DE2654660A1

DE2654660A1 - Verfahren und einrichtung zur verhuetung von zusammenstoessen bei strassenfahrzeugen mittels eines radargeraets

Info

Publication number: DE2654660A1
Application number: DE19762654660
Authority: DE
Inventors: Norio Fujiki; Masaaki Katsumata
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1975-12-02
Filing date: 1976-12-02
Publication date: 1977-06-08
Also published as: DE2654660C3; JPS5545412B2; US4072945A; DE2654660B2; GB1521797A; JPS5269131A

Description

{■Ά'ί Γ Ml ANWÄLTE.

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8000 München 22 D-48OO Bielefeld 2 6 5 A 6 6

Triftstraße 4 Siekerwall 7

PG23-76238 2. Dezember 1976

Nissan Motor Company, Limited No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku Yokohama City / Japan

Verfahren und Einrichtung zur Verhütung von Zusammenstößen bei Straßenfahrzeugen mittels eines Radargeräts

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine radargesteuerte mobile Einrichtung zur Verhütung von Zusammenstößen bei Straßenfahrzeugen, die Gefahr anzeigende Signale nur dann abgibt, wenn sich das Fahrzeug einem zutreffenden Objekt nähert. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine radargesteuerte Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Bei bekannten radargesteuerten Geräten zur Verhinderung von Zusammenstößen bei Fahrzeugen tritt oft der Fall ein, daß falscher Alarm ausgelöst wird, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt, in der entlang der Straßenführung einzelne Targets oder Objekte stehen, auf die das Radarsignal anspricht, etwa Pfosten von Hinweistafeln, Lampenmasten oder Straßenleitplan-

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ken und Schutzschienen, Der ausgesandte Radarstrahl wird von vielen dieser Objekte reflektiert, während der Fahrer das Fahrzeug durch die Kurve steuert. Durchfährt das Fahrzeug aufeinanderfolgend solche Kurven, so treten auch in relativ kurzen Abständen diese falschen Signale auf, die auf jeden Fall störend sind.

ein Verfahren und

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde7\feine radarsteuerbare mobile Einrichtung zur Verhütung von Zusammenstößen bei Straßenfahrzeugen zu schaffen, durch die Warnsignale nur dann ausgelöst werden, wenn ein zutreffendes, also gefährliches Objekt vorliegt.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Lösung dieser technischen Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben; eine Einrichtung, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen läßt, gibt der Patentanspruch· 2 an. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße System zur Verhinderung von Zusammenstößen bei Fahrzeugen umfaßt eine Radareinrichtung, die die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zu einem Objekt, sowie die Distanz des Fahrzeugs von diesem Objekt erfaßt. Eine Entscheidungsschaltung bestimmt, ob sich das Fahrzeug dem Objekt mit einer auf die jeweilige Situation bezogenen gefährlichen Geschwindigkeit nähert, die die Auslösung eines Signals für weitere erforderliche Aktionen rechtfertigt, beispielsweise die Warnung des Fahrers oder die Betätigung der Bremse. Gemäß der Erfindung wird eine zulässige Mindestdistanz gemäß einem Satz äußerer Bedingungen eingestellt, der beispielsweise bestimmte persönliche Faktoren des Fahrers, den Zustand der Straße und Wetterverhältnisse als Funktion von zwei Eingangsvariablen erfaßt, etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zur Straße und des Winkels der Steuerradbewegung. Diese Eingangsvariablen werden digital kodiert und an einem bestimmten zugeordneten Speicherort eines nach Zeilen und Spalten aufgeteilten Spei-

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chers abgespeichert. Sensoren erfassen die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zur Straße und den Steuerwinkel _r woraus ein Befehlswert zum Auslesen der gespeicherten Information gewonnen wird/ um einen Vergleich mit dem durch die Radareinrichtung erfaßten Abstand vom Objekt durchzuführen. Aufgrund der auslesbaren Information ist es möglich, die Annäherung des Fahrzeugs zum Objekt bis auf den Minimumabstand ohne weitergehende Maßnahmen zuzulassen. Ist der erfaßte Abstand größer als der Minimumabstand, so bleibt das von der Entscheidungsschaltung gelieferte Signal unwirksam; es wird zur Auslösung einer notwendigen Aktion nur wirksam, wenn der abgetastete Abstand kleiner wird als der Minimumabstand.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweisen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das schematische Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 erläutert in einer Prinzipdarstellung die Arbeitsweise der Erfindung;

Fig. 3 eine Ordinatendarstellung einer Bereichsschnittfunktion, bei der der zulässige Mindestabstand auf der vertikalen Achse als Funktion von Eingangsvariablen in den horizontalen Achsen dargestellt ist;

Fig. 4 ein Beispiel für die Inhalte der in Fig. 1 enthaltenen Speichermatrix und

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1 in einer etwas anderen Darstellung.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen Fahrzeug-Geschwindigkeitsdetektor 10_r einen Steuerwinkeldetektor 11 und ein Doppler-Radargerät 12. Die durch den Detektor 10 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch einen A/D-Wandler 13 in ein binärkodiertes Signal umgesetzt und in einem Pufferregister 14 gespeichert. An das Puf-

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ferregister 14 schließt ein X-Adressendekodierer 15 an, der das binärkodierte Geschwindigkeitssignal auf eine bestimmte Spalte einer Speichermatrix 16 dekodiert. Der Steuerwinkeldetektor 11 liefert ein dem jeweiligen Winkel der Steuerraddrehung in Bezug auf eine neutrale oder Mittenstellung entsprechendes Analogsignal, das durch einen A/D-Wandler 17 in ein binärkodiertes Signal umgesetzt und in einem Pufferregister 18 gespeichert wird. Als Steuerwinkeldetektor n kann ein Typ gewählt werden, der ein dem Stellungswinkel einer

Lenksäule relativ zur vorhergehenden Winkelposition entsprechendes Signal liefert. Ein Y-Adressendekodierer 19 setzt das im Register 18 in binärkodierter Form vorhandene Winkelstellungssignal auf eine spezielle Zeile der Speichermatrix um, um einen bestimmten Ort am Schnittpunkt der jeweiligen X-und Y-Adresse des Speichers 16 festzulegen. Das Doppler^- Radargerät 12 liefert ein der Fahrzeuggeschwindigkeit relativ

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zu einemTFahrzeug vorausliegenden Objekt entsprechendes Signal in bekannter Weise; es gibt außerdem ein Bereichssignal ab, das der Distanz des Fahrzeugs vom fraglichen Objekt entspricht. Eine Entscheidungsschaltung 20 wird durch die Signale von der Radareinrichtung gespeist und entscheidet, ob die Bedingung 2«tR < V befriedigt ist, wobei mit oL ein Koeffizient, mit R der Abstand des Fahrzeugs zum Objekt und mit V die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zum fraglichen Objekt bezeichnet sind. Ist die angegebene Entseheidungsformel befriedigt, so liefert die Schaltung 20 über ein Übertragungstor 22 ein Ausgangssignal an eine Verwertungsschaltung oder eine Warneinrichtung 21. Das Abstandssignal vom Radargerät wird außerdem durch einen A/D-Wandler 23 in ein binärkodiertes Signal umgesetzt und beaufschlagt einen Digitalkomparator 24,durch den dieses Signal gegen einen von einem ausgewählten Ort der Speichermatrix 16 angelieferten Digitalwert verglichen wird. Wenn der durch das Radargerät 12 gemessene digitale Abstandswert größer ist als der an dem ausgewählten Speicherplatz gespeicherte Digitalwert, so sperrt der Digitalkomparator 24 das Tor 22, so daß das Ausgangssignal von der Entschei-

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dungsschaltung 20 nicht auf die Warmeinrichtung 21 gelangen kann.

Die Speichermatrix 16 enthält eine Matrixanordnung von Speichereinheiten, die jeweils einen Satz von beispielsweise sechs Speicherzellen umfassen, um den zulässigen Mindestabstand eines Fahrzeugs 30 zu einem in einem abtastbaren Bereich liegenden Objekt 31 darzustellen; dieser Bereich ist in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie 32 umrissen. Der zulässige Mindestabstand wird durch eine Anzahl von menschlichen Faktoren beeinflußt, die unter anderem das Alter des Fahrers _r das Geschlecht, die Geschicklichkeit des Fahrers sowie die Reaktionsfähigkeit auf äußere Einflüsse berücksichtigen. Weiterhin sind eine Anzahl von externen Bedingungen, etwa der Wetter- und Straßenzustand (ob die Straße beispielsweise asphaltiert oder betoniert ist) und die Stunde des Tages berücksichtigt. Der zulässige Mindestabstand läßt sich durch eine Bereich-Schnittfunktion S (Va, Θ) ausdrücken, die sich als Funktion der Fahrzeugxy

geschwindigkeit Va und des Steuerwinkels θ (Fig. 3) ändert. Diese letztgenannten Größen werden vom Fahrzeug-Geschwindigkeitsdetektor 10 bzw. vom Steuerwinkeldetektor geliefert. Es ergibt sich also ein bestimmter Wert des zulässigen Mindestabstands für einen Satz von Eingangsvariablen Va und Θ, die in Spalten (X-Adressenleitungen) und Zeilen (Y-Adressenleitungen) der Speichermatrix₍wie in Fig. 4 angegeben^auftragbar sind. Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Speicherinhalte der Matrix 16, wobei jedem Speicherort ein numerischer Wert, beispielsweise in Metern in binärkodierter Darstellung,festgehalten durch sechs Speicherzellen jeder Speichereinheit, zugeordnet ist, die über eine ausgewählte von X-AdressenSammelleitungen 1 bis 12 und eine ausgewählte von Y-Adressensammelleitungen 1 bis 10 abfragbar ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Va wird beispielsweise im Bereich von 0 bis 120 km/h in zwölf gleichabständige Stufen unterteilt, die jeweils einer der X-Adressensammelleitungen 1 bis 12 zugeordnet werden, während der Winkelbereich θ der Steuerbewegung beispielsweise im Bereich von 0 bis 20°

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in zehn gleichabständige Stufen unterteilt wird, die jeweils einer Y-Adressensammelleitung 1 bis 10 entsprechen.

Jeder Speicherort läßt sich durch den X- bzw. Y-Adressendekodierer 15 bzw. 19 eindeutig adressieren und die Speicherinhalte der einzelnen adressierten Orte können ausgelsen und dem Digitalkomparator 24 als zulässige Mindestgrenze zugeführt werden, um gegen das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 23 verglichen zu werden. Wie bereits erwähnt, erzeugt der Komparator 24 kein Ausgangssignal, wenn der durch das Radargerät 12 ermittelte Abstand des Fahrzeugs 30 vom Objekt 31 größer ist als der aus der Speichermatrix 16 ablesbare Wert des Minimumabstands, so daß das Tor 22 gesperrt und damit kein Alarm gegeben wird. Das Warnsignal entsteht also nur dann, wenn der abgetastete Bereich D kleiner ist als die zulässige Mindestgrenze, so daß falsche Signale unwirksam werden, die aufgrund von entlang der Straße vorhandenen Hindernissen, wie Posten von Anzeigetafeln, Lampenmasten oder Leitplanken, die in den Abtastbereich des Radargeräts 12 gelangen, ausgelöst werden, wenn das Fahrzeug eine scharfe Kurve durchfährt.

Da ein größerer Satz von zulässigen Mindestabständen für einen Satz von bestimmten menschlichen Faktoren und Straßenbedingungen etc. vorhanden ist, ist es vorteilhaft, für jeden Satz von Eingangsbedingungen eine Speichermatrix zur Verfügung zu haben. Die Fig. 5 verdeutlicht ein anderes Beispiel der Erfindung, bei der eine Mehrzahl von Speichermatrizen 1O₁, 16„ bis 16_n vorhanden ist. Eine Mehrzahl von Schaltern

bis X

₁ bis 16 her. In ähnbis Y eine selektive Verbinstellt selektiv eine Verbindung des Ausgangs des Y-Dekodierers 15 zu einer bestimmten Speichermatrix licher Weise bilden Schalter
dung für den Ausgang des Y-Adressendekodierers 19 auf eine bestimmte Speichermatrix. Der an einem bestimmten Ort jeder Matrix gespeicherte Digitalwert unterscheidet sich von dem der an einem entsprechenden Ort einer anderen Matrix gespeichert ist. Die Betätigung eines bestimmten Satzes der Schalter X und

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Y ermöglicht den Zugriff der X- und Y-Adressendekodierer zu einer gewünschten Speichermatrix, die für einen bestimmten Satz von externen Fahrbedingungen programmiert ist.

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Claims

Patentansprüche

^ 1./Verfahren zur Abtastung eines Objekts von einem fahrenden ^ Straßenfahrzeug aus, gekennzeichnet durch folgende Verfahrenssehritte:

- Speicherung elektrischer Größen, die jeweils einer zulässigen Mindestdistanz des Fahrzeugs zu einem Objekt für einen bestimmten Satz von Geschwindigkeiten des Fahrzeugs relativ zur Straße und eines Satzes von Winkelverschiebungen des Fahrzeug-Steuerrads entsprechen, an bestimmten Speicherorten einer nach Zeilen und Spalten unterteilten Speichereinrichtung;

- Abtastung der Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zur Straße;

- Abtastung des Fahrzeugabstands zum Objekt;

- Zuordnung der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit und des ermittelten Fahrzeugabstands zu einem bestimmten Speicherort der nach Zeilen und Spalten unterteilten Speichereinrichtung;

- Adressierung des Speicherorts in Abhängigkeit von der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit und dem ermittelten Abstand zwecks Auslesung der an dem adressierten Ort gespeicherten elektrischen Größe;

- Abtastung der Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zum Objekt;

- Ermittlung, ob das Fahrzeug das Objekt in Bezug auf eine bestimmte Verkehrslage mit einer gefährlich hohen Geschwindigkeit annähert als Funktion der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zum Objekt und des gemessenen Abstands;

- Vergleich des vorprogrammierten zulässigen Werts der gespeicherten Mindestdistanz mit der ermittelten Distanz und

- Beurteilung, ob eine gültige Abstands- und Geschwindigkeitsbestimmung vorliegt, sobald die abgetastete Distanz kleiner ist als der zulässige Mindestabstand.

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2. Einrichtung zur Verhinderung von Zusammenstößen bei Straßenfahrzeugen, die ein Radargerät zur Abtastung des Abstands des Fahrzeugs zu einem Objekt und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt, eine auf den abgetasteten Abstand und die Relativgeschwindigkeit ansprechende Entschexdungsschaltung zur Bestimmung, wann sich das Fahrzeug dem Objekt bei einer spezifischen Verkehrssituation mit gefährlich hoher Geschwindigkeit nähert sowie eine Verarbeitungsschaltung enthalten, die auf das Ausgangssignal der Entscheidungsschaltung anspricht, gekennzeichnet durch

- einen Detektor (10) zur Abtastung der Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zur Straße;

- einen Winkelabtaster (11) zur Erfassung der Größe der Winkelverschiebung des Steuerrads des Fahrzeugs;

- einen durch einen Satz von Eingangsvariablen programmier baren Speicher (16) zur Festlegung des zulässigen Mindestabstands des Fahrzeugs zum Objekt;

- eine Abfrageschaltung zur Auslesung der gespeicherten In formation als Funktion eines Satzes von Eingangsvariablen, durch die die erfaßte Geschwindigkeit (Va) und die Größe der Winke!verschiebung (θ) des Steuerrads berücksichtigt wird;

- einen Komparator (24) zum Vergleich des durch das Radargerät (12) erfaßten Abstands und des zulässigen Mindestabs tands, der vorgegeben ist durch die aus dem Speicher auslesbare Information zur Erzeugung eines Inhibit-Signals, wenn der abgetastete Abstand größer ist als der zulässige Abstand und durch

- ein Tor (22) zur Unwirksamschaltung des Ausgangssignals der Entscheidungsschaltung (20) in Abhängigkeit vom Inhibit-Signal.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (16) eine Mehrzahl von nach Zeilen und Spalten geordneten Speichereinheiten uin-

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faßt und daß die Leseschaltung eine erste Adressiergruppe (13-15) zur Adressierung jeweils einer der Zeilen des Speichers in Abhängigkeit von der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit und eine zweite Adressiergruppe (17-19) zur Adressierung einer der Spalten des Speichers in Abhängigkeit von der abgetasteten Größe der Winke!verschiebung des Steuerrads aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichne t_# daß jede der Speichereinheiten eine Mehrzahl von Speicherzellen umfaßt, durch die der zulässige Mindestabstand in binärkodierter Form speicherbar ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergerhenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher eine Mehrzahl von Speichermatritzen (16.. bis 16 ) umfaßt/ in denen jeweils die einer bestimmten zulässigen Mindestdistanz des Fahrzeugs vom Objekt entsprechende Information für einen speziellen Satz von Eingangsvariablen nach Zeilen und Spalten speicherbar ist und daß die jeweils in einer der Speichermatritzen gespeicherte Information in Abhängigkeit von der abgetasteten Fahrzeuggeschwxndigkeit unotder festgestellten Größe der Winkelverschiebung des Steuerrads selektiv auslesbar ist.

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