Einzelheiten der Targethinderniserfassungsverarbeitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
5 ist ein Flußdiagramm, das Einzelheiten der Stationäres-Objekt-Erfassungsverarbeitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
6 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen zwei sich fortbewegenden Fahrzeugen und entlang der Straßenränder angeordneten stationären Objekten zeigt;
7 ist eine Ansicht, die Positionsdaten zeigt, die beim Berechnen von Abständen zwischen jedem Fahrzeug und entsprechenden Straßenrändern verwendet werden;
8 ist ein Flußdiagramm, das Einzelheiten der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Auswahlverarbeitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
9A ist eine Ansicht, die den Effekt der vorliegenden Erfindung beim Berechnen der Abstände zwischen dem Fahrzeug und gekrümmten Straßenrändern zeigt;
9B ist eine Ansicht, die den Effekt der vorliegenden Erfindung beim Berechnen der Abstände zwischen dem Fahrzeug und unregelmäßigen Straßenrändern zeigt; und
10 ist eine Ansicht, die den Effekt der vorliegenden Erfindung beim Berechnen der Verkehrsspur zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden ausführlicher erläutert werden, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In allen Ansichten werden identische Teile durchgehend mittels der selben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Gesamtsystemanordnung
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Gesamtanordnung eines FMCW-Radarsystems (d. h. frequenzmoduliertes Dauerstrichradarsystem) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das FMCW-Radarsystem ist ein Monopulsradarsystem vom Phasendifferenztyp und wird im folgenden einfach als Radar bezeichnet.
Wie in 1 gezeigt ist, besteht ein Radarsystem 2 der bevorzugten Ausführungsform aus einem Sender-Empfänger-Abschnitt 10 und einem Signalverarbeitungsabschnitt 20. Der Sender-Empfänger-Abschnitt 10 umfaßt einen Sender 12, der eine Radarwelle aussendet oder emittiert, die eine in Übereinstimmung mit einem Modulationssignal Sm modulierte vorbestimmte Frequenz besitzt, und ein Paar von Empfängern 14 und 16, die die vom Sender 12 ausgesendete und von einem Ziel- bzw. Targethindernis reflektierte Radarwelle aufnehmen bzw. empfangen. Der Signalverarbeitungsabschnitt 20 führt das Modulationssignal Sm dem Sender 12 zu und führt die Verarbeitung zum Erfassen des Hindernistargets durch und beurteilt ebenfalls die Straßenverhältnisse auf der Grundlage von von den Empfängern 14 und 16 erzeugten Zwischenfrequenzschwebungssignalen B1 und B2.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird das Radarsystem in einem Kraftfahrzeug installiert, um ein Targethindernis zu erfassen, das sich vor dem Kraftfahrzeug befindet. Der Sender-Empfänger-Abschnitt 100 wird an der Vorderseite eines Fahrzeugkörpers angeordnet, während der Signalverarbeitungssabschnitt 20 bei einer vorbestimmten Position in oder nahe eines Fahrgastraums angeordnet wird.
Der Signalverarbeitungsabschnitt 20, der aus einem Mikrocomputer besteht, empfängt verschiedene Sensorsignale, wie zum Beispiel ein Fahrzeuggeschwindigkeitsignal, das von einem Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 21a erhalten wird, ein Lenkwinkelsignal, das von einem Lenksensor 21b erhalten wird, und ein Gierratensignal, das von einem Gierratensensor 21c erhalten wird.
Der Sender 12 umfaßt einen Modulator (MOD) 12a, einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 12b, Leistungsverteiler (COUP) 12c und 12d, und eine Sendeantenne 12e. Der Modulator (MOD) 12a wandelt das Modulationssignal Sm in ein Signal mit einem Einstellpegel für den spannungsgesteuerten Oszillator 12b um und sendet das modulierte Signal zu dem spannungsgesteuerten Oszillator 12b. Der Spannungsgesteuerte Oszillator (VCO) 12b erzeugt ein Hochfrequenzsignal im Milliwellenband als ein Sendesignal. Die Leistungsverteiler 12c und 12d erzeugen den Empfängern 14 und 16 zuzuführende lokale Signale mittels Leistungsverteilung des von dem spannungsgesteuerten Oszillator 12b erzeugten Sendesignals. Und die Sendeantenne 12e sendet eine Radarwelle in Übereinstimmung mit dem Sendesignal aus.
Der Empfänger 14 umfaßt eine Empfangsantenne 14a, einen Mischer 14b, einen Vorverstärker 14c, einen Tiefpaßfilter 14d und einen Nachverstärker 14e. Die Empfangsantenne 14a empfängt eine Radarwelle. Der Mischer 14b mischt das von der Empfangsantenne 14a empfangene bzw. aufgenommene Empfangssignal mit dem von dem Leistungsverteiler 12d zugeführten lokalen Signal. Der Vorverstärker 14c verstärkt eine Ausgabe des Mischers 14b. Der Tiefpaßfilter 14d entfernt unnötige Hochfrequenzkomponenten aus der Ausgabe des Vorverstärkers 14c und extrahiert oder erzeugt ein Schwebungssignal B1, das eine Frequenzdifferenzkomponente zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal repräsentiert. Und der Nachverstärker 14e verstärkt die Größe bzw. Höhe des Schwebungssignals B1 auf einen erforderlichen Pegel.
Gleichermaßen umfaßt der Empfänger 16 eine Empfangsantenne 16a, einen Mischer 16b, einen Vorverstärker 16c und einen Nachverstärker 16e. Die Empfangsantenne 16a empfängt eine Radarwelle. Der Mischer 16b mischt das von der Empfangsantenne 16a aufgenommene bzw. empfangene Empfangssignal mit dem von dem Leistungsverteiler 12c zugeführten lokalen Signal. Der Vorverstärker 16c verstärkt eine Ausgabe des Mischers 16b. Der Tiefpaßfilter 16d entfernt unnötige Hochfrequenzkomponenten aus der Ausgabe des Vorverstärkers 16d und extrahiert oder erzeugt ein Schwebungssignal B2, das eine Frequenzdifferenzkomponente zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal repräsentiert. Und der Nachverstärker 16e verstärkt die Größe bzw. Höhe des Schwebungssignals B2 auf einen erforderlichen Pegel. Der Empfänger 14 ist einem Empfangskanal CH1 zugeordnet, während der Empfänger 16 einem Empfangskanal CH2 zugeordnet ist.
Andererseits umfaßt der Signalverarbeitungsabschnitt 20 einen Dreieckswellengenerator 22, A/D-Wandler 24a und 24b, einen Mikrocomputer 26 und eine Verarbeitungseinheit 28. Der Dreieckswellengenerator 22 erzeugt das Modulationssignal Sm von einer Dreieckswellenform als Reaktion auf ein Aktivierungssignal C1. Die A/D-Wandler 24a und 24b empfangen die Schwebungssignale B1 und B2, die von den Empfängern 14 und 16 zugeführt werden, und wandeln sie in digitale Daten D1 und D2 als Reaktion auf ein Aktivierungssignal C2 um. Der Mikrocomputer 26, der hauptsächlich aus einer CPU 26a, einem ROM 26b und einem RAM 26c besteht, sendet die Aktivierungssignale C1 und C2 aus, um den Dreieckswellengenerator 22 und die A/D-Wandler 24a, 24b zu betreiben bzw. anzusteuern. Weiterhin führt der Mikrocomputer 26 Targethinderniserfassungsverarbeitung (später beschrieben) zum Erfassen des Abstandes, der relativen Geschwindigkeit und des Azimuts eines Targethindernisses in Bezug auf ein Systemfahrzeug (d. h. ein mit dem Radarsystem ausgerüstetes Kraftfahrzeug) auf der Grundlage der durch die A/D-Wandler 24a und 24b erhaltenen digitalen Daten D1 und D2 durch. Die Verarbeitungseinheit 28 führt die Berechnung für eine schnelle Fouriertransformation (FFT) auf der Grundlage des vom Mikrocomputer 26 gegebenen Kommandos durch.
Die A/D-Wandler 24a und 24b beginnen ihre Operationen als Reaktion auf das Aktivierungssignal C2 und wandeln die analogen Schwebungssignale B1 und B2 in digitale Daten D1 und D2 in vorbestimmten Zeitintervallen um und schreiben diese digitalen Daten in einen vorbestimmten Bereich des RAMs 26c. Wenn eine vorbestimmte Anzahl von A/D-Umwandlungen vollständig beendet ist, setzen die A/D-Wandler 24a und 24b ein Termination-Flag bzw. einen Terminationsmerker (nicht gezeigt) auf dem RAM 26c und stoppen bzw. beenden ihre Operationen.
Wenn der Dreieckswellengenerator 22 als Reaktion auf das Aktivierungssignal C1 aktiviert wird, wird das Modulationssignal Sm durch den Modulator 12a hindurch in den spannungsgesteuerten Oszillator 12b eingegeben. Der spannungsgesteuerte Oszillator 12b erzeugt das Sendesignal, das als Reaktion auf das Modulationssignal Sm moduliert ist. Genauer gesagt, die Frequenz des Sendesignals nimmt proportional zu der ansteigenden Steigung der Dreieckswellenform des Modulationssignals Sm zu (dieser Abschnitt wird als ”Anstiegabschnitt” bezeichnet), während die Frequenz des Sendesignals proportional zu der abfallenden Steigung der Dreieckswellenform des Modulationssignals Sm abnimmt (dieser Abschnitt wird als ”Abfallabschnitt” bezeichnet).
2 ist eine Ansicht, die die Modulation des Sendesignals zeigt. Wie in 2 gezeigt ist, wird die Modulation auf solch eine Weise durchgeführt, daß die Frequenz des Sendesignals um einen Betrag ΔF während eines Zeitintervalls von 1/fm als Reaktion auf das Modulationssignal Sm zunimmt und abnimmt. Die Mittenfrequenz während dieser Frequenzvariation ist f0. In 2 ist ein Zeitintervall von 100 ms eine Periode bzw. Zeitspanne (Zeitintervall für einen Zyklus) der später beschriebenen Targethinderniserfassungsverarbeitung. Das Aktivierungssignal C1 wird während der Targethinderniserfassungsverarbeitung erzeugt.
Der Sender 12 erzeugt eine Radarwelle in Übereinstimmung mit diesem Sendesignal. Nachdem sie von einem Targethindernis reflektiert worden ist, kehrt die Radarwelle zu dem Radarsystem 2 zurück und wird von den Empfängern 14 und 16 aufgenommen bzw. empfangen. Die Empfänger 14 und 16 mischen die von den Antennen 14a und 16a erhaltenen Empfangssingnale mit dem von dem Sender 12 erhaltenen Sendesignal und erzeugen dadurch Schwebungssignale B1 und B2. In diesem Fall ist das Empfangssignal in Bezug auf das Sendesignal um eine Zeit verzögert, die die Radarwelle benötigt, um sich von dem Radarsystem 2 zu dem Targethindernis auszubreiten und von dem Targethindernis zu dem Radarsystem 2 zurückzukehren. Weiterhin, falls es irgendeinen Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Radarsystem 2 und dem Targethindernis gibt, wird das Empfangssignal einer Dopplerverschiebung unterworfen werden. In solch einem Fall weisen die Schwebungssignale B1 und B2 eine Verzögerungskomponente fr und eine Dopplerkomponente auf.
Wie in 3 gezeigt ist, werden die digitalen Daten D1, die vom A/D-Wandler 24a nacheinander durch A/D-Umwandlung des Schwebungssignals B1 erzeugt werden, in Datenblöcken DB1 und DB2 des RAMs 26c gespeichert. Auf dieselbe Weise werden die digitalen Daten D2, die vom A/D-Wandler 24b durch A/D-Umwandlung des Schwebungssignals B2 nacheinander erzeugt werden, in Datenblöcken DB3 und DB4 des RAMs 26c gespeichert.
Die A/D-Wandler 24a und 24b starten ihre Operationen synchron mit der Aktivierung des Dreieckswellengenerators 22 und führen eine vorbestimmte Anzahl von A/D-Umwandlungen während einer Zeitspanne durch, die der Erzeugung des Modulationssignals Sm entspricht. Daher speichern die Datenblöcke DB1 und DB2, die die erste Hälfte der Daten speichern, die Anstiegabschnittsdaten, die dem Anstiegabschnitt des Sendesignals entsprechen. Die Datenblöcke DB1 und DB2, die die zweite Hälfte der Daten speichern, speichern die Abfallabschnittsdaten, die dem Abfallabschnitt des Sendesignals entsprechen.
Die in jedem von den Datenblöcken DB1 bis DB2 gespeicherten Daten werden vom Mikrocomputer 26 und der Verarbeitungseinheit 28 verarbeitet, um das Targethindernis und Straßenverhältnisse (d. h., nicht bewegte bzw. stationäre Objekte, die auf oder in der Nähe der Verkehrsstraße angeordnet sind) zu erfassen.
Hinderniserfassungsverarbeitung
Als nächstes wird die von einer CPU 26a des Mikrocomputers 26 ausgeführte Targethinderniserfassungsverarbeitung unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von 4 erläutert werden. Wie zuvor beschrieben wurde, wird die Targethinderniserfassungsverarbeitung dieser Ausführungsform jede 100 ms durchgeführt (d. h., Verarbeitungszeitintervall = 100 ms).
Wie in 4 gezeigt ist, wird, nach dem Starten der Targethinderniserfassungsverarbeitung, das Aktivierungssignal C1 im Schritt 110 erzeugt, um den Dreieckswellengenerator 22 zu aktivieren. Dann, in Schritt 120 wird der Terminationsmerker auf dem RAM 26c gelöscht und das Aktivierungssignal C2 wird erzeugt, um die A/D-Wandler 24a und 24b zu aktivieren.
Durch diese Prozedur erzeugt der Dreieckswellengenerator 22 das Modulationssignal Sm. Der Sender 12 sendet, wenn er das Modulationssignal Sm empfängt, die Radarwelle mit der modulierten Frequenz aus. Die Empfänger 14 und 16 empfangen die von dem Targethindernis reflektierte Radarwelle und erzeugen die Schwebungssignale B1 und B2. Die A/D-Wandler 24a und 24b wandeln die Schwebungssignale B1 und B2 in die digitalen Daten D1 und D2 um. Die digitalen Daten D1 und D2 werden in den Ram 26c geschrieben.
In dem nachfolgenden Schritt 130 wird der Terminationsmerker auf dem RAM 26C überprüft, um eine Beurteilung zu machen, ob alle von den AD-Umwandlungen vollständig beendet worden sind oder nicht. Wenn der Terminationsmerker nicht gesetzt ist (d. h. wenn alle von den AD-Umwandlungen noch nicht erledigt worden sind), wird der Schritt 130 wiederholt ausgeführt. Wenn der Terminationsmerker gesetzt ist (d. h., wenn alle von den AD-Umwandlungen vollständig beendet worden sind), schreitet der Steuerfluß zu Schritt 140 fort.
Im Schritt 140 werden die Datenblöcke DB1 bis DB2 auf dem RAM 26C nacheinander ausgewählt und die Daten von jedem Datenblock DBi (i = 1 bis 4) werden in die Verarbeitungseinheit 28 eingegeben, um die schnelle Fouriertransformation (d. h., FFT) auszuführen. Die in die Verarbeitungseinheit 28 eingegebenen Daten werden der konventionellen Fensterverarbeitung unter Verwendung eines Hanning-Fensters oder eines Dreiecksfensters oder dergleichen unterworfen, um die Nebenkeulen zu unterdrücken, die in der Berechnung für die schnelle Fouriertransformation erscheinen. Die durch diese FFT-Berechnung erhaltenen Frequenzspektrumsdaten sind komplexe Vektoren in Bezug auf Frequenz.
In Schritt 150 wird ein Peak bzw. eine Linie von jedem Frequenzspektrum auf der Grundlage des Absolutwertes des komplexen Vektors erfaßt, d. h. einer Amplitude der durch den komplexen Vektor gezeigten Frequenzkomponente. Die Frequenz, die der erfaßten Linie entspricht, wird als eine Linienfrequenz bezeichnet. Was das Verfahren zum Erfassen der Linie anbelangt, so wird es möglich sein, nacheinander die momentane Variation der Amplitude in Bezug auf die Frequenz zu erhalten und eine spezifische Frequenz herauszufinden. Das Vorzeichen der momentanen Variation wird vor und nach dieser spezifischen Frequenz invertiert.
In Schritt 160 wird die Phase der in Schritt 150 spezifizierten Linienfrequenzkomponente berechnet. Diese Phase ist identisch mit dem Winkel, der zwischen dem komplexen Vektor und der realen Achse gebildet wird. Folglich kann die Phase der Linienfrequenzkomponente auf einfache Weise von dem komplexen Vektor erhalten werden.
In dem nächsten Schritt 170 wird es überprüft, ob es irgendeinen Datenblock DBi gibt, der noch nicht verarbeitet wurde. Wenn es irgendeinen unverarbeiteten Datenblock DBi gibt (d. h., NEIN in Schritt 170), kehrt der Steuerfluß zu Schritt 140 zurück und führt die Verarbeitung der Schritte 140 bis 160 in Bezug auf den unverarbeiteten Datenblock DBi aus. Andererseits, wenn alle von den Datenblöcken vollständig verarbeitet sind (d. h., JA im Schritt 170), schreitet der Steuerfluß zu Schritt 180 fort.
Das Ausführen der oben beschriebenen Schritte 140 bis 170 ergibt als ein Ergebnis Schwebungsfrequenzen f₁₁ und f₁₂ in den Anstieg- und Abfallabschnitten des Schwebungssignals B1 (d. h., Empfangskanal CH1) ebenso wie Schwebungsfrequenzen f₂₁ und f₂₂ in den Anstieg- und Abfallabschnitten des Schwebungssignals B2 (d. h., Empfangskanal CH2). Weiterhin werden Phasen Φ11, Φ12, Φ21 und Φ22 als entsprechend zu diesen Frequenzen f11, f12, f21 bzw. f22 erhalten.
Der nächste Schritt 180 erhält eine Phasendifferenz ΔΦj (j = 1, 2) zwischen den Schwebungsfrequenzkomponenten der Empfangskanäle CH1 und CH2 in jedem von den Anstieg- und Abfallabschnitten unter Verwendung der folgenden Gleichung (1). ΔΦj = Φ1j – Φ2j (1)
Der nächste Schritt 190 wählt eine von den in Schritt 180 berechneten Phasendifferenzen ΔΦ1 und ΔΦ2 als eine Phasendifferenz ΔΦ für die folgende Azimutberechnung aus. Ein Azimut θ des Targethindernisses wird auf der Grundlage der ausgewählten Phasendifferenz ΔΦ unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) berechnet. θ = ΔΦ·λ/(2π·D) (2) wobei λ die Wellenlänge der reflektierten Radarwelle und D den Abstand zwischen dem Radarsystem 2 und dem Targethindernis representiert.
Der nächste Schritt 200 berechnet den Abstand D zwischen dem Radarsystem 2 und dem Targethindernis auf der Grundlage der Schwebungsfrequenzen fb1 und fb2 der Anstieg- und Abfallabschnitte in jedem Empfangskanal CHi (i = 1, 2) unter Verwendung der folgenden Gleichung (3). D = {C/(8·ΔF·fm)}·(fb1 + fb2) (3) wobei ΔF eine Frequenzabweichungsbreite des Sendesignals, 1/fm die für das Erledigen der Modulation eines Zyklusses erforderliche Zeitspanne, fb1 die Schwebungsfrequenz des Anstiegabschnittes (d. h. Anstiegschwebungsfrequenz), fb2 die Schwebungsfrequenz des Abfallabschnittes (d. h., Abfallschwebungsfrequenz, und C die Lichtgeschwindigkeit repräsentiert.
Der nächste Schritt 210 berechnet die relative Geschwindigkeit V zwischen dem Radarsystem 2 und dem Targethindernis auf der Grundlage der Schwebungsfrequenzen fb1 und fb2 von den Anstieg- und Abfallabschnitten in jedem Empfangskanal CHi (i = 1, 2) unter Verwendung der folgenden Gleichung (4). V = {C/(4·f0)}·(fb2 – fb1) (4) wobei f0 die Mittenfrequenz des Sendesignals repräsentiert.
Ein Satz von Abstand D und relativer Geschwindigkeit V wird unabhängig von jedem der Empfangskanäle CH1 und CH2 erhalten. Ein geeigneter von den so erhaltenen zwei Sätzen wird als ein endgültiger Satz von Abstand D und relativer Geschwindigkeit V ausgewählt.
Der nächste Schritt 220 führt Stationäres-Objekt-Beurteilungsverarbeitung durch, in der eine Beurteilung gemacht wird, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist.
Nachfolgend führt der Schritt 230 Vorausfahrendes-Fahrzeug-Auswahlverarbeitung durch. Genauer gesagt, wird eine Dieselbe-Spur-Beurteilung durchgeführt, um zu überprüfen, ob sich ein vorausfahrendes Fahrzeug auf derselben Verkehrsspur fortbewegt. Dann wird ein sich auf derselben Verkehrsspur fortbewegendes wahres oder nahest vorausfahrendes Fahrzeug ausgewählt. Dann wird diese Routine beendet.
STATIONÄRES-OBJEKT-BEURTEILUNG (FUNDAMENTALES PRINZIP)
Im folgenden wird ein fundamentales Prinzip der Stationäres-Objekt-Beurteilungsverarbeitung, die in Schritt 220 durchgeführt wird, auf einfache Weise erläutert.
(I) Als erstes wird der Frequenzverschiebungsbetrag durch die folgenden drei Prozeduren berechnet.

➀ Unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit VB des Systemfahrzeugs wird eine Gleichung (5) zum Erhalten eines fundamentalen Frequenzverschiebungsbetrages (d. h., fundamentaler Verschiebungsbetrag) eingeführt. Fundamentaler Verschiebungsbetrag = (fb2 – fb1) = (4·VB·f0)/C (5) wobei fb1 die Anstiegschwebungsfrequenz, fb2 die Abfallschwebungfrequenz, VB die Fahrzeuggeschwindigkeit des Systemsfahrzeugs, f0 die Mittenfrequenz des Sendesignals und C die Lichtgeschwindigkeit repräsentiert.
➁ Als nächstes wird die folgende Korrektur in Berücksichtigung eines Strahiwinkels θ der von dem Sender 12 ausgesendeten Radarwelle durchgeführt. Und zwar wird, als eine erste Korrektur, eine Gleichung (6) zur Korrektur des fundamentalen Verschiebungsbetrages in Übereinstimmung mit dem Winkelkorrekturkoeffizienten (COSθ) verwendet. Erster korrigierter Verschiebungsbetrag = (4·θ·COSθ·VB·f0)/C (6)
➂ Als nächstes wird die folgende Korrektur in Berücksichtigung einer Verzögerungszeit in der Antwort bzw. Reakion des Fahrzeuggeschwindigkeitsensors 21a durchgeführt. Und zwar wird eine Gleichung (7) zum Durchführen einer zweiten Korrektur verwendet. Zweiter korrigierter Verschiebungsbetrag = = {4·COSθ·(VB ± Dv)·f0)/C (7) wobei Dv einen Geschwindigkeitsverzögerungsbetrag repräsentiert, der die Sensorantwortverzögerung repräsentiert.

(II) Als nächstes wird eine Bewertungsfunktion eingeführt, um den schließlich erhaltenen Frequenzverschiebungsbetrag zu bewerten. Als erstes wird das Frequenzspektrum in dem Abfallabschnitt unter Verwendung des mittels Gleichung (7) erhaltenen Verschiebungsbetrages verschoben. Dann wird es überprüft, ob das verschobene Frequenzspektrum mit dem Frequenzspektrum in dem Anstiegabschnitt übereinstimmt bzw. zusammenpaßt.

➀ Gemäß dieser Ausführungsform wird, von einer Vielzahl von so erhaltenen Frequenzverschiebungsbeträgen, ein optimaler Frequenzverschiebungsbetrag unter Verwendung der folgenden Bewertungsfunktion erhalten.

Die Bewertungsfunktion basiert auf den folgenden zwei Gleichungen (8) und (9). Amplitudenbewertungswert = |(Anstieglinienhöhe – Abfallinienhöhe)/Anstieglinienhöhe| (8) Phasendifferenzbewertungswert = |Anstiegphasendifferenz + Abfallphasendifferenz| (9)
Ein Bewertungswert |Vp| wird als die Länge eines Bewertungsvektors Vp definiert. Der Bewertungsvektor Vp besitzt eine Y-Achsenkomponente, die identisch mit dem Amplitudenbewertungswert (Gleichung (8)) ist, und eine X-Achsenkomponente, die identisch mit dem Phasendifferenzbewertungswert (Gleichung (9)) ist.
Als nächstes wird, wie in der folgenden Gleichung (10) gezeigt, der Bewertungswert |Vp| nicht nur für eine betreffende Linienfrequenzkomponente sondern auch für nahe befindliche Linienfrequenzkomponenten erhalten, um eine Summe aus so erhaltenen Bewertungswerten (Sum2) zu erhalten. Sum2 = |Vp(p – n)| + |Vp(p – n + 1)| + ---- + |Vp(p)| + ---- + |Vp(p + n)|(10) wobei p die Zahl repräsentiert, die die betroffene Linienfrequenz identifiziert, die bewertet werden soll, und n die Breite eines Nahfeldbereiches (der Nahfeldbereich wird in n Abschnitte aufgeteilt) repräsentiert.
Der Bewertungswert Sum2 wird in der Nachbarschaft von jeder Linienfrequenzkomponente für jedes von den Anstieg- und Abfallspektren, die den entsprechenden Frequenzverschiebungsbetragen entsprechen, berechnet.

➁ Als nächstes wird eine Gesamtspektrumssumme (Sum1) mittels Akkumulieren aller Sum2 erhalten, wie in der folgenden Gleichung (11) gezeigt ist.

Sum1 = ΣSum2 (11)

Der Frequenzverschiebungsbetrag mit der kleinsten Sum1 (|Vp|) wird als ein wahrer Frequenzverschiebungsbetrag TSn bezeichnet.
(III) Als nächstes wird ein Verfahren zum Unterscheiden eines sich bewegenden Objektes von einem stationären Objekt oder umgekehrt auf der Grundlage des wahren Frequenzverschiebungsbetrages Tsn im folgenden erläutert werden.
Der Unterschied zwischen dem sich bewegenden Objekt und dem stationären Objekt wird auf der Grundlage des Übereinstimmungsgrades zwischen dem Anstieg- und Abfallspektren beurteilt, nachdem das Anstiegspektrum um diesen Frequenzverschiebungsbetrag verschoben worden ist.
Genauer gesagt, wenn Sum2 von einer bestimmten Spektrumslinie gleich oder kleiner als eine Schwelle Thp ist, wird es angenommen, daß die Anstieg- und Abfallspektrumslinien miteinander in sowohl Linienhöhe als auch Strahlazimut (Phasendifferenz) übereinstimmen. In diesem Fall repräsentieren die übereinstimmenden Spektrumslinien ein stationäres Objekt. Andererseits, wenn Sum2 von einer bestimmten Spektrumslinie die Schwelle Thp übersteigt, wird es angenommen, daß die Spektrumslinien eine Kombination aus einem sich bewegenden Objekt und einem stationären Objekt oder Rauschen repräsentieren.
(IV) Als nächstes wird eine Mischobjekt-Beurteilung erläutert werden. Diese Beurteilung erfaßt ein Mischobjekt aus einem sich bewegenden Objekt und einem stationären Objekt.
Wenn die Spektrumslinie in einer vorgehenden Beurteilung als ein sich bewegendes Objekt betrachtet wird, ist eine Position dieser Spektrumslinie, nachdem eine Zeit Δt vergangen ist, auf der Grundlage seines Bewegungszustandes vorhersagbar. Ein Sich-bewegendes-Objekt-Vorhersageflag bzw. Sich-bewegendes-Objekt-Vorhersagemerker repräsentiert solch eine vorhergesagte Position des sich bewegenden Objekts. Wenn dieser Sich-bewegendes-Objekt-Vorhersagemerker gesetzt ist, wird die Spektrumslinie so beurteilt, daß sie ein Mischobjekt aus einem sich bewegenden Objekt und einem stationären Objekt ist. Falls die betreffende Spektrumslinie als ein stationäres Objekt betrachtet wird, wird solch eine Beurteilung für ungültig erklärt.
Einzelheiten der Statianäres-Objekt-Beurteilungsverarbeitung
Die Statianäres-Objekt-Beurteilungsverarbeitung in dem Schritt 220 wird unter Bezugnahme auf das Floßdiagramm von 5 ausführlicher erläutert werden.
Die Stationäres-Objekt-Beurteilungsverarbeitung wird auf der Grundlage des oben beschriebenen Prinzips zu beurteilen, ob eine Spektrumslinie eines mittels des Radarsystem 2 erkannten Targethindernisses ein stationäres Objekt repräsentiert oder nicht, durchgeführt.
Als erstes erhält Schritt 300 den korrigierten Frequenzverschiebungsbetrag aus der Gleichung (7), der auf der Grundlage der oben beschriebenen Prozeduren ➀ bis ➂ definiert ist.
Als nächstes startet Schritt 310 die Frequenzverschiebungsoperation von, z. B., einem Abfallspektrum, das einer Verschiebungsbreite Sn – 1 entspricht.
Nachfolgend erhält Schritt 320 nacheinander den Bewertungswert |Vp| von jeder zu bewertenden Linie auf der Grundlage der Gleichungen (8) und (9) in der Nachbarschaft von entsprechenden Linienfrequenzkomponenten auf dem in Schritt 310 erhaltenen frequenzverschobenen Spektrum.
Weiterhin erhält Schritt 330 Sum2 für jede Linie mittels Aufsummieren von Bewertungswerten |Vp| in der Nachbarschaft dieser Linienfrequenzkomponente auf der Grundlage der oben beschriebenen Gleichung (10).
Als nächstes überprüft Schritt 340, ob alle von den beabsichtigten Linien, die bewertet werden sollen, vollständig verarbeitet sind. Mit anderen Worten, es wird überprüft, ob die Berechnung von Sum2 für alle von den beabsichtigten Linien vollständig beendet ist. Z. B., in Bezug auf das Spektrum der Verschiebungsbreite Sn – 1, wird es überprüft, ob die Berechnung von Sum2 für alle von den Peaks bzw. Linien vollständig beendet ist.
Wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt 340 JA ist, dann schreitet der Steuerfluß zu Schritt 350 fort. Wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt 340 NEIN ist, dann kehrt der Steuerfluß zu Schritt 320 zurück, um in den Schritten 320 bis 340 den Bewertungswert |Vp| und Sum2 für eine unverarbeitete Linie zu erhalten.
Der Schritt 350 berechnet Sum1 auf der Grundlage der Gleichung (11).
Als nächstes überprüft Schritt 360, ob die Bewertung von allen Verschiebungsbreiten beendet ist. Z. B., wenn es drei verschiedene Frequenzverschiebungsbeträge Sn – 1, Sn und Sn + 1 gibt, dann wird es überprüft, ob die oben beschriebene Sum1 für jede von den Frequenzverschiebungsbeträgen Sn – 1, Sn und Sn + 1 erhalten wurde.
Wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt 360 JA ist, schreitet der Steuerfluß zu Schritt 370 fort. Wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt 360 NEIN ist, kehrt der Steuerfluß zu Schritt 310 zurück, um die Verarbeitung in den Schritten 310 bis 360 zu wiederholen.
Der Schritt 370 vergleicht alle von den erhaltenen Sum1-Werten miteinander, um die kleinste Sum1 auszuwählen. Der Frequenzverschiebungsbetrag, der der kleinsten Sum1 entspricht, wird als ein wahrer Frequenzverschiebungsbetrag Tsn bezeichnet.
Danach wird, in Schritt 380, in Bezug auf das Spektrum, das um den wahren Frequenzverschiebungsbetrag Tsn frequenzverschoben wurde, überprüft, ob Sum2 von einer vorbestimmten Linie gleich oder kleiner als die Schwelle Thp ist.
Wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt 380 JA ist, schreitet der Steuerfluß zu Schritt 390 fort. Wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt 380 NEIN ist, schreitet der Steuerfluß zu Schritt 420 fort.
Wenn Sum2 von einer beabsichtigten Linie größer als die Schwelle Thp ist, ist der Grad an Übereinstimmung zwischen den Anstieg- und Abfallspektren niedrig. Folglich identifiziert Schritt 420 diese Linie als eine Linie, die ein sich bewegendes Objekt repräsentiert, und setzt ein Sich-bewegendes-Objekt-Flag bzw. einen Sich-bewegendes-Objekt-Merker. Wenn der Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt ist, wird das Targethindernis, das dieser Linie entspricht, als ein sich bewegendes Objekt betrachtet. Dann schreitet der Steuerfluß zu Schritt 430 fort.
Andererseits überprüft Schritt 390, ob der Sich-bewegendes-Objekt-Vorhersagemerker bei dieser Linienposition gesetzt ist oder nicht. Wenn die Beurteilung in Schritt 390 JA ist, schreitet der Steuerfluß zu Schritt 410 fort. Wenn die Beurteilung in Schritt 390 NEIN ist, schreitet der Steuerfluß zu Schritt 400 fort.
Wenn der Sich-bewegendes-Objekt-Vorhersagemerker gesetzt ist, identifiziert der Schritt 410 diese Linie als das Mischobjekt aus einem stationären Objekt und einem sich bewegenden Objekt und setzt ein Mischobjekt-Flag bzw. einen Mischobjektmerker. Dann schreitet der Steuerfluß zu Schritt 430 fort.
Wenn der Sich-bewegendes-Objekt-Vorhersagemerker nicht gesetzt ist, identifiziert der Schritt 400 diese Linie als ein stationäres Objekt und setzt einen Stationäres-Objekt-Merker. Wenn der Stationäres-Objekt-Merker gesetzt ist, wird das Targethindernis, das dieser Linie entspricht, als ein nicht bewegtes bzw. stationäres Objekt betrachtet. Dann schreitet der Steuerfluß zu Schritt 430 fort.
Als nächstes überprüft Schritt 430, ob alle von den beabsichtigten Linien, die bewertet werden sollen, durch die Schritte 380 bis 410 vollständig verarbeitet sind. Mit anderen Worten, es wird überprüft, ob alle von den beabsichtigten Linien als ein sich bewegendes Objekt, ein stationäres Objekt oder ein Mischobjekt identifiziert sind. Wenn das Beurteilungsergebnis in dem Schritt 430 NEIN ist, kehrt der Steuerfluß zu Schritt 380 zurück, um eine unverarbeitete Linie durch die Schritte 380 bis 410 zu identifizieren. Wenn das Beurteilungsergebnis in dem Schritt 430 JA ist, wird diese Routine beendet.
Durch die obige Verarbeitung wird es möglich, präzise zu beurteilen, ob jedes Targetobjekt ein stationäres Objekt ist oder nicht. Und zwar kann eine Gruppe von stationären Objekten, die sich vor einem sich fortbewegenden Fahrzeug befinden, präzise erkannt werden.
Vorausfahrendes-Fahrzeug-Auswahl (Fundamentales Prinzip)
Als nächsten wird das Prinzip der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Auswahlverarbeitung und ihre in dem Schritt 230 durchgeführte Prozedur ausführlich erläutert werden.
(I) Auswahl von gegenwärtig meßbaren stationären Objekten (nahe einem vorausfahrenden Fahrzeug)
6 zeigt eine durch die oben beschriebene Stationäres-Objekt-Beurteilungsverarbeitung erfaßte stationäre Objektgruppe SOn. In der stationären Objektgruppe SOn gibt es eine stationäre Objektgruppe sSOn, die sich in der Nachbarschaft eines vorausfahrenden Fahrzeugs VT befindet, das sich in einem Abstand Dt vor einem Systemfahrzeug VM fortbewegt. Die stationäre Objektgruppe sSOn wird als eine Gruppe von stationären Objekten ausgewählt, die gegenwärtig nahe dem vorausfahrenden Fahrzeug VT positioniert sind.
Insbesondere ist Dt ein Abstand von dem Radarsystem 2 eines nachfolgenden Fahrzeugs (d. h., Systemfahrzeug VM) zu dem hinteren Ende der vorausfahrenden Fahrzeugs VT. Es wird angenommen, daß Lc eine Länge des vorausfahrenden Fahrzeugs VT ins Längsrichtung repräsentiert. Folglich ist die Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs VT in Längsrichtung von dem Radarsystem 2 um Dt + 0,5 Lc beabstandet.
Die ausgewählte stationäre Objektgruppe sSOn befindet sich innerhalb einer vorbestimmten Strecke (±0,5 Lw) in Bezug auf die Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs VT in Längsrichtung. Dt + 0,5Lc – 0,5 Lw < D < Dt + 0,5 Lc + 0,5 Lw wobei D die Position (d. h., den Abstand von dem Radarsystem 2) von jedem zu der Objektgruppe sSOn gehörenden stationären Objekt repräsentiert.
Es erübrigt sich zu sagen, daß kein Radarstrahl das Systemfahrzeug VM direkt trifft. Folglich ist die gesamte stationäre Objektgruppe sSOn vor dem Systemfahrzeug VM angeordnet.
TsSOn repräsentiert eine gegenwärtig meßbare stationäre Objektgruppe, die sich in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrtzeugs VT befindet. MsSOp repräsentiert eine zuvor erkannte stationäre Objektgruppe, die sich in der Nachbarschaft des Systemfahrzeugs VM befindet.
Die Länge Lw ist länger als die Länge Lc (z. B., Lw = 2 Lc).
Die gesamte gegenwärtig meßbare stationäre Objektgruppe SOn wird wie später beschrieben vorübergehend gespeichert bzw. memoriert.
(II) Berechnung der gegenwärtigen Position von zuvor erkannten stationären Objekten
In 6 repräsentiert SOp eine zuvor erkannte stationäre Gruppe. Die gegenwärtige Position von jedem zuvor erkannten stationären Objekt wird abgeschätzt bzw. berechnet auf der Grundlage der Position des Systemfahrzeugs, der Geschwindigkeit des Systemfahrzeugs und dem Bewegungsvektor ebenso wie der ehemaligen Position dieses stationären Objektes.
Die berechnete stationäre Objektgruppe SOp (in 6 mittels Δ markiert) ist gegenwärtig außerhalb des Radarstrahls des Radarsystems 2 angeordnet bzw. positioniert. 6 zeigt keine berechneten stationären Objekte, die in dem Radarstrahl des Radarsystems 2 positioniert sind.
Die gegenwärtige Position von jedem zuvor erkannten stationären Objekt wird unter Verwendung der folgenden Gleichungen (12), (13) (14) berechnet. Δθ = β × ΔT (12) Δx[m] = R – R × cos(Δθ) (13) Δy[m] = R × sin(Δθ) (14) wobei
β eine Gierrate des Systemfahrzeugs VM repräsentiert, die auf der Grundlage des Lenksensorsignals und des Gierratensensorsignals berechnet wird;
ΔT eine Zeit repräsentiert, die vergangen ist;
Δθ [rad] eine Gierratenänderung in dem Systemfahrzeug VM repräsentiert; R eine ehemalige Position (d. h. Abstand von dem Systemfahrzeug VM) des berechneten stationären Objektes repräsentiert;
Δx eine X-Achsenkomponente der Bewegung des berechneten stationären Objekts während der Zeitspanne ΔT repräsentiert; und
Δy eine Y-Achsenkomponente der Bewegung des berechneten stationären Objekts während der Zeitspanne ΔT repräsentiert.
Die durch die obige Berechnung erhaltene berechnete stationäre Objektgruppe SOp umfaßt die stationären Objekte, die nahe dem vorausfahrenden Fahrzeug VT positioniert sind, ebenso wie die stationären Objekte, die nahe dem Systemfahrzeug VT positioniert sind.
(III) Auswahl von berechneten stationären Objekten (nahe den vorausfahrenden Fahrzeug)
In der berechneten stationären Objektgruppe SOp ist eine stationäre Objektgruppe sSOp innerhalb ±0,5 Lw in Bezug auf die Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs VM in Längsrichtung positioniert.
Wie in 7 gezeigt ist, sind sowohl die gegenwärtig meßbare stationäre Objektgruppe sSOn (TsSOn; mittels
markiert) als auch die zuvor erkannte stationäre Objektgruppe sSOp (TsSOp; mittels • markiert) innerhalb ±0,5 Lw in Bezug auf die Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs VT in Längsrichtung positioniert.
(IV) Gruppieren von stationären Objekten (nahe dem vorausfahrenden Fahrzeug)
Die gegenwärtigen meßbare stationäre Objektgruppe sSOn und die zuvor erkannte stationäre Objektgruppe sSOp werden in eine rechte Gruppe und eine linke Gruppe in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug VT aufgeteilt. Mit anderen Worten, die stationären Objekte werden in zwei Gruppen klassifiziert, wobei sich eine Gruppe am rechten Rand der Verkehrsstraße und die andere Gruppe am linken Rand der Verkehrsstraße befindet.
(V) Laterale Bezugsposition in jeder Gruppe (nahe dem vorausfahrenden Fahrzeug)
Die seitliche bzw. laterale Position von jedem stationären Objekt wird in jeder von den rechten und linken Gruppen berechnet. Ein Durchschnitt bzw. Mittel der erhaltenen lateralen Positionen in jeder Gruppe wird als eine laterale Bezugsposition bezeichnet. 7 zeigt eine Linie Txr, die eine laterale Bezugsposition der zu der rechten Gruppe gehörenden stationären Objekte repräsentiert. Eine andere Linie Txl repräsentiert eine laterale Bezugsposition der zu der linken Gruppe gehörenden stationären Objekte.
Wenn es irgendein stationäres Objekt gibt, das weit weg von der lateralen Bezugsposition angeordnet ist (z. B. um einen vorbestimmten lateralen Abstand), dann wird solch ein rauschartiges stationäres Objekt ausgelassen. Die laterale Bezugsposition (Txr oder Txl) wird mittels Mitteln der verbleibenden stationären Objekte in derselben Gruppe erneuert.
Eine berechnete Kurve bzw. Kurvenlinie der Verkehrsstraße kann auf der Grundlage des Lenksensorsignals und des Gierratensensorsignals berechnet werden. Wenn es irgendein stationäres Objekt gibt, das weit weg von dieser Kurve angeordnet ist, dann wird angenommen, daß solch ein stationäres Objekt ein Objekt ist, das sich nicht nahe dem Rand der Straße befindet. Somit wird solch ein stationäres Objekt ausgelassen, und die laterale Bezugsposition (Txr oder Txl) wird durch Mitteln der verbleibenden stationären Objekte in derselben Gruppe erneuert.
Falls die gesamte Anzahl von stationären Objekten, die zu derselben Gruppe gehören, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Genauigkeit bei der Berechnung der lateralen Bezugsposition (Txr oder Txl) significant verschlechtert werden. Somit wird keine laterale Bezugsposition erhalten.
(VI) Laterale Bezugsposition in jeder Gruppe (nahe dem Systemfahrzeug)
Es ist unmöglich, die gegenwärtige laterale Position von zuvor erkannten stationären Objekten, die sich nahe dem Systemfahrzeug VM befinden, direkt zu erfassen, da ein Radarstrahl sie nicht erfassen kann. Folglich wird die gegenwärtige laterale Position von jedem stationären Objekt, das nahe dem Systemfahrzeug VM positioniert ist, auf der Grundlage ehemaliger Daten geschätzt bzw. berechnet. 7 zeigt eine berechnete stationäre Objektgruppe sSOp (MsSOp; mittels
markiert), die innerhalb ±Lw in Bezug auf die Mitte des Systemfahrzeugs VM in Längsrichtung positioniert ist. In diesem Fall wird es angenommen, daß das Systemfahrzeug VM im wesentlichen die selbe Größe (Lc) in Längsrichtung wie jene des vorausfahrenden Fahrzeugs VT besitzt.
Die laterale Position von jedem stationären Objekt, das sich nahe dem Systemfahrzeug VM befindet, wird in jeder von den rechten und linken Gruppen berechnet. Ein Mittel bzw. Druchschnitt der erhaltenen lateralen Positionen in jeder Gruppe wird als eine laterale Bezugsposition bezeichnet. 7 zeigt eine Linie Mxr, die eine laterale Bezugsposition der stationären Objekte, die zu der rechten Gruppe gehören, repräsentiert. Eine andere Linie Mxl repräsentiert eine laterale Bezugsposition der stationären Objekte, die zu der linken Gruppe gehören.
(VII) Berechnung der Verkehrsstraßenbreite
Eine Verkehrsstraßenbreite Rtw, die dem vorausfahrenden Fahrzeug VT entspricht, wird auf der Grundlage der lateralen Bezugspositionen Txr und Txl erhalten, wie in der folgenden Gleichung (15) gezeigt. Rtw = |Txr – Txl| (15)
Gleichermaßen wird eine Verkehrsstraßenbreite Rmw, die dem Systemfahrzeug VM entspricht, auf der Grundlage der lateralen Bezugspositionen Mxr und Mxl erhalten, wie in der folgenden Gleichung (16) gezeigt. Rmw = |Mxr – Mxl| (16)
(VIII) Dieselbe Spur-Beurteilung
Die Dieselbe-Spur-Beurteilung wird unter Verwendung aller vier lateralen Bezugspositionen Txr, Txl, Mxr und Mxl durchgeführt.
Um den Einfluß der Radardispersion in der Stationäres-Objekt-Erfassung zu minimieren, werden ehemalige Daten von lateralen Bezugspositionen zur Verwendung in der Dieselbe-Spur-Beurteilung geeignet gemittelt.
In 7 repräsentiert eine Linie Tx eine laterale Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs VT und eine Linie Mx repräsentiert eine laterale Mitte des Systemfahrzeugs Vm. Die Abstände von jedem Fahrzeug zu entsprechenden Straßenrändern werden durch die folgenden Gleichungen (17), (18), (19) und (20) ausgedrückt.
linker Abstand des vorausfahrenden Fahrzeugs; Twl = |Txl – Tx| (17) rechter Abstand des des vorausfahrenden Fahrzeugs; Twr = |Txr – Tx| (18) linker Abstand des Systemfahrzeugs; Mwl = |Mxl – Mx| (19) rechter Abstand des Systemfahrzeugs; Mwr = |Mxr – Mx| (29)
Wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug VT und das Systemfahrzeug VM auf derselben Verkehrsspur in einem idealen Zustand fortbewegen, ist die folgende Beziehung erfüllt. Twl = Mwl, Twr = Mwr
Auf der Grundlage der obigen Beziehung wird es möglich, die Dieselbe-Spur-Beurteilung durchzuführen. Wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug VT und das Systemfahrzeug VM auf derselben Verkehrsspur fortbewegen, wird ein Dieselbe-Spur-Flag bzw. Dieselbe-Spur-Merker gesetzt.
Insbesondere ist die folgende Gleichung (21) ununterbrochen für eine vorbestimmte Zeitspanne erfüllt, wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug VT und das Systemfahrzeug VM auf derselben Verkehrsspur fortbewegen. |Twl – Mwl| + |Twr – Mwr| ≤ δ (vorbestimmter Wert) (21)
Unter tatsächlichen Bedingungen kann der Radarstrahl jedoch nicht immer die stationären Objekte erreichen aufgrund der Anwesenheit eines weiteren Fahrzeugs, das sich auf der benachbarten Spur fortbewegt. Somit kann es in einigen Fällen unmöglich sein, alle von den lateralen Bezugspositionen Twl, Twr, Mwl und Mwr zu berechnen.
In solchen Fällen wird zusätzlich die folgende Verarbeitung durchgeführt.

➀ Im Falle eines Versagens beim Berechnen der rechtsseitigen lateralen Bezugspositionen Twr und Mwr wird die Dieselbe-Spur-Beurteilung auf der Grundlage von nur der linksseitigen lateralen Bezugspositionen Twi und Mwl durchgeführt.
➁ Im Falle eines Versagens beim Berechnen der linksseitigen lateralen Bezugspositionen Twl und Mwl wird die Dieselbe-Spur-Beurteilung auf der Grundlage von nur der rechtsseitigen lateralen Bezugspositionen Twr und Mwr durchgeführt.
➂ Im Falle eines Versagens beim Berechnen der lateralen Bezugspositionen Twl und Mwr können diese Werte indirekt von den Straßenbreiten Rtw und Rmw erhalten werden, d. h., Twl = Rtw – Twr, und Mwr = Rmw – Mwl. Somit ist die Dieselbe-Spur-Beurteilung durchführbar auf der Grundlage der so indirekt erhaltenen Werte.
➃ Im Falle eines Versagens beim Berechnen der lateralen Bezugspositionen Twr und Mwl können diese Werte indirekt von den Straßenbreiten Rtw und Rmw erhalten werden, d. h., Twr = Rtw – Twl, und Mwl = Rmw – Mwr. Folglich ist die Dieselbe-Spur-Beurteilung durchführbar auf der Grundlage der so indirekt erhaltenen Werte.
➄ Im Falle eines Versagens beim Berechnen von drei von den lateralen Bezugspositionen Twl, Twr, Mwl und Mwr ist die Dieselbe-Spur-Beurteilung durchführbar, wenn die Informationen des vorausfahrenden Fahrzeugs VT (d. h., Twr oder Twl) korrekt erkannt sind. Die berechnete Kurve bzw. Kurvenlinie der Verkehrsstraße kann unter Verwendung der Informationen des vorausfahrenden Fahrzeugs VT korrigiert werden.

(IX) Identifizierung des wahren vorausfahrenden Fahrzeuges
Es kann eine Vielzahl von vorausfahrenden Fahrzeugen geben, bei denen in der obigen Prozedur von (VIII) der Dieselbe-Spur-Merker gesetzt worden ist. Folglich wird das naheste von diesen vorausfahrenden Fahrzeugen als ein wahres vorausfahrendes Fahrzeug identifiziert. Ein Vorausfahrendes-Fahrzeug-Flag bzw. Vorausfahrendes-Fahrzeug-Merker wird für das ausgewählte Fahrzeug gesetzt.
Einzelheiten der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Auswahlverarbeitung
Im folgenden wird die in Schritt 230 durchgeführte Vorausfahrendes-Fahrzeug-Auswahlverarbeitung unter Bezugnahme auf das in 8 gezeigte Flußdiagramm ausführlicher erläutert werden.
Schritt 500 erhält die Positionsinformationen der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe SOn durch die Stationäres-Objekt-Beurteilung unter Verwendung des Radarsystems 2 und gespeichert.
Dann berechnet Schritt 510 die gegenwärtige Position der berechneten stationären Objektgruppe SOp auf der Grundlage der Daten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe unter Verwendung der Gleichungen (12) bis (14). Die berechnete stationäre Objektgruppe SOp umfaßt sowohl die berechnete stationäre Objektgruppe TsSOp, die sich innerhalb ±0,5 Lw in Bezug auf die Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs VT in Längsrichtung befindet, als auch die berechnete stationäre Objektgruppe MsSOp, die sich innerhalb ±0,5 Lw in Bezug auf die Mitte des Systemfahrzeugs VM in Längsrichtung befindet.
Als nächstes wählt der Schritt 520 die berechnete stationäre Objektgruppe MsSOp, die innerhalb ±0,5 Lw in Bezug auf die Mitte des Systemfahrzeugs VM in Längsrichtung positioniert ist, aus der berechneten stationären Objektgruppe SOp aus.
Als nächstes teilt der Schritt 530 die berechnete stationäre Objektgruppe MsSOp in rechte und linke Gruppen auf.
Als nächstes berechnet Schritt 540 die lateralen Bezugspositionen Mxr und Mxl, die sich an den rechten und linken Seiten des Systemfahrzeugs VM befinden, auf der Grundlage der Daten von jeder aufgeteilten Gruppe der berechneten stationären Objektgruppe MsSOp.
Als nächstes wählt Schritt 550 die gegenwärtig meßbare stationäre Objektgruppe TsSOn, die sich innerhalb ±0,5 Lw in Bezug auf die Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs VT in Längsrichtung befindet, aus der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe SOn aus.
Als nächstes wählt Schritt 560 die berechnete stationäre Objektgruppe TsSOp, die sich innerhalb ±0,5 Lw in Bezug auf die Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs VT in Längsrichtung befindet, aus der in dem Schritt 510 erhaltenen berechneten stationären Objektgruppe SOp aus.
Als nächstes teilt Schritt 570 sowohl die gegenwärtig meßbare stationäre Objektgruppe TsSOn als auch die berechnete stationäre Objektgruppe TsSOp in rechte und linke Gruppen auf.
Als nächstes berechnet Schritt 580 die lateralen Bezugspositionen Txr und Txl an den rechten und linken Seiten des vorausfahrenden Fahrzeugs VT auf der Grundlage der Daten von jeder aufgeteilten Gruppe der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe TsSOn ebenso wie jeder aufgeteilten Gruppe der berechneten stationären Objektgruppe MsSOp.
Als nächstes berechnet Schritt 590 die Straßenbreiten Rtw und Rmw unter Verwendung der Gleichungen (15) und (16).
Als nächstes führt Schritt 600 die Dieselbe-Spur-Beurteilung für jedes von den vorausfahrenden Fahrzeugen aus. Wie oben erklärt wurde, werden die Abstände von jedem Fahrzeug zu entsprechenden Straßenrändern durch die Gleichung (17), (18), (19) und (20) ausgedrückt. Wenn die Bedingung (21) für eine vorbestimmte Zeitspanne kontinuierlich bzw. ununterbrochen erfüllt ist, wird es erkannt, daß sich das vorausfahrende Fahrzeug VT und das Systemfahrzeug VM auf derselben Verkehrsspur fortbewegen.
Als nächstes macht Schritt 610 eine Beurteilung, ob die Dieselbe-Spur-Beurteilung für alle von den vorausfahrenden Fahrzeugen beendet ist. Wenn das Beurteilungsergebnis in dem Schritt 610 JA ist, schreitet der Steuerfluß zu Schritt 620 fort. Wenn das Beurteilungsergebnis in dem Schritt 610 NEIN ist, kehrt der Steuerfluß zu Schritt 550 zurück, um die Verarbeitung der Schritte 550 bis 610 für ein unverarbeitetes vorausfahrendes Fahrzeug zu wiederholen.
Der Schritt 620 ordnet den Vorausfahrendes-Fahrzeug-Merker dem vorausfahrenden Fahrzeug zu, das von den vorausfahrenden Fahrzeugen, bei denen der Dieselbe-Spur-Merker gesetzt worden ist, das naheste zu dem Systemfahrzeug ist. Das vorausfahrende Fahrzeug, bei dem dieser Merker gesetzt worden ist, wird als ein wahres Targetobjekt in der automatischen Nachfolge- oder Abstandkontrolle zwischen zwei sich fortbewegenden Fahrzeugen erkannt.
Effekte der Erfindung

➀ Die oben beschriebene Ausführungsform verwendet nicht nur die Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe sondern ebenfalls die berechneten Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe. Dies macht es möglich, die Positionsbeziehung zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Systemfahrzeug präzise zu erfassen.

Z. B. ist es schwierig für das Radar, das auf dem vorderen Ende eines Fahrzeuges angeordnet ist, die stationären Objekte zu erfassen, die sich an den rechten und linken Seiten des Fahrzeuges befinden, aufgrund eines begrenzten Winkels des Radarstrahles.
9a zeigt einen Abstand W2, der ein fälschlicherweise erkannter Abstand zwischen dem Systemfahrzeug und dem Straßenrand ist, wenn sich das Systemfahrzeug auf einer gekrümmten Straße fortbewegt. Solch ein Fehler wird dadurch verursacht, daß man nur die Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe verwendet. Ein Abstand W1 ist ein korrekt erkannter Abstand zwischen dem Systemfahrzeug und dem Straßenrand. 9b zeigt eine ähnliche Situation, die auftritt, wenn das Systemfahrzeug an einem Änderungspunkt der Straßenbreite gelangt.
Die oben beschriebene Ausführungsform macht es möglich, den Abstand W1 präzise zu erfassen, mittels Verwendung der berechneten Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe zusätzlich zu den Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe.
Somit wird es möglich, die Dieselbe-Spur-Beurteilung präzise auf der Grundlage von präzise erkannten Abstandsdaten durchzuführen. Mit anderen Worten, diese Ausführungsform macht es möglich, das vorausfahrende Fahrzeug präzise zu erfassen.

➁ Weiterhin verwendet die oben beschriebene Ausführungsform die Positionsdaten von beiden (oder von wenigstens einer) der in Bezug auf ein sich fortbewegendes Fahrzeug aufgeteilten rechten und linken stationären Gruppen. Dies macht es einfach, den Abstand zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug und den Straßenrändern präzise zu erfassen, sogar wenn keine Reflektoren bzw. Rückstrahler entlang den Rändern der Straße bereitgestellt sind. Somit wird die Dieselbe-Spur-Beurteilung präzise durchgeführt.
➂ Weiterhin ist die Verwendung der Positionsdaten der stationären Objekte, die sich in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs befinden, und der Positionsdaten der stationären Objekte, die sich in der Nachbarschaft des Systemfahrzeugs befinden, effektiv bzw. wirkungsvoll, da das Berechnungs- oder Rechenvolumen in der Dieselbe-Spur-Beurteilung beträchtlich verringert werden kann. Falls die Straßenkonfiguration und -verhältnisse auf der Grundlage der von den Reflexionen erhaltenen Daten berechnet werden, wird es mehr Zeit erfordern, die Dieselbe-Spur-Beurteilung zu erledigen.
➃ Ferner ist die Verwendung der Positionsdaten von beiden (oder von wenigstens einer) der in Bezug auf ein sich fortbewegendes Fahrzeug aufgeteilten rechten und linken stationären Gruppen vorteilhaft in der Hinsicht, daß das erforderliche Radarleistungvermögen nicht zu hoch ist. Folglich können die Systemkosten verringert werden.
➄ Zusätzlich berechnet die oben beschriebene Ausführungsform, wenn der Radarstrahl von anderen Fahrzeugen blockiert wird, die Position von nicht erfaßten stationären Objekten präzise unter Verwendung der zuvor erkannten Positionsdaten ebenso wie der Winkelgeschwindigkeit des Systemfahrzeugs (die von dem Gierratensensor erhalten werden kann). Mit anderne Worten, die oben beschriebene Ausführungsform stellt ein Sicherungssystem bereit, das im Fall des Versagens bei der Erfassung von stationären Objekten wirksam wird.
➅ Weiterhin korrigiert die oben beschriebene Ausführungsform, wenn die erhaltene Datenmenge der stationären Objekte ungenügend ist, eine berechnete Verkehrsstraße, die von dem Lenksensor und dem Gierratensensor erhalten werden kann, wodurch die Genauigkeit in der Dieselbe-Spur-Beurteilung sichergestellt wird. Z. B. wird die berechnete Verkehrsstraße (oder berechnete Verkehrsspur) unter Verwendung der Lenksensordaten erhalten. Diese Ausführungsform macht es möglich, die berechnete Verkehrsstraße weiter zu korrigieren in Bezug auf die Abstände zwischen jedem Fahrzeug und den Straßenrändern.

10 zeigt eine gerade Spur (mittels gepunkteter Linien angezeigt), die mittels alleiniger Verwendung der Lenksensordaten berechnet wurde. Eine berechnete Spur, mittels durchgezogener Linien angezeigt), die gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform erhalten wurde, ähnelt der tatsächlichen Verkehrsspur (mittels Linien aus abwechsend langen und kurzen Strichen angezeigt), da die oben beschriebene Ausführungsform die Abstände zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und den Straßenrändern verwendet.
Verschiedene Modifikationen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann folglich auf verschiedene Weisen modifiziert werden.

(1) Die vorliegende Erfindung wird ebenfalls auf eine Software-Vorrichtung oder ein Software-System angewendet. Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Aufzeichnungsmedium, das ein Software-Programm oder eine Vielzahl von Programmen speichert, die zu den in dem oben beschriebenen Radarsystem oder Straßenverhältniserfassungssystem durchgeführten Steuerungen bzw. Kontrollen gehören. Z. B. können die in den 4, 5 und 8 gezeigten Verarbeitungsprozeduren als ein Steuerprogramm in einem Aufzeichnungsmedium gespeichert sein, wie z. B. einem Speicher (ROM, Sicherungs-RAM) oder einem Festplattenlaufwerk, das in dem Mikrocomputer vorinstalliert werden kann. Es ist jedoch möglich, das Steuerprogramm in einem tragbaren Aufzeichnungsmedium zu speichern, wie z. B. eine Diskette, einer MO-Platte (magnetooptische Platte), einer CD-ROM, einem externen Festplattenlaufwerk und einer DVD (digital versatile disk), so daß das Steuerprogramm nach Belieben von solch einem Aufzeichnungsmedium in den Mikrocomputer geladen werden kann.
(2) Falls es notwendig ist, die Berechnungs- oder Rechenzeit bei der Erfassung der lateralen Bezugsposition weiter zu verringern, kann es möglich sein, entweder die Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe oder die Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe wegzulassen.
(3) Die Stationäres-Objekt-Beurteilung ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, und folglich können andere Verfahren verwendet werden. Z. B. kann, wenn sich das Targetobjekt mit derselben Geschwindigkeit wie der Fahrgeschwindigkeit des Systemfahrzeugs nähert, dieses Objekt als ein stationäres bzw. nicht bewegtes Objekt identifiziert werden.
(4) Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Radarsystem ist nicht auf das FMCW-Radarsystem beschränkt. Z. B. ist ein Radar vom Radiowellentyp ebenfalls nutzbar.

Diese Erfindung kann in mehreren Formen verkörpert werden ohne von dem Geist der wesentlichen Eigenschaften davon abzuweichen. Die gegenwärtigen Ausführungsformen, wie beschrieben, sind folglich dazu gedacht, nur veranschaulichend und nicht einschränkend zu sein, da der Bereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche anstatt durch die ihnen vorausgehende Beschreibung definiert wird. Alle Änderungen, die innerhalb von Maß und Ziel der Ansprüche fallen, oder zu solche einem Maß und Ziel äquivalent sind, werden folglich von den Ansprüchen umfaßt.

Claims

Eine Straßenverhältniserfassungsvorrichtung mit einem auf einem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) angebrachten Radarsystem (2) zum Aussenden einer Radarwelle in Richtung einer gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe (SOn), die sich vor dem Radarsystem (2) befindet, und zum Messen der momentanen Position der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe auf der Grundlage der Reflexion der Radarwelle, und einer Speichereinrichtung (26c) zum Speichern gemessener Positionsdaten der gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe (SOn), die sich vor dem Radarsystem (2) befindet; einer Berechnungseinrichtung zum Berechnen der gegenwärtigen Position einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe (SOp) auf der Grundlage der gemessenen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die in der Speichereinrichtung (26c) gespeichert wurden, und der Bewegung des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) während einer vergangenen Zeit (ΔT); einer ersten Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Abstandes (Mwr, Mwl) zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) und einer stationären Objektgruppe (Mxr, Mxl), die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wurden; einer zweiten Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Abstandes (Twr, Twl) zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug (VT/Tx) und einer stationären Objektgruppe (Txr, Txl), die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx) entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe, die von der Berechnungseinrichtung berechnet wurden, und Positionsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx); und einer Dieselbe-Spur-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob sich das sich fortbewegende Fahrzeug (VM, Mx) und das vorausfahrende Fahrzeug (VT/Tx) auf einer selben Verkehrsspur fortbewegen, auf der Grundlage des von der ersten Erfassungseinrichtung und des von der zweiten Erfassungseinrichtung erfaßten Abstands (Mwr, Mwl, Twr, Twl).
Die Straßenverhältniserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, worin die Abstandserfassung unter Verwendung der gegenwärtigen Positionsdaten von einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe (MsSOp), die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereiches in Bezug auf das sich fortbewegende Fahrzeug (VM, Mx) befindet, durchgeführt wird.
Die Straßenverhältniserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, worin der vorbestimmte Bereich eine Größe (Lw) in Längsrichtung besitzt, die länger als eine Länge (Lc) des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) in Längsrichtung ist.
Die Straßenverhältniserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, worin die Größe des vorbestimmten Bereiches in Längsrichtung im wesentlichen gleich zwei mal der Länge des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) in Längsrichtung ist.
Die Straßenverhältniserfassungsvorrichtung gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die stationäre Objektgruppe (Mxr, Mxl), die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) entlang des Straßenrandes positioniert ist, in rechte und linke Gruppen aufgeteilt wird, um einen Abstand (Mwr) zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) und der rechten Gruppe (Mxr) und einen Abstand (Mwl) zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) und der linken Gruppe (Mxl) zu erfassen.
Die Straßenverhältniserfassungsvorrichtung gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 5, worin eine berechnete Verkehrsspur einer Verkehrsstraße auf der Grundlage des mittels der zweiten Erfassungseinrichtung erhaltenen Abstandes (Twr, Twl) korrigiert wird.
Die Straßenverhältniserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, worin der Abstand (Mwr, Mwl) zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) und der stationären Objektgruppe (Mxr, Mxl), die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) positioniert ist, verglichen wird mit dem Abstand (Twr, Twl) zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug (VT/Tx) und der stationären Objektgruppe (Txr, Txl), die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx) positioniert ist, und es erkannt wird, daß sich das vorausfahrende Fahrzeug (VT/Tx) und das sich fortbewegende Fahrzeug (VM, Mx) auf der selben Verkehrsspur fortbewegen, wenn eine Differenz zwischen den verglichenen Abständen kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
Die Straßenverhältniserfassungsvorrichtung nach Anspruche 1 worin das Radarsystem (2) ein Radarsystem vom Typ FMCW (frequenzmoduliertes Dauerstrichradarsystem) ist und aufweist: eine Sendeeinrichtung (12) zum Aussenden einer Radarwelle, die ein Sendesignal mit einer periodisch zunehmenden und abnehmenden Frequenz mit einer vorbestimmten Modulationsbreite (ΔF) trägt; eine Empfangseinrichtung zum Empfangen einer von einem Targetobjekt reflektierten Radarwelle, um ein Empfangssignal zu erzeugen, wobei das Empfangssignal mit dem Sendesignal gemischt wird, um ein Schwebungssignal (B1, B2) zu erzeugen; eine Spektrumerzeugungseinrichtung um Erzeugen eines Anstiegspektrums aus einem Anstiegschwebungssignal, das während einer Anstiegmodulation erhalten wird, wo die Frequenz des Sendesignals zunimmt, und ebenfalls zum Erzeugen eines Abfallspektrums aus einem Abfallschwebungssignal, das während einer Abfallmodulation erhalten wird, wo die Frequenz des Sendesignals abnimmt; und eine Erfassungseinrichtung zum Verschieben einer Linie von wenigstens einem von dem Anstiegspektrum und dem Abfallspektrum um einen vorbestimmten Frequenzverschiebungsbetrag, um entsprechende Linien des Anstiegsspektrums und des Abfallsprektrums zu vergleichen, wodurch ein Verschiebungszustand des Targetobjektes erfaßt wird.
Die Straßenverhältniserfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, die des weiteren aufweist: eine Frequenzverschiebungsbetragbestimmungseinrichtung zum Einstellen einer Vielzahl von Frequenzverschiebungsbeträgen auf der Grundlage einer Fahrgeschwindigkeit des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx); eine Bewertungseinrichtung zum Bewerten eines Spektrumsübereinstimmungsgrades für jedes von dem Anstiegspektrum und dem Abfallspektrum, die jedem von den Frequenzverschiebungsbeträgen entsprechen; eine Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren eines optimalen Frequenzverschiebungsbetrages, der den höchsten Grad an Spektrumsübereinstimmung besitzt; und eine Stationäres-Objekt-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist, auf der Grundlage des Anstiegspektrums und des Abfallspektrums von dem optimalen Frequenzverschiebungsbetrag.
Ein Verfahren zum Erfassen von Straßenverhältnissen mit: einem Schritt (500) des Erhaltens der momentanen Position einer gegenwärtig meßbaren stationären Objektgruppe (SOn), die sich vor einem auf einem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) angebrachten Radarsystem (2) befindet; einem Schritt (510) des Berechnens der gegenwärtigen Position einer zuvor erkannten stationären Objektgruppe (SOp) auf der Grundlage der gemessenen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe (SOp) und der Bewegung des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) während einer vergangenen Zeit (ΔT); einem Schritt (540, 600) des Erfassens eines Abstandes (Mwr, Mwl) zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) und einer stationären Objektgruppe (Mxr, Mxl), die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe (SOp); einem Schritt (580, 600) des Erfassens eines Abstandes (Twr, Twl) zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug (VT/Tx) und einer stationären Objektgruppe (Txr, Txl), die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx) entlang eines Straßenrandes positioniert ist, auf der Grundlage der gegenwärtigen Positionsdaten der zuvor erkannten stationären Objektgruppe (SOp) und Positionsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx); und einem Schritt (600) des Beurteilens, ob sich das sich fortbewegende Fahrzeug (VM, Mx) und das vorausfahrende Fahrzeug (VT/Tx) auf einer selben Verkehrsspur fortbewegen, auf der Grundlage des erfaßten Abstandes (Mwr, Mwl) zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) und der stationären Objektgruppe (Mxr, Mxl), die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) entlang eines Straßenrandes positioniert ist, und des erfaßten Abstandes (Twr, Twl) zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug (VT/Tx) und der stationären Objektgruppe (Txr, Txl), die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx) entlang eines Straßenrandes positioniert ist.
Das Verfahren zum Erfassen von Straßenverhältnissen gemäß Anspruch 10, worin die Beurteilung, ob sich das sich fortbewegende Fahrzeug (VM, Mx) und das vorausfahrende Fahrzeug (VT/Tx) auf einer selben Verkehrsspur fortbewegen, die Schritte aufweist: Vergleichen des Abstandes (Mwr, Mwl) zwischen dem sich fortbewegenden Fahrzeug (VM, Mx) und der stationären Objektgruppe (Mxr, Mxl), die in der Nachbarschaft des sich fortbewegenden Fahrzeugs (VM, Mx) positioniert ist, mit dem Abstand (Twr, Twl) zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug (VT/Tx) und der stationären Objektgruppe (Txr, Txl), die in der Nachbarschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs (VT/Tx) positioniert ist, und Erkennen, daß sich das vorausfahrende Fahrzeug (VT/Tx) und das sich fortbewegende Fahrzeug (VM, Mx) auf derselben Verkehrsspur fortbewegen, wenn eine Differenz zwischen den verglichenen Abständen kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Aufzeichnungsmedium, auf das ein maschinenlesbares Computerprogramm gespeichert ist, das ein Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11 ausführt, wenn es in einem Computer abgearbeitet wird.