DE19954362A1

DE19954362A1 - Autoradar zur Erfassung einer Fahrspurmarkierung und eines voraus befindlichen Hindernisses

Info

Publication number: DE19954362A1
Application number: DE19954362A
Authority: DE
Inventors: Toshio Hosokawa; Takekazu Terui
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2000-06-29
Also published as: JP2000147124A; US6317202B1

Abstract

Ein Radargerät für Kraftfahrzeuge wird bereitgestellt, welches zur Aussendung von Lichtstrahlen konstruiert ist, um eine vordere Zone zur Erfassung eines sich bewegenden Objekts wie voraus befindliche Fahrzeuge und eine nach unten gerichtete Zone zur Erfassung von auf die Straße gedruckten Fahrspurmarkierungen zur Definition einer Fahrspur abzutasten. Die nach unten gerichtete Zone ist breiter als die horizontale vordere Zone. Jede Zone besitzt eine minimale Breite, die zur Sicherstellung einer gewünschten Genauigkeit der Radarerfassung eines Objekts benötigt wird, wodurch die Anzahl von Emissionen von Laserstrahlen minimiert wird, was zu einem Ansteigen der Lebensdauer einer Laserdiode führt, und wodurch die Erzeugung von unerwünschten Daten über an der Straßenseite befindliche Objekte minimiert wird, die eine niedrige Wahrscheinlichkeit aufweisen, dass das Fahrzeug mit ihnen zusammenstoßen wird. Die Vorrichtung enthält des weiteren einen Lichtfokussierungsmechanismus.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Autoradarsystem, welches konstruiert ist einen Licht strahl über einen stirnseitig befindlichen Abtastbereich auszusenden, um Daten zu sammeln, die zur Identifizierung von vor einem Kraftfahrzeug befindlichen Hindernissen ver wendet werden, und insbesondere auf ein Autoradarsystem zur Erfassung von auf eine Straßenoberfläche gedruckten Fahr spurmarkierungen und anderen Hindernissen, die vor einem Fahrzeug befindlich sind.

In den vergangenen Jahren wurden Autoradarsysteme in Antikollisionssystemen verwendet, welche voraus fahrende Fahrzeuge und andere auf einer Straße vorhandene Hinder nisse und weiße Fahrspurmarkierungen erfassen, die auf die Straßenoberfläche gedruckt sind, und einen Fahrer alarmie ren, wenn das Fahrzeug sich nahe dem Hindernis befindet oder wenn das Fahrzeug beginnt die Fahrspurmarkierung zu verlassen, oder in automatischen Fahrtsteuersystemen, wel che den Abstand zu dem voraus befindlichen Fahrzeug zwi schen linken und rechten Fahrspurmarkierungen konstant hal ten.

Bei derartigen Radarsystemen erfordert die Erfassung von in einem Abstand von etwa 100 m befindlichen Hindernis sen ein Abtasten eines Radarstrahls horizontal innerhalb vorderen bzw. stirnseitig befindlichen Zone, während die Erfassung von Fahrspurmarkierungen ein Abtasten eines Ra darstrahls nach unten erfordert, um die Straßenoberfläche abzutasten.

Die japanische Veröffentlichungsschrift Nr. 8-248133 offenbart ein Autoradarsystem, welches konstruiert ist eine Abtastung mit Radarstrahlen sowohl horizontal zur Erfassung von Hindernissen in einer stirnseitig befindlichen Zone, was unten ebenfalls als Abtastoperation einer vorderen Zone bezeichnet wird, und nach unten gerichtet zur Erfassung von Fahrspurmarkierungen durchführt, was ebenfalls unten als Straßenoberflächenabtastoperation bezeichnet wird. Die Ab tastoperation der vorderen Zone und die Straßenoberflächen abtastoperation werden gleichzeitig durch Aufspalten eines einzigen Strahls in Licht einer Mehrzahl von Radarstrahlen erzielt, wobei sie auf einen sich bewegenden Spiegel mit unterschiedlichen vertikalen Winkeln durch jeweils reflek tierende Spiegel gerichtet werden und ein horizontales Ab tasten der Radarstrahlen durchgeführt wird.

Üblicherweise kreuzt ein Abtaststrahl, welcher von ei nem auf einem Auto angebrachten Radar ausgesendet wird, wie in Fig. 14(a1) deutlich dargestellt ist, jede Fahrspurmar kierung, die auf eine der Seiten einer Straße diagonal auf gedruckt ist, so dass ein Bereich der Fahrspurmarkierung, auf welchen der Abtaststrahl abgestrahlt wird, relativ klein ist. Je kleiner darüber hinaus der Einfallswinkel ψ des Abtaststrahls auf die Straßenoberfläche wie in Fig. 14(a2) ist, desto größer wird ein von dem Abtaststrahl be strahlter Bereich S sein, wodurch veranlasst wird, dass die Energiedichte des Abtaststrahls auf der Straßenoberfläche sich stark verringert. Des weiteren ist das Reflexionsver mögen von Fahrspurmarkierungen üblicherweise niedrig im Vergleich mit auf typischen Kraftfahrzeugen angebrachten Reflektoren. Es ist daher für typische Radarsysteme schwie rig die Rückkehr eines Abtaststrahls von einer entfernten Straßenoberfläche zu erfassen.

Die oben beschriebenen Schwierigkeiten können durch Aussenden eines Abtaststrahls unter einem großen Winkel auf die Straßenoberfläche zur Verringerung des Bereichs S für eine Erhöhung der Energiedichte des Abtaststrahls vermin dert werden. Dies erfordert jedoch die Emission des Abtast strahls in der Nähe des Fahrzeugs, wodurch sich ein Anstei gen des Abtastwinkels zur genauen Erfassung der Fahrspur markierungen ergibt. Das Ansteigen des Abtastwinkels ohne ein Reduzieren des Auflösungsvermögens des Seitenwinkels eines Ziels erfordert, dass eine große Anzahl von Male Strahlen für jede Abtastung erzeugt werden, wodurch sich ein Ansteigen der Belastung einer Abtaststrahlenquelle (beispielsweise Laserdioden) ergibt, was zu einer Verringe rung der Lebenszeit der Abtaststrahlenquelle führt.

Des weiteren wird bei dem obigen Radarsystem, welches konstruiert ist sowohl die Abtastoperation der vorderen Zo ne als auch die Straßenoberflächenabtastoperation durchzu führen, ein Ansteigen des Winkels einer Abtastung der Stra ßenoberfläche dazu führen, dass der Winkel einer Abtastung der vorderen Zone sich erhöht, wodurch sich ein unerwünsch tes Erfassen von vielen sicheren Hindernissen an den Seiten der Straße ergibt. Dies führt zu einer komplexen Signalver arbeitung zur Identifizierung von Zielobjekten und einem Ansteigen von Operationen dafür.

Die Empfindlichkeit des Radarsystems auf Fahrspurmar kierungen kann durch ein Ansteigen der Energie der Abtast strahlenquelle erhöht werden, es wird sich jedoch eine starke Verringerung der Lebenszeit der Abtaststrahlenquelle ergeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die bei dem Stand der Technik auftretenden Nachteile zu vermeiden.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung ein Strahlen abtastradarsystem für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, wel ches zum genauen Erfassen von auf eine Straßenoberfläche gedruckten Fahrspurmarkierungen und anderen vor dem Fahr zeug befindlichen Hindernissen geeignet ist, ohne dass die Lebensdauer einer Strahlenquelle des Radarsystems verrin gert wird.

Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Er findung ist ein Radargerät für ein Fahrzeug vorgesehen mit: (a) einer in dem Fahrzeug angebrachten Strahlenquelle, welche einen Lichtstrahl aussendet; (b) einem ersten Ab tastmechanismus, welcher den Strahl von der Strahlenquelle vor das Fahrzeug richtet, um einen ersten Abtastbereich ab zutasten, welcher sich horizontal über einen ersten Winkel bereich erstreckt; (c) einem zweiten Abtastmechanismus, welcher den Strahl von der Strahlenquelle vor das Fahrzeug richtet, um einen zweiten Abtastbereich abzutasten, welcher sich auf eine Straßenoberfläche horizontal über einen zwei ten Winkelbereich erstreckt, welcher größer als der erste winkelbereich ist; und (d) einem Lichtempfangsmechanismus, welcher die Rückkehr eines von dem ersten Abtastmechanismus gerichteten Lichtstrahls empfängt, um ein in dem ersten Ab tastbereich befindliches Objekt zu erfassen, und die Rück kehr des von dem zweiten Abtastmechanismus gerichteten Lichtstrahls empfängt, um eine auf die Straßenoberfläche gedruckte Fahrspurmarkierung zur Definition einer Fahrspur zu erfassen.

In der bevorzugten Betriebsart der Erfindung ist ein Rotationsspiegel des weiteren vorgesehen, welcher rotiert, um eine Richtung des Lichtstrahls von der Strahlenquelle für eine selektive Abtastung der ersten und zweiten Abtast bereiche zu ändern. Der Rotationsspiegel besitzt eine Mehr zahl von Spiegeloberflächen, welche um einen Rand des Rota tionsspiegels angeordnet sind und welche in unterschiedli chen Winkeln zu einer Rotationsachse des Rotationsspiegels geneigt sind. Der zweite Abtastmechanismus enthält wenig stens eine der Spiegeloberflächen, während der erste Ab tastmechanismus die anderen Spiegeloberflächen enthält.

Der Lichtempfangsmechanismus enthält eine lichtempfind liche Oberfläche und einen oberen Spiegel. Die lichtemp findliche Oberfläche spricht auf den Eingang des zurückge kehrten Lichtstrahls an, um ein diesbezüglich anzeigendes Signal zu erzeugen. Der obere Spiegel ist derart konstru iert, dass sich von einer unteren Seite einer Bewegungs richtung des Fahrzeugs bewegendes Licht auf die lichtemp findliche Oberfläche zu gerichtet wird.

Der Lichtempfangsmechanismus enthält ebenfalls einen Seitenspiegel, welcher derart konstruiert ist, dass Licht, welches darauf von einer seitlichen Richtung, die in die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verläuft, auf die lichtemp findliche Oberfläche gerichtet wird.

Der Seitenspiegel ist derart angeordnet, dass eine Spiegeloberfläche nach unten zeigt.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der vorlie genden Erfindung ist ein Radargerät für ein Fahrzeug vorge sehen mit: (a) einer in dem Fahrzeug angebrachten Strahlen quelle, welche einen Lichtstrahl aussendet; (b) einem er sten Abtastmechanismus, welcher den Strahl von der Strah lenquelle vor das Fahrzeug richtet, um einen ersten Abtast bereich abzutasten, welcher sich horizontal über einen er sten Winkelbereich erstreckt; (c) einem zweiten Abtastme chanismus, welcher den Strahl von der Strahlenquelle vor das Fahrzeug richtet, um einen zweiten Abtastbereich abzu tasten, welcher sich über eine Straßenoberfläche horizontal über einen zweiten Winkelbereich erstreckt; (d) einem Lichtempfangsmechanismus, welcher die Rückkehr des durch den ersten Abtastmechanismus gerichteten Lichtstrahls emp fängt, um ein in dem ersten Abtastbereich vorhandenes Ob jekt zu erfassen, und die Rückkehr des von dem zweiten Ab tastmechanismus gerichteten Lichtstrahls empfängt, um eine auf die Straßenoberfläche gedruckte Fahrspurmarkierung zur Definition einer Fahrspur zu erfassen; und (e) einem in dem zweiten Abtastmechanismus vorgesehenen Lichtfokussierungs mechanismus, wobei der Lichtfokussierungsmechanismus den Lichtstrahl auf einen gegebenen Teil in dem zweiten Abtast bereich fokussiert.

Entsprechend der bevorzugten Betriebsart der Erfindung enthält der Lichtfokussierungsmechanismus einen konkaven Spiegel, welcher den von der Lichtquelle emittierten Strahl für eine Abtastung des zweiten Abtastbereichs ausrichtet.

Der zweite Winkelbereich ist größer als der erste Win kelbereich.

Ein Rotationsspiegel ist des weiteren vorgesehen, wel cher rotiert, um eine Richtung des Lichtstrahls für eine selektive Abtastung der ersten und zweiten Abtastbereiche zu ändern. Der Rotationsspiegel besitzt eine Mehrzahl von Spiegeloberflächen, welche um einen Rand des Rotationsspie gels angeordnet sind und welche in unterschiedlichen Win keln bezüglich einer Rotationsachse des Rotationsspiegels geneigt sind. Der zweite Abtastmechanismus enthält wenig stens eine der Spiegeloberflächen, während der erste Ab tastmechanismus die anderen Spiegeloberflächen enthält.

Der Lichtempfangsmechanismus enthält eine lichtempfind liche Oberfläche und einen oberen Spiegel. Die lichtemp findliche Oberfläche spricht auf den Eingang der Rückkehr des Lichtstrahls an, um ein diesbezügliches Signal zu er zeugen. Der obere Spiegel ist derart entworfen, dass sich von einer unteren Seite einer Bewegungsrichtung des Fahr zeugs bewegendes Licht auf die lichtempfindliche Oberfläche zu gerichtet wird.

Der Lichtempfangsmechanismus enthält ebenfalls einen Seitenspiegel, welcher derart konstruiert ist, dass darauf fallendes Licht von einer seitlichen Richtung, welche ent sprechend der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verläuft, auf die lichtempfindliche Oberfläche zu gerichtet wird.

Die vorliegende Erfindung ergibt sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, welche nicht der Beschränkung der bestimmten Ausführungsform der Erfindung sondern lediglich der Erläuterung dienen.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, welches ein Laserradar system der Erfindung darstellt, welches in einem automati schen Fahrtsteuersystem für Kraftfahrzeuge verwendet wird;

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht, welche ein optisches Sy stem eines Laserradars darstellt;

Fig. 3(a) zeigt eine Seitenansicht, welche ein Poly gonspiegel darstellt;

Fig. 3(b) zeigt eine Vorderansicht, welche einen Poly gonspiegel darstellt;

Fig. 4(a) zeigt eine Draufsicht, welche Spiegeloberflä chen eines Polygonspiegels darstellt;

Fig. 4(b) zeigt eine Seitenansicht, welche Spiegelober flächen in einem Polygonspiegel darstellt;

Fig. 5(a) zeigt eine Vorderansicht, welche eine Licht empfangsspiegelanordnung darstellt;

Fig. 5(b) zeigt eine Seitenansicht, welche eine Licht empfangsspiegelanordnung darstellt;

Fig. 6(a) zeigt eine Veranschaulichung, welche einen Pfad von Licht darstellt, welches sich ausgehend von einer Vorwärtsrichtung bewegt und durch eine Lichtempfangslinse auf eine Fotodiode fällt;

Fig. 6(b) zeigt eine Veranschaulichung, welche einen Pfad von Licht darstellt, welches sich ausgehend von einer unteren Richtung bewegt und durch eine Lichtempfangslinse auf eine Fotodiode fällt;

Fig. 7(a) veranschaulicht den Fall, bei welchem Licht in eine Lichtempfangslinse bei unterschiedlichen Winkeln in einer Vertikalrichtung eintritt und auf einen oberen Spie gel einer Lichtempfangsspiegelanordnung fällt;

Fig. 7(b) veranschaulicht den Fall, bei welchem das Licht in einer Lichtempfangslinse aus Horizontalrichtungen bei unterschiedlichen Winkeln eintritt und auf eine Seite von Spiegeln einer Lichtempfangsspiegelanordnung auftritt;

Fig. 8(a) zeigt eine Veranschaulichung, welche eine Po sitionsbeziehung zwischen einer Fotodiode, einer Lichtemp fangslinse und einem oberen Spiegel einer Lichtempfangs spiegelanordnung darstellt;

Fig. 8(b) zeigt eine Veranschaulichung, welche eine Po sitionsbeziehung zwischen einer Fotodiode, einer Lichtemp fangslinse und einem Seitenspiegel einer Lichtempfangsspie gelanordnung darstellt;

Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm, eines Programms, welches durchgeführt wird, um ein vor einem Fahrzeug befindliches Hindernis und eine auf eine Straßenoberfläche gedruckte Fahrspurmarkierung zu erfassen;

Fig. 10 zeigt eine Veranschaulichung, welche eine Be ziehung zwischen einer von Spiegeloberflächen eines Poly gonspiegels und einer entsprechenden Zeit des Starts einer Emission von Laserlicht darstellt;

Fig. 11 zeigt ein Zeitdiagramm, welches den Zeitablauf darstellt, unter welchem eine Laserdiode aktiviert wird;

Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche ei nen Abtastbereich zur Erfassung eines vor einem Fahrzeug befindlichen Hindernisses und einen Abtastbereich zur Er fassung einer auf eine Straßenoberfläche gedruckten Fahr spurmarkierung darstellt;

Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms, welches ausgeführt wird, um eine auf eine Straßenoberfläche ge druckte Fahrspurmarkierung zu erfassen;

Fig. 14(a1) und 14(a2) zeigen Veranschaulichungen, welche einen Lichtstrahl darstellen, der von einem auf ei nem Auto montierten herkömmlichen Radar emittiert wird; und

Fig. 14(b1) und 14(b2) zeigen Veranschaulichungen, welche einen Abtaststrahl darstellen, der auf eine Straßen oberfläche von einer konkaven Spiegeloberfläche eines Poly gonspiegels reflektiert wird, der in einem Radar der Erfin dung angebracht ist.

Unter Bezugnahme auf die Figuren wird ein Laserradarsy stem der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches bei spielsweise in einem automatischen Fahrtsteuersystem für Kraftfahrzeuge verwendet wird, wobei ähnliche Bezugszeichen in den Figuren für ähnliche Teile verwendet werden.

Das automatische Fahrtsteuersystem 2 enthält ein Laser radar 10, einen Drosselklappensensor 50, einen Lenkwinkel sensor 52, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 54, ein Bremsbetätigungsglied 56, ein Drosselklappenbetätigungs glied 58, ein Betätigungsglied eines automatischen Getrie bes 60, ein Lenkbetätigungsglied 62, einen Steuerschalter 64, eine Anzeige 65 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 66.

Das Laserradar 10 ist derart konstruiert, dass Laser strahlen in Form von Pulssignalen emittiert werden, um eine vordere Zone eines Fahrzeugs abzutasten und die Rückkehr der Laserstrahlen zu empfangen, um Hindernisse wie voraus befindliche Fahrzeuge und an beiden Seiten einer Straße be findliche stationäre Objekte und auf die Straßenoberfläche gedruckte Fahrspurmarkierungen zu erfassen, welche eine Verkehrsfahrspur visuell definieren. Der Drosselklappensen sor 50 überwacht den Öffnungsgrad eines Drosselklappenven tils, welches die Menge von Einlassluft eines Verbrennungs motors reguliert. Der Lenkwinkelsensor 52 überwacht einen Lenkwinkel eines Lenkrads. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssen sor 54 überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Bremsbe tätigungsgebiet 56 betätigt eine Bremse des Fahrzeugs, ohne dass Anstrengungen des Fahrers bezüglich einer Bremspedal betätigung nötig sind. Das Drosselklappenbetätigungsglied 58 öffnet und schließt die Drosselklappe ungeachtet von Be schleunigungspedalanstrengungen des Fahrers. Das Betäti gungsglied des automatischen Getriebes 60 steuert ein auto matisches Getriebe ungeachtet einer manuellen Betätigung eines Schalthebels. Das Lenkbetätigungsglied 62 reguliert einen Lenkwinkel des Lenkrads ungeachtet eines manuellen Steuerbetriebs des Fahrers. Der Steuerschalter 54 wird ver wendet, um eine Vielzahl von Befehlssignalen der ECU 66 einzugeben. Die Anzeige 65 zeigt Bedingungen bzw. Zustände von verschiedenen Steuerungen und Laufbedingungen des Fahr zeugs an. Die ECU 66 ist aus einem Mikrocomputer gebildet und empfängt Signale von dem Drosselklappensensor 50, dem Lenkwinkelsensor 52, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 54 und dem Steuerschalter 64, um die Betätigungsglieder 56, 58, 60 und 62 zu steuern, so dass sich das Fahrzeug in ei nem konstanten Intervall zwischen dem Fahrzeug selbst und einem voraus befindlichen Fahrzeug bewegen kann ohne die Fahrspurmarkierungen zu verlassen.

Das Laserradar 10 besitzt wie in Fig. 1 und 2 darge stellt ein optisches System, welches aus einer Laserdiode (LD) 12, einer Kollimatorlinse 14, einem Spiegel 16, einem Polygonspiegel 18, einer Lichtempfangslinse 20, einer Foto diode (PD) 22 und einer Lichtempfangsspiegelanordnung 23 besteht. Die Laserdiode 12 wandelt ein elektrisches Signal in einen Infrarotlaserstrahl um und emittiert ihn auf die Kollimatorlinse 14. Die Kollimatorlinse 14 wandelt den ein gegebenen Laserstrahl in einen parallelen Strahl um. Der Spiegel 16 reflektiert darauf den parallelen Strahl, wel cher sich von der Kollimatorlinse 14 zeigt, in eine gegebe ne Richtung. Der Polygonspiegel 18 wird gedreht, um den von dem Spiegel 16 reflektierten parallelen Strahl in eine Richtung zu richten, die sich kontinuierlich ändert. Die Lichtempfangslinse 20 sammelt hereinkommendes Licht und richtet es durch die Lichtempfangsspiegelanordnung 23 auf die Fotodiode 22. Die Fotodiode 22 wandelt darauf fallendes Licht in ein elektrisches Signal um.

Der Polygonspiegel 18 besitzt wie in Fig. 4(a) und 4(b) dargestellt 6 reflektierende Oberflächen R1, R2, R3, R4, R5 und R6, die um den Rand davon angeordnet sind. Die reflektierenden Oberflächen R1, R2, R3, R4, R5 und R6 sind auf eine Trägerwelle 19 (d. h. eine Rotationsachse) wie in Fig. 3(a) und 3(b) dargestellt des Polygonspiegels 18 unter Winkeln, die sich voneinander unterscheiden, geneigt.

Der von der LD 12 wird wie oben beschrieben durch die Kollimatorlinse 14 in einen parallelen Strahl umgewandelt und fällt danach wie deutlich in Fig. 3(a) dargestellt auf eine der reflektierenden Oberflächen R1 bis R6 des Poly gonspiegels 18 durch den Spiegel 16. Der Polygonspiegel 18 wird gedreht, so dass der Laserstrahl entsprechend der Dre hung davon eine horizontale Abtastung durchführt und jedes Mal vertikal verschoben wird, wenn eine der reflektierenden Oberflächen R1 bis R6, auf welche der Laserstrahl fällt, entsprechend der Rotation des Polygonspiegels 18 geändert wird.

Fünf der sechs reflektierenden Spiegel, d. h. die re flektierenden Spiegel R1 bis R5, welche unten ebenfalls als Abtastspiegeloberflächen der vorderen Zone bezeichnet wer den, sind unter regelmäßigen Winkelintervallen bezüglich der Trägerwelle 19 geneigt. Wenn bei dieser Ausführungsform eine horizontale Richtung als 0 (0°) definiert wird, sind die reflektierende Spiegel R1 bis R5 optisch derart ausge richtet, dass der Laserstrahl, welcher auf den Polygonspie gel fällt, in einer Sequenz von Winkelrichtungen von 0°, ±1° und ±2° abgestrahlt wird. Der verbleibende der reflek tierenden Spiegel, d. h. der reflektierende Spiegel R6, wel cher unten hiernach als Straßenabtastspiegeloberfläche be zeichnet wird, ist unter einem Winkel geneigt, der sich von denen der Abtastspiegeloberflächen der vorderen Zone R1 bis R5 unterscheidet, so dass der davon reflektierte Laser strahl den vorderen Bereich der in einem gegebenen Abstand (von etwa 10 m bei dieser Ausführungsform) von dem mit dem Laserradar 10 ausgestatteten Fahrzeug abgesetzten Straßen oberfläche erreichen kann, welches unten als Systemfahrzeug bezeichnet wird. Die Straßenabtastspiegeloberfläche R6 be sitzt wie in Fig. 4(b) deutlich dargestellt eine konkave Form und besitzt die fokale Länge, die im wesentlichen identisch oder größer als der Abstand zwischen dem System fahrzeug und dem mit Laserlicht bestrahlten Bereich der Straßenoberfläche ist. Insbesondere fokussiert die Straßen abtastspiegeloberfläche R6 einen Laserstrahl auf einen kleineren Bereich der Straßenoberfläche wie in Fig. 14(b1) und 14(b2) dargestellt, wodurch sich ein starkes An steigen der Energiedichte des Laserstrahls auf der Straßen oberfläche ergibt.

Die Lichtempfangsspiegelanordnung 23 besteht wie in Fig. 5(a) und 5(b) deutlich dargestellt aus einem oberen Spiegel 23a und Seitenspiegeln 23b und 23c, welche sich in Form eines Horns von der Fotodiode 22 auf die Lichtemp fangslinse 20 zu erstrecken. Die Seitenspiegel 23b und 23c erstrecken sich ebenfalls wie in Fig. 5(a) dargestellt von dem oberen Spiegel 23a aus nach unten.

Licht, welches beispielsweise von einem voraus befind lichen Fahrzeug reflektiert wird, das sich in einer vorde ren Radarerfassungszone befindet und welches einen relativ kleinen Winkel bezüglich der optischen Mittellinie J wie in Fig. 6(a) dargestellt bildet, welche sich durch die Mitte der Fotodiode 22 und die Mitte der Lichtempfangslinse 20 erstreckt, wird durch die Lichtempfangslinse direkt auf ei ne lichtempfindliche Oberfläche der Diode 22 fokussiert. Demgegenüber wird Licht, welches von der Straßenoberfläche reflektiert wird, und in die Lichtempfangslinse 20 ein tritt, wie in Fig. 6(b) dargestellt von einer nach unten gerichteten Richtung unter einem relativ großen Winkel θ auf die optische Mittellinie J zu auf dem oberen Spiegel 23 reflektiert und auf die lichtempfindliche Oberfläche der Fotodiode 22 gerichtet. Ähnlich wird Licht, welches von ei ner seitlichen Richtung (d. h. von beiden Seiten der vorde ren Abtastzone) reflektiert wird und in die Lichtempfangs linse 20 unter einem relativ großen Winkel θ auf die opti sche Mittellinie J zu eindringt, an einem der Seitenspiegel 23b und 23c reflektiert und auf die lichtempfindliche Ober fläche der Fotodiode 22 gerichtet.

Fig. 7(a) und 7(b) zeigen Graphen, welche jeweils eine Beziehung zwischen einem Leistungsverhältnis des emp fangenen Lichts η der Größe PPD von Licht, welches in die Fotodiode 22 eindringt, zu der Größe PLZ von Licht anzeigt, welches in die Lichtempfangslinse 20 eindringt, die durch zweidimensionale optische Simulationen erlangt wurden. Es wird festgestellt, dass das Leistungsverhältnis des empfan genen Lichts η definiert wird durch PPD/PLZ.100(%). Fig. 7(a) veranschaulicht den Fall, bei welchem das Licht in die Lichtempfangslinse 20 unter unterschiedlichen Winkeln von θ in die vertikale Richtung eindringt und auf den oberen Spiegel 23a fällt. Fig. 7(b) veranschaulicht den Fall, bei welchem das Licht in die Lichtempfangslinse 20 aus den ho rizontalen Richtungen unter unterschiedlichen Winkeln ein dringt und auf einen der Seitenspiegel 23b und 23c fällt.

Fig. 7(a) und 7(b) zeigen, dass dann, wenn das Licht in die Lichtempfangsspiegelanordnung 23 unter einem hori zontalen Winkel von 10° und unter einem vertikalen Winkel von 3° ohne Hindurchtreten durch die Lichtempfangslinse 20 eindringt, das Leistungsverhältnis des empfangenen Lichts η wie durch die gestrichelten Linien angezeigt etwa 0 (0%) sein wird, während die Verwendung der Lichtempfangspiegel anordnung 23 das Leistungsverhältnis des empfangenen Lichts η bis auf 50% erhöht. Das bedeutet, dass die Verwendung der Lichtempfangsspiegelanordnung 23 es dem aus Richtungen ei nes weiten Bereichs reflektierten Licht ermöglicht wird auf die Fotodiode 22 fokussiert zu werden, wodurch sich ein An steigen des Leistungsverhältnisses des empfangenen Lichts η ergibt (d. h. der Empfindlichkeit des Radars 10).

Die optischen Simulationen wurden unter Verwendung ei nes optischen Systems wie in Fig. 8(a) und 8(b) darge stellt durchgeführt, in welchen die Spiegel 23a bis 23c un ter 30° auf die optische Mittellinie j zu geneigt sind, die Fotodiode 22 auf der optischen Mittellinie j in einem In tervall von 0,96 mm weg von der Lichtempfangsspiegelanord nung 23 lokalisiert ist und die lichtempfindliche Oberflä che der Fotodiode 22 nach unten um 0,2 mm weg von einem Ende des oberen Spiegels 23a verschoben ist und eine Länge be sitzt, welche wie in Fig. 8(b) deutlich dargestellt sich horizontal an außenseitigen Enden der Seitenspiegel 23b und 23c um 0,35 mm erstreckt.

Entsprechend Fig. 1 enthält das Laserradar 10 ein An triebssteuersystem bestehend aus einem LD-Treiber 24, einem Polygonscannermotor 26, einem Motortreiber 26, einer Lich tempfangsschaltung 30, einer Zeitsteuerungsschaltung 32, einem Winkelpositionssensor 34 und einer arithmetischen Schaltung 38. Der LD-Treiber 24 spricht auf ein LD-Ansteue rungssignal SL an, welches von der arithmetischen Schaltung 38 ausgegeben wird, um die Fotodiode 12 einzuschalten. Der Motortreiber 28 spricht auf ein Motoransteuerungssignal SM an, welches von der arithmetischen Schaltung 38 ausgegeben wird, um den Polygonscannermotor 26 zu steuern, so dass die Trägerwelle 19 des Polygonspiegels 18 mit konstanter Ge schwindigkeit rotiert. Die Lichtempfangsschaltung 30 ver stärkt und formt ein von der Fotodiode 22 ausgegebenes elektrisches Signal und gibt es als Signal SR der Zeit steuerungsschaltung 32 und der arithmetischen Schaltung 38 aus. Die Zeitsteuerungsschaltung 32 misst einen Zeitinter vall zwischen dem Eingang eines Startsignals SS, welches von der arithmetischen Schaltung 38 zur selben Zeit ausge geben wird, zu welcher der LD-Treiber eingeschaltet wird, und dem Ausgang des empfangenen Lichtsignals SR von der Lichtempfangsschaltung 30. Der Winkelpositionssensor 34 überwacht eine Winkelposition des Polygonspiegels 18 und gibt ein Signal SG aus, wenn sich der Polygonspiegel 18 an einer Bezugswinkelposition befindet. Die arithmetische Schaltung 38 spricht auf den Eingang des Bezugswinkelsi gnals SG an, um das LD-Ansteuerungssignal SL dem LD-Treiber 24 bereitzustellen, um einen Laserstrahl durch die Laserdi ode 12 auszusenden, und empfängt das empfangene Lichtsignal SR und ein Zeitsignal ST von der Zeitsteuerungsschaltung 32, um Hindernisse auf der Straße und auf die Straße ge druckte Fahrspurmarkierungen zu erfassen und Straßenzustän de abzuschätzen.

Das Laserradar 10 ist wie in Fig. 2 dargestellt in ein Gehäuse H eingebaut und auf einem Vorderteil des Fahrzeugs wie einer vorderen Stoßstange installiert. In Fig. 2 sind der LD-Treiber 24, der Motortreiber 28, die Lichtempfangs schaltung 30 und die arithmetische Schaltung 38 ausgelas sen, sie sind jedoch in der Praxis auf Schaltungsplatinen P1 bis P3 angeordnet, welche an Seitenwänden des Gehäuses H und benachbart zu dem Motortreiber 28 angebracht sind.

Fig. 9 zeigt Flußdiagramme eines von der arithmetischen Schaltung 38 durchgeführten Hauptprogramms. Das Programm wird auf die Eingabe eines Startanforderungssignals in die arithmetische Schaltung 38 von der ECU 66 initialisiert. Vor der Initialisierung des Programms gibt die arithmeti sche Schaltung 38 das Motoransteuerungssignal SM dem Motor treiber 28 aus und dreht den Polygonspiegel 18.

Nach dem Eintritt in das Programm begibt sich das Pro gramm zu dem Schritt 110, bei welchem ein Zählwert i, wel cher eine von Identifizierungsnummern anzeigt, die jeweils den Spiegeloberflächen R1 bis R6 des Polygonspiegels zuge ordnet sind, auf eins (1) zurückgesetzt wird. Das Programm begibt sich zu dem Schritt 120 in welchem bestimmt wird, ob der Zählwert i kleiner als die Anzahl N der Spiegeloberflä chen R1 bis R6 des Polygonspiegels (d. h. bei dieser Ausfüh rungsform sechs (6)) ist, um zu bestimmen, welche von der Abtastoperation der vorderen Zone und der Straßenoberflä chenabtastoperation durchzuführen ist.

Wenn in dem Schritt 120 die Antwort JA erzielt wird, begibt sich das Programm zu dem Schritt 130, in welchem sich die arithmetische Schaltung 38 in die Betriebsart des Abtastens der vorderen Zone begibt und eine Laseremissions zeit Ti der Lasersdiode 24 und die Anzahl Cl von Laser strahlen, die von der Laserdiode 12 auszusenden sind, auf der Grundlage eines Drehzyklus Tcyc des Polygonspiegels 18 und ein Strahlenemissionsintervall Tp der Laserdiode 12 be stimmt, welche vorbestimmt sind, so dass der Laserstrahl einen sich über ±8° erstreckenden Radarerfassungsbereich abtasten kann, wenn die Vorwärtsrichtung entlang einer länglichen Mittellinie des Fahrzeugs als 0 (0°) definiert ist.

Wenn alternativ die Antwort NEIN erzielt wird, begibt sich das Programm zu dem Schritt 140, bei welchem die arithmetische Schaltung 38 sich in die Betriebsart der Straßenoberflächenabtastung begibt und die Strahlenemissi onszeit Ti der Laserdiode 12 und die Anzahl Ci von auszu sendenden Laserstrahlen auf eine Art ähnlich wie in dem Schritt 130 bestimmt, so dass der Laserstrahl einen Radar erfassungsbereich abtasten kann, welcher sich über ±20° erstreckt. Der bei der Laseremissionszeit Ti und der Anzahl Ci von Laserstrahlen verwendete Suffix "i" zeigt eine der Spiegeloberflächen R1 bis R6 des Polygonspiegels 18 an. Die Laseremissionszeit Ti stellt die Zeit dar, zu welcher die Laserdiode 12 eingeschaltet werden sollte, um Laserstrahlen auf die Spiegeloberfläche R1 auszustrahlen, die eine der Spiegeloberflächen R1 bis R6 des Polygonspiegels 18 ist.

Es wird festgestellt, dass die Bezugswinkelposition des Polygonspiegels 18 in dieser Ausführungsform wie in Fig. 10 dargestellt als Position definiert ist, wo ein von dem Spiegel 16 reflektierter Laserstrahl auf eine Grenze G der Spiegeloberflächen R6 und R1 fällt, und dass die Strahlen emissionszeit Ti als Funktion der verstrichenen Zeit von der Erfassung der Bezugswinkelposition des Polygonspiegels 18 durch den Winkelpositionssensor 34 an bestimmt wird.

Nach den Schritten 130 oder 140 begibt sich das Pro gramm zu dem Schritt 150, bei welchem eine Abstandsmessope ration auf die folgende Weise durchgeführt wird. Auf das Erreichen der Laseremissionszeit Ti gibt die arithmetische Schaltung 38 wie in Fig. 11 dargestellt so viele LD-An steuerungssignale SL wie die Anzahl Ci von Laserstrahlen zu denselben Zeitintervallen wie dem in dem Schritt 130 oder 140 bestimmten Strahlenemissionsintervall Tb dem LD-Treiber 24 aus, um die Laserdiode 12 für eine Abtastung der vorde ren Radarerfassungszone zu aktivieren. Gleichzeitig gibt die arithmetische Schaltung 38 das Startsignal SS der Zeit steuerungsschaltung 32 aus, um mit der Messung der verstri chenen Zeit von der Eingabe des Startsignals SS an zu be ginnen. Wenn die Lichtempfangsschaltung 30 die Rückkehr ei nes Laserstrahls von einem vor dem Systemfahrzeug befindli chen Objekt empfängt und das empfangene Lichtsignal SR der Zeitsteuerungsschaltung 32 ausgibt, stellt die Timerschal tung 32 das Zeitsignal ST, welches ein Zeitintervall tsr (s) zwischen dem Eingang des Startsignals SS und dem Ein gang des empfangenen Lichtsignals SR anzeigt, der arithme tischen Schaltung 38 bereit. Die arithmetische Schaltung 38 bestimmt den Abstand L zu dem Objekt auf eine bekannte Weise auf der Grundlage des Zeitintervalls tsr entsprechend einer Beziehung von L = (tsr × c)/2, wobei c die Lichtge schwindigkeit (m/s) ist.

Das Programm begibt sich zu dem Schritt 160, bei wel chem eine horizontale Segmentierungsoperation unter Verwen dung von Abstandsdatenwerten durchgeführt wird, welche durch eine Abtastung der Laserstrahlen über eine Abtastli nie auf der Spiegeloberfläche R1 des Polygonspiegels 18 ab geleitet worden sind. Insbesondere werden zwei benachbarte Abstandsdatenwerte in einer Zeitfolge verglichen, um einige von ihnen in einer Gruppe zusammeln, welche in einen gege benen kleinen Abstandsdifferenzbereich fallen und von denen erwartet wird, dass sie von demselben Objekt entstammen.

Das Programm begibt sich zu dem Schritt 170, bei wel chem der Zählwert i um 1 inkrementiert wird (i ← i + 1). Das Programm begibt sich zu dem Schritt 180, bei welchem bestimmt wird, ob der Zählwert i größer als die Anzahl N der Spiegeloberflächen R1 bis R6 des Polygonspiegels 18 ist oder nicht. Wenn die Antwort NEIN erzielt wird, kehrt das Programm zu dem Schritt 120 zurück. Wenn andernfalls die Antwort JA erzielt wird, was bedeutet, dass die Sammlung von Daten bezüglich der Gesamtheit der vorderen Radarerfas sungszone unter Verwendung aller Spiegeloberflächen R1 bis R6 des Polygonspiegels 18 beendet worden ist, begibt sich darauf das Programm zu dem Schritt 190.

Insbesondere betätigt in den obigen Schritten 110 bis 180 der LD-Treiber 24 die Laserdiode 12, um einen Laser strahl im Ansprechen auf jeden Eingang von so vielen LD-An steuerungssignalen SL wie der Anzahl Ci von Laserstrahl emissionen auszusenden, welche von der arithmetischen Schaltung 38 während der Strahlemissionsintervalle Tp jedes Mal gebildet wird, wenn die Laseremissionszeit Ti erreicht ist. Die von der Laserdiode 12 ausgesendeten Laserstrahlen fallen auf die Spiegeloberfläche Ri des rotierenden Poly gonspiegels 18 in einer Sequenz, um die vom Radar erfassba ren Zonen abzutasten.

Die vordere vom Radar erfassbare Zone wird wie aus Fig. 12 ersichtlich aus zwei Bereichen A1 und A2 gebildet. Der Bereich A1 wird in der Abtastoperation der vorderen Zone abgetastet, welche unter Verwendung der Spiegeloberflächen R1 bis R5 des Polygonspiegels 18 durchgeführt wird. Der Be reich A2 wird in der Straßenoberflächenabtastoperation ab getastet, welche unter Verwendung der Spiegeloberfläche R6 des Polygonspiegels 18 durchgeführt wird. Wenn eine Vor wärtsrichtung der longtudinalen Mittellinie des Systemfahr zeug als z-Achse definiert wird, welche sich in eine Rich tung unter einem Winkel von 0° erstreckt, wird der Bereich A1 zweidimensional in einer stirnseitigen Ansicht durch Ho rizontalwinkel von ±8° entlang der x-Achse über die z- Achse definiert, während der Bereich A2 durch Horizontal winkel von ±20° über die z-Achse definiert wird. Insbeson dere ist der Bereich A2 horizontal breiter als der Bereich A1, und einer bzw. beide der Bereiche A1 und A2 besitzen eine minimale Breite, welche zur Sicherstellung einer ge wünschten Genauigkeit der Radarerfassung eines Objekts er fordert wird. Dadurch wird die Anzahl von Emission von La serstrahlen minimiert, was zu einem Ansteigen der Lebens dauer der Laserdiode 12 führt, und die Herstellung von un erwünschten Daten über auf der Straße befindliche Objekte, welche eine niedrige Wahrscheinlichkeit dahingehend besit zen, dass das Systemfahrzeug mit ihnen zusammenstoßen wird.

Das Programm begibt sich zu dem Schritt 190, bei wel chem eine Straßenoberflächenzustandsbestimmungsoperation durchgeführt wird, um das Reflexionsvermögen des Laser strahls auf der Straßenoberfläche auf der Grundlage des empfangenen Lichtsignals SR während der Straßenoberflächen abtastoperation zu bestimmen, um den Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche (d. h. den Trocknungs- bzw. Feuchtig keitszustand) abzuschätzen.

Das Programm begibt sich zu dem Schritt 200, bei wel chem eine vertikale Segmentierungsoperation unter Verwen dung der Ergebnisse der horizontalen Segmentierungsoperati on in dem Schritt 160 durchgeführt wird. Insbesondere wer den die Abstandsdatenwerte, welche entlang jeder Abtastli nie bei der Abtastoperation der vorderen Zone abgeleitet werden, zweidimensional angeordnet, und es werden zwei der Abstandsdatenwerte in Richtung der y-Achse verglichen, um einige von ihnen auf dieselbe Weise wie in dem Schritt 160, wobei erwartet wird, dass sie von demselben Objekt ent springen, in zwei Gruppen zu sammeln, um ein Objekt zu er fassen, welches in dem Bereich A1 vorhanden ist.

Das Programm begibt sich zu dem Schritt 210, bei wel chem Positionskoordinaten (d. h. Koordinaten der mittleren Position) des in dem Schritt 200 erfassten Objekts bestimmt werden. Das Programm begibt sich zu dem Schritt 220, bei welchem die in dem Schritt 210 bestimmten Positionskoordi naten in einem Speicher zusammen mit den Abstandsdaten da von gespeichert werden.

Das Programm begibt sich zu dem Schritt 230, bei wel chem bestimmt wird, ob der derzeitige Programmzyklus der erste Zyklus ist, der nach dem Eingang des Startanforde rungssignals in die arithmetische Schaltung 38 von der ECU 66 ausgeführt wird oder nicht. Wenn die Antwort JA erzielt wird, kehrt das Programm zurück zu dem Schritt 110. Wenn andernfalls die Antwort NEIN erzielt wird, begibt sich das Programm zu dem Schritt 240, bei welchem eine Fahrspurmar kierungsdatenerzeugungsoperation auf der Grundlage der Er gebnisse der Segmentierungsoperation durchgeführt wird, um Positionsdaten der Fahrspurmarkierungen zu bestimmen, übli cherweise von auf die Straßenoberfläche gedruckten weissen Linien. Das Programm begibt sich zu dem Schritt 250, bei welchem eine Objekttypbestimmungsoperation auf der Grund lage der in dem Schritt 220 gespeicherten Daten in diesem Programmzyklus und einem vorausgehenden Programmzyklus durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob ein Objekt, welches von dem Laserradar 10 verfolgt wird, ein voraus befindli ches Fahrzeug ist, das sich vor dem Systemfahrzeug bewegt, oder ob es ein an der Straße befindliches Objekt wie ein Schild ist, welches an der Seite der Straße steht. Nach dem Schritt 250 kehrt das Programm zu dem Schritt 110 zurück.

Die Positionsdaten der in dem Schritt 240 abgeleiteten Fahrspurmarkierung, die in dem Schritt 190 abgeleiteten Da ten über den Straßenoberflächenzustand und die Positions- und Abstandsdaten über das Objekt, dessen Typ in dem Schritt 250 bestimmt wurde, werden der ECU 66 eingegeben. Wenn ein voraus befindliches Fahrzeug von dem Laserradar 10 verfolgt wird, verwendet die ECU 66 die Daten von der arithmetischen Schaltung 38 und die von dem Drosselklappen sensor 50, dem Lenkwinkelsensor 52 und dem Fahrzeugge schwindigkeitssensor 54 eingegebenen Sensorsignale, um eine Sollfahrzeugabstandszeit wie in der Zeit ausgedrückt, die für das Systemfahrzeug benötigt wird, um einen Sollabstand zu dem voraus befindlichen Fahrzeug zu durchlaufen, zu be stimmen, und steuert das Bremsbetätigungsglied 55, das Drosselklappenbetätigungsglied 58, das Getriebebetätigungs glied 60 und das Lenkbetätigungsglied 62, so dass das Sy stemfahrzeug dem voraus befindlichen Fahrzeug in dem Soll abstand entfernt davon folgen kann, ohne dass es die Ver kehrsspur verläßt.

Die Daten über den Straßenoberflächenzustand werden beim Bestimmen von Steuervariablen wie der Steuerbremsva riablen usw. und von Sollparametern wie der Sollfahrzeugab standszeit usw. verwendet.

Fig. 13 stellt die in dem Schritt 240 ausgeführte Fahr spurmarkierungsdatenerzeugungsoperation dar.

Nach dem Eintritt in den Schritt 240 begibt sich das Programm zu dem Schritt 310, bei welchem bestimmt wird, ob die Fahrspurmarkierung erfasst wird oder nicht, auf der Grundlage der Ergebnisse der in dem Schritt 160 während der Straßenoberflächenabtastoperation ausgeführten horizontalen Segmentierungsoperation. Wenn die Antwort JA erzielt wird, begibt sich das Programm zu dem Schritt 340. Wenn andern falls die Antwort NEIN erzielt wird, begibt sich das Pro gramm zu dem Schritt 320.

In dem Schritt 320 wird bestimmt, ob die Fahrspurmar kierung innerhalb der vergangenen einen Sekunde erfasst worden ist oder nicht. Wenn die Antwort JA erzielt wird, begibt sich das Programm zu dem Schritt 330, wo eine Daten interpolationsoperation durchgeführt wird, um Positionsda ten über die Fahrspurmarkierung festzulegen, welche unter Verwendung von durch die horizontale Segmentierungsoperati on in dem Schritt 160 erzeugten Daten einen Programmzyklus früher wie die in diesem Programmzyklus zu verwendenden Po sitionsdaten abgeleitet worden sind, worauf das Programm sich zu dem Schritt 340 begibt.

In dem Schritt 340 wird eine Durchflussfilteroperation (flow pass filtering operation) durchgeführt, um die Posi tionsdaten über die Fahrspurmarkierung zu korrigieren, um durch Rauschen kompensierte Straßenwelligkeitspositionsda ten (road undulation noise-compensated positional data) Xc entsprechend der Gleichung:

Xc = α.Xr + (1-α).Xd

zu erzeugen, wobei Xr die einen Programmzyklus früher abgeleiteten durch Rauschen kompensierten Straßenwellig keitspositionsdaten Xc, Xd die Positionsdaten über die in dem Schritt 330 bereitgestellte Fahrspurmarkierung, falls die Fahrspurmarkierung in dem Schritt 310 in diesem Pro grammzyklus als nicht erfasst bestimmt worden sind, oder die Positionsdaten über die unter Verwendung von Daten ab geleitete Fahrspurmarkierung, welche durch die horizontale Segmentierungsoperation in dem Schritt 160 in diesem Pro grammzyklus erzeugt worden sind, falls die Fahrspurmarkie rung in dem Schritt 310 als erfasst bestimmt worden ist, und α eine Zeitkonstante (0 < α < 1) darstellen.

Insbesondere ruft die Neigung des Laserradars 10 in folge einer Welligkeit der Straßenoberfläche eine Reflek tion des Laserstrahls von der unerwünscht veränderten Stra ßenoberfläche hervor, wodurch sich ein Einschluss eines durch eine Straßenwelligkeit hervorgerufenen Rauschens in den Daten ergibt, welche durch die horizontale Segmentie rungsoperation abgeleitet werden. Die Verwendung der obigen Gleichung hebt eine plötzliche Änderung der durch die hori zontale Segmentierungsoperation abgeleiteten Daten auf, um das durch eine Straßenwelligkeit hervorgerufene Rauschen in den Positionsdaten über die Fahrspurmarkierung aufzuheben.

Wenn in dem Schritt 320 die Antwort NEIN erzielt wird, was bedeutet, dass die Fahrspurmarkierung nicht innerhalb einer vergangenen Sekunde erfasst worden ist, begibt sich das Programm zu dem Schritt 350, bei welchem bestimmt wird, ob die Wahrscheinlichkeit einer Erfassung der Fahrspurmar kierung in der Straßenoberflächenabtastoperation kleiner als 30% ist oder nicht, d. h. ob die Zeit, in welcher die Fahrspurmarkierung innerhalb der vergangenen 10 Sekunden erfasst worden ist, kleiner als 3 Sekunden ist oder nicht. Dies liegt daran, dass die Wahrscheinlichkeit der Erfassung einer Fahrspurmarkierung, die aus einer weissen gestrichel ten Linie gebildet ist, im allgemeinen größer als 40% ist, und eine Bestimmung darüber, ob ein von dem Laserradar 10 verfolgtes Objekt eine Fahrspurmarkierung, welche eine Ver kehrsspur definiert, oder ein anderes auf die Straßenober fläche gedrucktes Straßenzeichen ist, kann durch eine Be stimmung darüber erfolgen, ob die Wahrscheinlichkeit der Erfassung der Straßenmarkierung in der Straßenoberflächen abtastoperation kleiner als 30% ist oder nicht.

Wenn in dem Schritt 350 die Antwort NEIN erzielt wird, wird das Programm beendet. Wenn andernfalls die Antwort JA erzielt wird, begibt sich das Programm zu dem Schritt 360, bei welchem bestimmt wird, dass ein von dem Laserradar 10 verfolgtes Objekt keine Fahrspurmarkierung ist, und es wer den die Positionsdaten über das Objekt aus dem Speicher eliminiert, worauf das Programm beendet wird.

Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich von be vorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verstehen zu erleichtern, versteht es sich, dass die Erfindung auf verschiedene Arten ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen ausgeführt werden kann. Daher ist die Erfindung dahingehend zu verstehen, dass alle möglichen Ausführungsformen und Modifizierungen der dargestellten Ausführungsformen enthalten sind, welche - ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen - wie in den beigefüg ten Ansprüchen dargelegt ausgeführt werden können.

Beispielsweise kann anstelle des Polygonspiegels 18 ein Galvanoscanner alternativ verwendet werden, welcher aus ei nem Paar von reflektierenden Spiegeln besteht: einer davon richtet einen Laserstrahl vertikal und der zweite richtet den Laserstrahl horizontal aus.

Die Spiegeloberfläche R6 des Polygonspiegels 18 kann alternativ flach sein ähnlich wie die Spiegeloberflächen R1 bis R5.

Bei der Straßenoberflächenabtastoperation können in die Straßenoberfläche eingebettete Objekte wie Katzenaugen an stelle der Fahrspurmarkierung erfasst werden.

Die vorliegende Erfindung kann mit einem Schlafalarmsy stem verwendet werden, um die Position eines Fahrzeugs in nerhalb einer Fahrspur zu überwachen und den Fahrzeugführer zu alarmieren, wenn das Fahrzeug infolge eines Dösens bzw. Schlafens des Fahrzeugführers dazu neigt die Fahrspur zu verlassen.

Claims

1. Radargerät für ein Fahrzeug mit:
einer in dem Fahrzeug angebrachten Strahlenquel le, welche einen Lichtstrahl aussendet;
einem ersten Abtastmechanismus, welcher den Strahl von der Strahlenquelle vor das Fahrzeug richtet, um einen ersten Abtastbereich abzutasten, welcher sich hori zontal über einen ersten Winkelbereich erstreckt;
einem zweiten Abtastmechanismus, welcher den Strahl von der Strahlenquelle vor das Fahrzeug richtet, um einen zweiten Abtastbereich abzutasten, welcher sich auf eine Straßenoberfläche horizontal über einen zweiten Win kelbereich erstreckt, welcher größer als der erste Winkel bereich ist; und
einem Lichtempfangsmechanismus, welcher die Rück kehr eines von dem ersten Abtastmechanismus gerichteten Lichtstrahls empfängt, um ein in dem ersten Abtastbereich befindliches Objekt zu erfassen, und die Rückkehr des von dem zweiten Abtastmechanismus gerichteten Lichtstrahls emp fängt, um eine auf die Straßenoberfläche gedruckte Fahr spurmarkierung zur Definition einer Fahrspur zu erfassen.

2. Radargerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rotationsspiegel, der zur Änderung einer Richtung des Lichtstrahls von der Strahlenquelle rotiert, um selektiv die ersten und zweiten Abtastbereiche abzutasten, wobei der Rotationsspiegel eine Mehrzahl von Spiegeloberflächen auf weist, die um einen Rand des Rotationsspiegels angeordnet sind und unter unterschiedlichen Winkeln zu einer Rotati onsachse des Rotationsspiegels geneigt sind, und wobei der zweite Abtastmechanismus wenigstens eine der Spiegelober flächen enthält, während der erste Abtastmechanismus die anderen Spiegeloberflächen enthält.

3. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfangsmechanismus eine lichtempfindliche Oberfläche und einen oberen Spiegel enthält, wobei die lichtempfindliche Oberfläche auf den Eingang der Rückkehr des Lichtstrahls anspricht, um ein diesbezügliches Signal zu erzeugen, wobei der obere Spiegel derart konstruiert ist, dass sich hin und her bewegendes Licht von einer unteren Seite einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auf die lichtempfindliche Oberfläche gerichtet wird.

4. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfangsmechanismus eine lichtempfindliche Oberfläche und einen Seitenspiegel enthält, wobei die lichtempfindliche Oberfläche auf den Eingang der Rückkehr des Lichtstrahls anspricht, um ein diesbezügliches Signal zu erzeugen, wobei der Seitenspiegel derart konstruiert ist, dass darauf fallendes Licht von einer seitlichen Rich tung quer zu einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auf die lichtempfindliche Oberfläche gerichtet wird.

5. Radarsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenspiegel derart angeordnet ist, dass eine Spiegeloberfläche nach unten zeigt.

6. Radarvorrichtung für ein Fahrzeug mit:
einer in dem Fahrzeug angebrachten Strahlenquelle, welche einen Lichtstrahl aussendet;
einem ersten Abtastmechanismus, welcher den Strahl von der Strahlenquelle vor das Fahrzeug richtet, um einen er sten Abtastbereich abzutasten, welcher sich horizontal über einen ersten Winkelbereich erstreckt;
einem zweiten Abtastmechanismus, welcher den Strahl von der Strahlenquelle vor das Fahrzeug richtet, um einen zweiten Abtastbereich abzutasten, welcher sich über eine Straßenoberfläche horizontal über einen zweiten Winkelbe reich erstreckt;
einem Lichtempfangsmechanismus, welcher die Rückkehr des durch den ersten Abtastmechanismus gerichteten Licht strahls empfängt, um ein in dem ersten Abtastbereich vor handenes Objekt zu erfassen, und die Rückkehr des von dem zweiten Abtastmechanismus gerichteten Lichtstrahls emp fängt, um eine auf die Straßenoberfläche gedruckte Fahr spurmarkierung zur Definition einer Fahrspur zu erfassen; und
einem in dem zweiten Abtastmechanismus vorgesehenen Lichtfokussierungsmechanismus, wobei der Lichtfokussie rungsmechanismus den Lichtstrahl auf einen gegebenen Teil in dem zweiten Abtastbereich fokussiert.

7. Radargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtfokussierungsmechanismus einen konkaven Spie gel enthält, welcher den von der Strahlenquelle ausgesende ten Strahl richtet, um den zweiten Abtastbereich abzuta sten.

8. Radargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Winkelbereich größer als der erste Winkel bereich ist.

9. Radargerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Rotationsspiegel, welcher zur Änderung einer Richtung des Lichtstrahls von der Strahlenquelle rotiert, um die ersten und zweiten Abtastbereiche selektiv abzutasten, wobei der Rotationsspiegel eine Mehrzahl von Spiegeloberflächen auf weist, welche um einen Rand der Rotationsspiegel angeordnet sind und welche unter unterschiedlichen Winkeln zu einer Rotationsachse des Rotationsspiegels geneigt sind, und wo bei der zweite Abtastmechanismus wenigstens eine der Spie geloberflächen enthält, während der erste Abtastmechanismus die anderen Spiegeloberflächen enthält.

10. Radargerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfangsmechanismus eine lichtempfindliche Oberfläche und einen oberen Spiegel enthält, wobei die lichtempfindliche Oberfläche auf den Eingang der Rückkehr des Lichtstrahls anspricht, um ein diesbezügliches Signal zu erzeugen, wobei der obere Spiegel derart konstruiert ist, dass sich hin und her bewegendes Licht von einer unteren Seite einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auf die lichtempfindliche Oberfläche gerichtet wird.

11. Radargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfangsmechanismus eine lichtempfindliche Oberfläche und einen Seitenspiegel enthält, wobei die lichtempfindliche Oberfläche auf den Eingang der Rückkehr eines Lichtstrahls anspricht, um ein diesbezügliches Signal zu erzeugen, wobei der Seitenspiegel derart konstruiert ist, dass darauf fallendes Licht von einer seitlichen Rich tung schräg zu einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auf die lichtempfindliche Oberfläche gerichtet wird.

12. Radargerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenspiegel derart angeordnet ist, dass die Spiegeloberfläche nach unten zeigt.