DE4006300A1

DE4006300A1 - Radargeraet fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4006300A1
Application number: DE4006300A
Authority: DE
Inventors: Hiroyoshi Suzuki; Kenji Ogawa; Hiroko Maekawa; Yoshiaki Asayama; Seiya Kominami
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1990-09-13
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: US5026153A; DE4006300C2; KR930010453B1; KR900014858A

Description

Die Erfindung betrifft ein Radargerät für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Durchführung einer automatischen Fahrzeug folgesteuerung, um automatisch einen vorbestimmten Sicher heitsabstand zwischen hintereinander fahrenden Fahrzeugen einzuhalten, indem sowohl ein Abstand als auch eine Rich tung zum vorausfahrenden Fahrzeug erfaßt werden.

Da die Zahl der Kraftfahrzeuge ständig zunimmt, gibt es auch immer häufiger Verkehrsstaus auf den Straßen. Solche Verkehrsstaus treten insbesondere auf den Allgemein- und Fernverkehrsstraßen in der Nähe großer Städte und in den Städten selbst auf. Die fahrbedingten Belastungen für Fah rer auf solchen dicht befahrenen Straßen sind sehr hoch, und im gleichen Maß nimmt die Häufigkeit von Verkehrsun fällen zu, die aus der herabgesetzten Entscheidungsfähig keit aufgrund der hohen Belastung resultieren. Infolgedes sen sind zur Vermeidung von Zusammenstößen verschiedene Arten von mechanischen und elektronischen Sicherheitsein richtungen erforderlich, z.B. eine automatische Fahrzeug abstandshalteeinrichtung, eine Fahrzeugabstandswarneinrich tung und eine automatische Bremseinrichtung. Ferner kann durch die Entwicklung von automatischen Vorausfahrzeug- Folgeeinrichtungen die Belastung der Fahrer erheblich herabgesetzt werden. Um die Funktionen dieser Einrichtungen in wirksamer Weise nützen zu können, wird ein Radargerät für ein Kraftfahrzeug benötigt, das den Abstand zwischen einem Vorausfahrzeug und dem eigenen Fahrzeug sowie die Richtung des Vorausfahrzeugs messen kann.

Als Verfahren zur Messung eines Abstands zwischen einem Vorausfahrzeug und dem eigenen Fahrzeug sind die folgenden Systeme bereits bekannt. Dabei wird durch Berechnen einer Sendezeitdauer für die Projektion elektromagnetischer Wel len oder optischer Impulse zum Vorausfahrzeug ein Abstand gemessen. Dieses konventionelle Fahrzeugabstandsmeßsystem kann jedoch den richtigen Abstand kaum messen, denn wenn im Fall des vorerwähnten Verkehrsstaus die durchschnittlichen Fahrzeugabstände relativ gering sind, wird die Übertra gungszeit sehr kurz. Als weiteres Abstandsmeßsystem für kurze Abstände ist eine Meßsuchereinrichtung zur automati schen Scharfeinstellung einer Kamera wohlbekannt. Als eine solche Meßsuchereinrichtung sind typischerweise ein Tri angulationssystem als passive Methode zur Nutzung von ein fallendem Licht und das Aussenden von Licht von der Ent fernungsmeßeinrichtung als aktive Methode für sich bekannt. Sowohl die passive als auch die aktive Methode erlauben zwar eine Entfernungsmessung, aber eine Richtungserfassung ist damit kaum möglich. Ein konventionelles Kraftfahrzeug- Radargerät wurde z.B. in der JP-OS 63-1 20 212 vorgeschla gen, wobei das vorgenannte Triangulationssystem dazu ge nützt wird, einen Abstand und eine Richtung zu einem Vorausfahrzeug zu erfassen. Insbesondere erfaßt dieses Radargerät einen aus dem Abgasrohr des Vorausfahrzeugs aus tretenden Wärmestrahl. Diese Wärmemeßsystem kann aber bei Fahrzeugen wie einem Lastkraftwagen, dessen Abgasrohr sich nicht an der Rückseite befindet, oder einem mehrere Abgas rohre aufweisenden Fahrzeug nicht angewandt werden. Insbe sondere weist ein solches System den Nachteil auf, daß es relativ schwierig ist, im Sommer unter Hochtemperaturbe dingungen eine Wärmequelle festzustellen, auch wenn ein Fahrzeug ein Abgasrohr an der Rückseite aufweist. Ferner besteht das Problem, daß die Ansprechgeschwindigkeit des Meßelements zur Erfassung einer solchen Hochtemperatur- Wärmequelle nicht so gut ist und das Element gekühlt werden muß. Dadurch wird das Radargerät komplex und teuer. Dagegen wurde in der JP-OS 49-43 328 ein anderes System vorgeschla gen, bei dem eine Lichtquelle an der Rückseite eines Vor ausfahrzeugs verwendet wird, die Lichtstrahlen nach hinten aussendet; der Abstand und die Richtung des eigenen Fahr zeugs in bezug auf ein Vorausfahrzeug werden dabei durch Berechnen einer Differenz der Lichtmenge einer Mehrzahl von Lichtempfangselementen gebildet. Da bei dem beschriebenen konventionellen System der Abstand und die Richtung auf der Grundlage der Differenz der empfangenen Lichtmengen der Mehrzahl Lichtempfangselemente berechnet werden, dürfen Änderungen der empfangenen Lichtmengen infolge von ver schmutzten Lichtquellen und verschmutzten Lichtempfangs elementen, Änderungen der von der Lichtquelle ausgesandten Lichtmengen infolge von Temperaturschwankungen und Alterung sowie Änderungen der jeweiligen empfangenen Lichtmengen aufgrund von Empfindlichkeitsänderungen der Lichtempfangs elemente nicht ignoriert werden. Da außerdem diese Ände rungen der Lichtempfangsmengen voneinander verschieden sind, gibt es die weiteren Nachteile, daß eine stabile Messung des Abstands und der Richtung nicht über lange Zeiträume erwartet werden kann.

Fig. 13 zeigt ein Kraftfahrzeug-Radargerät, bei dem an einem Vorausfahrzeug ein Lichtsender und an einem eigenen Fahrzeug ein drehbares optisches System angeordnet sind und der Abstand des eigenen Fahrzeugs vom Vorausfahrzeug etc. gemessen wird.

Es ist zu beachten, daß Fig. 13 einem Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung entspricht (wird später erläutert); da die hier gezeigte Anordnung derjenigen des konventionellen Kraftfahrzeug-Radargeräts entspricht, wird der Stand der Technik nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 13 erläutert.

Fig. 13 zeigt eine Lichtquelle 1, die in einer vorbestimm ten Lage an der Rückseite eines Vorausfahrzeugs 100 mon tiert ist. Die Lichtquelle 1 sendet in einer Sperrbetriebs art Licht mittels einer Lichtquellenschaltung 2 aus.

Andererseits ist ein drehbares optisches Lichtempfangssy stem mit 4 bezeichnet. Ein Paar von drehbaren optischen Lichtempfangssystemen ist an einer Vorderseite eines eige nen Fahrzeugs 200 so angeordnet, daß zwei optische Systeme voneinander um eine Grundlänge B beabstandet sind. Diese optischen Lichtempfangssysteme 4 werden jeweils gesondert von Dreh- bzw. Schwenkantrieben 10 L und 10 R betätigt. Diese Drehantriebe 10 L und 10 R werden von Drehsteuereinheiten 9 L bzw. 9 R gesteuert.

In jedem optischen Lichtempfangssystem 4 ist ein Lichtlage detektor 42 L bzw. 42 R vorgesehen. Diese Lichtlagedetektoren 42 L und 42 R sind so angeordnet, daß das von der Lichtquelle 1 ausgesandte Licht auf eine Lichtempfangsebene der jewei ligen Detektoren durch eine Lichtempfangslinse 41 L bzw. 41 R fokussiert wird.

Von den Lichtlagedetektoren 42 L und 42 R abgeleitete Signale werden von optischen Lageverarbeitungseinheiten 6 L bzw. 6 R verarbeitet, die ein Lichtlagesignal, das einer Lichtein fallslage entspricht, und ein Lichtempfangssignal, das das Auftreffen von intermittierendem Licht bezeichnet, erzeu gen.

Bei Zuführung der Ausgangssignale der Lichtlageverarbei tungseinheiten 6 L und 6 R liefert eine Steuereinheit 21 für die Rotation der optischen Systeme ein Ausgangssignal an die Drehsteuereinheiten 9 L und 9 R, die die Drehantriebe 10 L und 10 R zur Rotation des optischen Lichtempfangssystems 4 ansteuern.

Drehwinkelsensoren 11 L und 11 R erfassen einen durch eine Radachse des eigenen Fahrzeugs 200 und eine optische Achse des optischen Lichtempfangssystems 4 definierten Winkel und liefern die aufgenommenen Winkelsignale an eine Steuerein heit 20.

Aufgrund der Ausgangssignale der Drehwinkelsensoren 11 L und 11 R errechnet die Steuereinheit 20 einen Fahrzeugabstand L zwischen dem Vorausfahrzeug 100 und dem eigenen Fahrzeug 200 sowie eine Richtung R des Vorausfahrzeugs 100.

Es ist zu beachten, daß die Steuereinheit 21 für die Rota tion des optischen Systems und die Steuereinheit 20 in einem Rechner 25 kombiniert sein können.

Unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 1a und 1b wird der Betrieb erläutert. Gemäß Fig. 1a wird beim Start einer Hauptroutine (Schritt S 1) in Schritt S 2 eine CPU (Rechner 25) initialisiert.

In Schritt S 3 wird eine Flagprüfung durchgeführt und ge wartet, bis ein Flag "gültig" wird. Dieses Flag wird über den Ablauf einer Unterbrechungsroutine "gültig".

Wenn beide Lichtempfangssignale in den Rechner 25 einge geben werden, geht die Programmsteuerung zur Unterbre chungsroutine über.

Beim Beginn des Unterbrechungsbetriebs in Schritt S 8 von Fig. 1b wird zuerst das Lichtlagesignal ausgelesen, und in Schritt S 9 werden die folgenden Berechnungen durchgeführt. Wie Fig. 2 zeigt, werden Winkel Δ Φ _L und Δ Φ _R, die zwi schen den optischen Achsen 5 der Lichtempfangslinsen 41 L und 41 R und einer die Lichtquelle 1 mit einem Hauptpunkt 40 der Lichtempfangslinsen 41 L und 41 R verbindenden Geraden definiert sind, auf der Grundlage einer Berechnungsformel Δ Φ=tan^-1 (Δ P/F) berechnet, wobei F einen Abstand zwi schen dem Hauptpunkt 40 und den Lichtlagedetektoren 42 L und 42 R und Δ P eine Verlagerung zwischen dem Hauptpunkt 40 der Linse und der Lichtquelle 1 in den Lichtlagedetektoren 42 L und 42 R bezeichnen.

Anschließend steuert in Schritt S 10 die Steuereinheit 21 für die Rotation des optischen Systems die Antriebe 10 L und 10 R über die Drehsteuereinheiten 9 L, 9 R an, so daß das optische Lichtempfangssvstem 4 gedreht wird.

Das heißt also, daß die Unterbrechungsroutine dazu dient, den Drehwinkel des optischen Lichtempfangssystems 4 so zu steuern, daß die optischen Achsen der Lichtempfangslinsen 41 L und 41 R mit der die Lichtquelle 1 und den Hauptpunkt 40 der Lichtempfangslinsen 41 L und 41 R verbindenden Geraden koinzident sind.

Schließlich setzt der Drehwinkel des optischen Lichtemp fangssystems 4 das Flag, das anzeigt, daß die Achsen der Lichtempfangslinsen 41 L und 41 R mit der die Lichtquelle 1 und den Hauptpunkt 40 der Lichtempfangslinsen 41 L und 41 R verbindenden Geraden koinzident sind, auf "gültig" (Schritt S 11), so daß die Unterbrechungsroutine beendet ist (in Schritt S 12).

Wenn wie bereits beschrieben, das Flag auf "gültig" ge setzt wird, werden in der Hauptroutine in Schritt S 4 (Fig. 1a) die Drehwinkel Φ _L, Φ _R (Fig. 13) des optischen Licht empfangssystems 4 von den Drehwinkelsensoren 11 L und 11 R ausgelesen, der Fahrzeugabstand L und die Richtung R wer den in Schritt S 6 auf der Basis von noch zu beschreibenden Gleichungen (3) und (4) berechnet, und in Schritt S 6 werden der Fahrzeugabstand L und die Richtung R ausgegeben.

Schließlich wird in Schritt S 7 das Flag gelöscht (FAIL), der Ablauf springt zur Flag-Prüfoperation in Schritt S 3 zurück, und der anschließende Unterbrechungsroutine-Vorgang wird durchgeführt und wartet, bis das Flag "gültig" wird.

Wenn bei den oben beschriebenen Meßvorgängen etwa für den Fahrzeugsabstand eine deutliche Hell/Dunkel-Verteilung eines Hintergrundlichts vorliegt, erfolgt bei einem Drehen des optischen Lichtempfangssystems 4 um den Drehwinkel Δ Φ in Verbindung mit der Bewegung der Lichtquelle 1 eine entsprechende Änderung der Hell/Dunkel-Verteilung des Hin tergrundlichts.

Wenn man willkürliche Positionen an den Lichtlagedetektoren 42 L und 42 R annimmt, nimmt das auf diese Positionen auf fallende Licht einen intermittierenden oder Impulsmodus aufgrund der Änderung der Hell/Dunkel-Verteilung des Hin tergrundlichts an.

Infolgedessen kann nicht unterschieden werden, ob dieses intermittierende Licht von der am Vorausfahrzeug 100 vor gesehenen Lichtquelle 1 stammt oder aus Änderungen des Hintergrundlichts infolge der Rotation des Reflektors re sultiert. Wenn also eine Hell/Dunkel-Verteilung des Hinter grundlichts vorliegt, ist es schwierig, einen korrekten Fahrzeugabstand zu messen.

Wenn das optische Lichtempfangssystem 4 langsam verdreht wird, so daß das Hintergrundlicht nicht zu intermittieren dem Licht gemacht wird, werden die Zeitintervalle zur Mes sung des Fahrzeugabstands L etc. länger, und es tritt das weitere Problem einer Verschlechterung des Ansprechverhal tens auf.

In der JP-OS 60-19 208 und der JP-OS 60-1 63 732 ist eine weitere automatische Folgeeinrichtung zur automatischen Aufrechterhaltung eines Sicherheitsabstands zwischen einem Vorausfahrzeug und dem eigenen Fahrzeug angegeben. Diese konventionellen Einrichtungen sind so aufgebaut, daß sowohl die Drosselklappe als auch die Bremse automatisch aufgrund von Ausgangssignalen betätigt werden, die von der Fahrzeug abstandsmeßeinrichtung erhalten werden, so daß der Fahr zeugabstand zwischen dem Vorausfahrzeug und dem eigenen Fahrzeug ständig auf dem Sicherheitsabstand gehalten wird. Dabei richtet die Fahrzeugabstandsmeßeinrichtung entweder elektromagnetische oder Ultraschallwellen auf das Voraus fahrzeug und empfängt die vom Vorausfahrzeug reflektierten Impulse zur Messung des Fahrzeugabstands zwischen dem Vor ausfahrzeug und dem eigenen Fahrzeug auf der Grundlage der für dieses Aussenden und Empfangen von Impulsen erforder lichen Zeit. Dabei kann zwar der Abstand zwischen dem Vor ausfahrzeug und dem Folgefahrzeug richtig gemessen werden, aber Verlagerungen in bezug auf die Fahrspuren des Voraus fahrzeugs und des Folgefahrzeugs können nicht erfaßt werden.

Die vorliegende Erfindung dient dazu, die vorgenannten Pro bleme der konventionellen Radargeräte zu lösen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug-Radargerät anzugeben, das sowohl einen Abstand als auch eine Richtung zu Fahrzeugen ständig in stabiler Weise über einen langen Zeitraum ungeachtet von Änderungen der Umgebung sowie von Alterungserscheinungen optischer Elemente messen kann. Dabei soll ferner ein Kraftfahrzeug-Radargerät mit besserem Ansprechverhalten angegeben werden, das einen Abstand und eine Richtung zu einem Fahrzeug richtig messen kann, indem der schädliche Einfluß von Hintergrundlicht auch dann be seitigt wird, wenn im Hintergrundlicht eine Hell/Dunkel- Verteilung vorhanden ist. Ferner soll eine Vorausfahrzeug- Folgesteuereinrichtung mit einem Kraftfahrzeug-Radargerät angegeben werden, wobei ein Wechsel in bezug auf eine Fahrspur zwischen dem Vorausfahrzeug und dem Folgefahrzeug erfaßt werden kann und wobei ferner unmittelbar nach Ein gabe des Befehls zur Folgesteuerung durch den Fahrer ein sicherer Fahrzeugabstand gemessen werden kann.

Das Radargerät nach der Erfindung für Kraftfahrzeuge ist gekennzeichnet durch eine an der Rückseite eines Voraus fahrzeugs in einer vorbestimmten Lage angeordnete Licht quelle, die Licht nach rückwärts richtet; durch ein Paar von optischen Lichtempfangssystemen, die an einer Vorder seite eines Folgefahrzeugs mit vorbestimmtem Abstand je weils gesondert angeordnet sind und zwei Lichtempfangs- Strahlengänge zum Empfang des von der Lichtquelle ausge henden Lichts haben; durch einen lichtelektrischen Wandler, der eine Abbildung der Lichtquelle in eine Brennebene jedes der Lichtempfangs-Strahlengänge fokussiert; durch einen Bilderzeugungslage-Rechner, der aufgrund von Ausgangssi gnalen der beiden lichtelektrischen Wandler Bilderzeugungs lagen in einer Horizontalrichtung in der Brennebene in bezug auf die beiden Lichtempfangs-Strahlengänge berechnet; durch Drehantriebe zum Verdrehen der optischen Lichtemp fangssysteme in Horizontalrichtung; und durch einen Winkel detektor, der einen Drehwinkel der von den Drehantrieben angetriebenen optischen Lichtempfangssysteme aufnimmt, wobei die optischen Lichtempfangssysteme aufgrund des Aus gangssignals des Bilderzeugungslage-Rechners derart gedreht werden, daß die Lichtquelle in einer die Strahlengänge der optischen Lichtempfangssysteme enthaltenden Vertikalebene liegt, wobei die Richtung des Vorausfahrzeugs auf der Basis des Ausgangssignals des Winkeldetektors und der Abstand zum Vorausfahrzeug auf der Basis des Ausgangssignals des Bild erzeugungslage-Rechners berechnet werden.

Ferner ist ein Kraftfahrzeug-Radargerät nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen optischen Lagedetektor, der an einem drehbaren optischen System angeordnet ist, das in einer vorbestimmten Lage an einer Vorderseite eines eigenen Fahrzeugs vorgesehen ist, zur Erfassung der Lage eines von einer Lichtquelle ausgehenden Signalstrahls, wobei die Lichtquelle an der Rückseite eines Vorausfahrzeugs angeord net ist; und durch Rotationssteuermittel, die ein Steuer signal zur Steuerung der Rotation des optischen Systems liefern, wenn ein Ausgangssignal des Lichtlagedetektors einen vorbestimmten Wert übersteigt, und die das Ausgangs signal des Lichtlagedetektors während einer vorbestimmten Zeitdauer nach Empfang des Lichts durch diesen oder nach Ausgabe des Steuersignals ignorieren.

Eine Vorausfahrzeug-Folgesteuereinrichtung gemäß der Er findung, wobei dem Vorausfahrzeug gefolgt wird, während ein vorbestimmter Sicherheitsabstand zwischen dem Vorausfahr zeug und dem eigenen Fahrzeug aufrechterhalten wird, umfaßt ferner: ein Kraftfahrzeug-Radargerät, das als Fahrzeugab standsmeßeinrichtung in einem Folgefahrzeug wirkt und eine Lichtquelle an dem Vorausfahrzeug, ein Paar von optischen Lichtempfangssvstemen zur Erfassung von von der Licht quelle ausgesandtem Licht sowie einen Dreh- bzw. Schwenk antrieb zum Drehen der optischen Lichtempfangssysteme in Richtung zur Lichtquelle aufweist; eine Befehlseinheit, die einen Befehl zum folgesteuerten Fahren an das Vorausfahr zeug gibt; und Rückstellmittel, die die optischen Licht empfangssysteme in eine vorbestimmte Bezugslage zurück drehen, bevor die Folgefahrsteuerung beginnt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm, das den Betrieb des kon ventionellen Kraftfahrzeug-Radargeräts zeigt, wobei Fig. 1(a) eine Hauptroutine und Fig. 1(b) eine Unterbrechungsroutine zeigt;

Fig. 2 eine Erläuterung einer Drehwinkelsteuerung des bei dem konventionellen Radargerät verwendeten optischen Systems;

Fig. 3 den Aufbau eines Kraftfahrzeug-Radargeräts gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungs beispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine Detaildarstellung zur Erläuterung der Berechnung einer Bilderzeugungslage;

Fig. 5 einen Teil eines optischen Systems;

Fig. 6 ein Aufbaudiagramm, das einen Schnitt durch ein optisches Lichtempfangssystem und eine Dreheinrichtung zeigt;

Fig. 7 eine genaue Erläuterung der Berechnung einer Bilderzeugungslage gemäß einem zweiten bevor zugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines optischen Systems gemäß dem zweiten bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 9 eine Erläuterung der Bilderzeugungslage-Be rechnung auf einem Ladungsspeicher-Baustein;

Fig. 10 den Aufbau eines Kraftfahrzeug-Radargeräts gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungs beispiel der Erfindung;

Fig. 11 ein Schaltbild eines weiteren Bilderzeugungs lage-Rechners bei Verwendung einer Fotodiode als lichtelektrischer Wandler gemäß dem drit ten bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 12 den Aufbau eines weiteren optischen Systems gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbei spiel;

Fig. 13 den Aufbau eines Kraftfahrzeug-Radargeräts gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungs beispiel der Erfindung;

Fig. 14a ein Flußdiagramm, das eine Hauptroutine des Betriebs gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 14b ein Flußdiagramm, das eine Unterbrechungsrou tine des vierten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 15 eine Abwandlung des vierten bevorzugten Aus führungsbeispiels; und

Fig. 16 den Aufbau einer Vorausfahrzeug-Folgesteuer einrichtung gemäß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Nachstehend wird das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel erläutert. Fig. 3 zeigt den Aufbau des Kraftfahrzeug-Radar geräts mit einer Lichtquelle 1, die mittig an der Rückseite eines Vorausfahrzeugs 100 installiert ist und einen Licht quellenschaltkreis 2 zum Aussenden von von der Lichtquelle 1 abgestrahltem Licht umfaßt; mit einem optischen Lichtemp fangssystem 4, das an einer Vorderseite des eigenen Fahr zeugs bzw. Folgefahrzeugs 200 installiert ist; mit einer otischen Achse 5 des optischen Lichtempfangssystems 4; mit einem Bilderzeugungslage-Rechner 6 zum Berechnen einer Ab bildung der auf das optische Lichtempfangssystem 4 fokus sierten Lichtquelle 1; mit einem Bilderzeugungslage-Ver gleicher 7; mit einem Drehantriebs-Steuerteil 8; mit einem Drehantriebs-Treiberteil 9; mit einem Drehantrieb 10 zum Drehen des optischen Lichtempfangssystems 4 in Horizontal richtung; mit einem Drehwinkeldetektor des Drehantriebs 10; mit einem Richtungsrechner 12; mit einem Bilderzeugungs lage-Mittelungsglied 13; mit einem Abstandsrechner 14; mit einem Codeerkennungsglied 15; und mit einer Steuereinheit 20.

Fig. 4 zeigt im einzelnen die Berechnung einer Bilderzeu gungslage gemäß der Erfindung. Dabei bezeichnet ein Index R bzw. L eines Bezugszeichens jeweils den rechten bzw. linken Lichtempfangsweg des optischen Lichtempfangssystems 4; 41 ist eine Lichtempfangslinse in diesem Lichtempfangsweg; 42 ist ein lichtelektrischer Wandler, der nahe der Brennebene der Lichtempfangslinse 41 angeordnet ist und einen Halb leiter-Lichtlagedetektor (PSD) verwendet, 61 ist ein Ver stärker für den PSD 42; 62 ist ein Peakhaltekreis; 63 ist ein Subtrahierglied; 64 ist ein Addierglied; 65 ist ein Teilerglied; und 66 ist ein Impulszähler. Fig. 5 zeigt einen Teil des optischen Systems gemäß dem ersten bevor zugten Ausführungsbeispiel; dabei ist 43 eine Zylinderlin se, und 44 ist eine in einer Längsrichtung verlängerte Ab bildung.

In Fig. 3 ist die Lichtquelle 1 in einer vorbestimmten Lage der Rückseite (die als Mitte der Rückseite bezeichnet wird) des Vorausfahrzeugs 100 installiert, von wo das abgestrahl te Licht 3 von der Lichtquellenschaltung 2 nach rückwärts ausgesandt wird. Als Lichtquelle 1 kann eine sichtbare Lichtquelle, z.B. eine LED für sichtbares Licht, verwendet werden. Um jedoch die Verschlechterung des Rauschabstands infolge von Störungen wie Hintergrundlicht zu verhindern, wird als Lichtquelle 1 eine Lichtquelle für nahes Infrarot, z.B. eine LED für nahes Infrarot einer Wellenlänge von weniger als 1 µm, bevorzugt. In der nachstehenden Beschrei bung wird also eine LED für nahes Infrarot verwendet. Als abgestrahltes bzw. projiziertes Licht kann für die Erken nung durch ein Folgefahrzeug moduliertes Licht nützlich sein, dessen Impulsdauer und Emissionszeit für die jewei ligen Fahrzeuge codiert sind. Andererseits ist an einer vorbestimmten Stelle einer Vorderseite (die nachstehend als Mitte der Vorderseite bezeichnet wird) eines eigenen Fahr zeugs 200 das optische Lichtempfangssystem 4 angeordnet, das von dem Drehantrieb 10 in Harizontalrichtung drehbar gelagert ist. Der Drehwinkeldetektor 11 zur Aufnahme eines Drehwinkels R einer Fahrzeugachse des optischen Lichtemp fangssystems 4 ist an dem Drehantrieb 10 befestigt. Wenn das projizierte Licht 3 von der Lichtquelle 1 abgestrahlt wird, wird es gemäß Fig. 4 von den Lichtempfangslinsen 41 R und 41 L aufgenommen, die parallel zueinander in einem Grundabstand B voneinander angeordnet sind, und das proji zierte Licht 3 wird auf zwei Strahlengänge aufgeteilt. Außerdem ermöglicht es dieses optische Lichtempfangssystem 4, daß die Abbildung der Lichtquelle 1 auf PSD 42 R und 42 L, die in den Brennebenen der jeweiligen Lichtempfangslinsen 41 R und 41 L angeordnet sind, fokussiert wird. Es ist zu beachten, daß gemäß Fig. 3 sowohl die Lichtempfangslinse 41 als auch die Zylinderlinse 43 in den jeweiligen optischen Lichtempfangsstrahlengängen des optischen Lichtempfangs systems 4 liegen und eine Abbildung 44 der Lichtquelle 11 mit einer Breite, die größer als eine Breite H des PSD 42 ist, auf dem PSD 42 erzeugt wird. Die Länge der Abbildung 44 ist in Längsrichtung verlängert. Gemäß der vorstehend beschriebenen Anordnung wird auch dann, wenn eine vertikale Verlagerung der optischen Achse zwischen der Lichtquelle 1 und dem optischen Lichtempfangssystem 4 infolge von Schwin gungen und Nickbewegungen des Vorausfahrzeugs 100 und des eigenen Fahrzeugs 200 vorliegt, ein Teil der Abbildung 44 immer auf den PSD 42 projiziert. Infolgedessen kann unge achtet der Lastzustände ein stabiler Betrieb erreicht wer den. Die Lichtempfangslinse 41 ist zwar in dieser Figur von der Zylinderlinse 43 beabstandet; wenn aber die Lichtemp fangslinse 41 als asphärische Linse ausgebildet ist, so daß sie auch die Funktion der Zylinderlinse 43 hat, kann das gesamte Linsensystem vereinfacht und das optische Lichtemp fangssystem 4 heller gemacht werden. Wenn die Mittelpunkte der jeweiligen PSD 42 R und 42 L so angeordnet sind, daß sie außerhalb der Mittelpunkte der optischen Achsen der Licht empfangslinsen 41 R und 41 L im Hinblick auf den Meßbereich des Abstands und der Richtung zum Vorausfahrzeug 100 lie gen, kann eine wirksame Lichtempfangslänge des PSD besser genützt werden. Wegen der einfacheren Erläuterung der Bild erzeugungslagen zeigt das vorliegende Beispiel eine Anord nung, bei der die Mittelpunkte der wirksamen Lichtempfangs längen der PSD 42 R und 42 L mit den Mittelpunkten der opti schen Achsen der jeweiligen Lichtempfangslinsen 41 R und 41 L koinzident sind. Die Bilderzeugungslage der Lichtquelle 1 auf dem PSD 42 wird aus der folgenden Gleichung errechnet:

X = D [(ia - ib)/(ia + ib)]/2 (1)

und zwar auf der Basis von Lichtströmen ia und ib, die von beiden Elektroden der PSD 42 geliefert werden, und einer wirksamen Lichtempfangslänge D (nicht im einzelnen gezeigt) der PSD 42, wobei angenommen ist, daß der Abstand zwischen einer Lichtschwerpunktlage einer Abbildung und einem Mit telpunkt des PSD 42 gleich X ist.

In dem Bilderzeugungslage-Rechner 6 werden die Lichtströme ia und ib der PSD 42 vom Verstärker 61 verstärkt, nachdem nur eine als Signal dienende Impulsstromkomponente extra hiert wurde, und das resultierende Signal wird im Peakhal tekreis 62 in ein Gleichspannungssignal umgeformt, die obige Gleichung (1) wird mittels des Subtrahierglieds 63, des Addierglieds 64 und des Teilerglieds 65 ausgewertet, und die Bilderzeugungslagen X _R und X _L, die den jeweiligen Strahlengängen entsprechen, werden ausgegeben. Ferner wird ein Gesamtimpulsstrom i _T des PSD 42 R als Impulscode-Erken nungssignal der Lichtquelle 1 an das Codeerkennungsglied 15 über den Impulszähler 66 geliefert. Wenn der Bilderzeu gungslage-Rechner 6 die Bilderzeugungslagen X _R und X _L aus gibt, wird eine Differenz Δ X (=X _R-X _L) zwischen den Bilderzeugungslagen X _R und X _L im Bilderzeugungslage-Ver gleicher 7 errechnet, ein Drehsteuersignal entsprechend dieser Differenz Δ X wird in der Drehantriebssteuerung er rechnet, und der Drehantrieb 10 wird über den Drehantriebs treiber 9 so angesteuert, daß die Lichtempfangsachse 5 des optischen Lichtempfangssystems 4 auf die Lichtquelle 1 ge richtet wird, d.h. die Differenz Δ X der Bilderzeugungs lagen wird zu Null. Der Drehwinkel R des optischen Licht empfangssystems 4 wird während der Drehantriebssteuerung vom Drehwinkeldetektor 11 aufgenommen und in ein entspre chendes elektrisches Signal im Richtungsrechner 12 umge formt. Andererseits werden die Bilderzeugungslagen X _R und X _L während der Drehantriebssteuerung an das Bilderzeugungs lagen-Mittelungsglied 13 geliefert, in dem eine gemittelte Bilderzeugungslage X (=X _R=X _L) errechnet wird, und der Abstandsrechner 14 errechnet einen Abstand L bis zum Vor ausfahrzeug entsprechend L=FB/2X auf der Basis dieser gemittelten Bilderzeugungslage X und liefert den Abstand. Es ist zu beachten, daß F einen Abstand zwischen der Licht empfangslinse 41 und dem PSD 42 bezeichnet und, wie bereits erwähnt, im wesentlichen gleich der Brennweite der Licht empfangslinse 41 ist. Der Gesamtimpulsstrom i _T des PSD 42 R wird an die Codeerkennungseinheit 15 ausgegeben, die durch Überwachung einer Änderung des Impulscodes der Lichtquelle 1 des Vorausfahrzeugs 100 in solchen Fällen ein Erkennungs- Fehlerflag liefert, in denen entweder das Vorausfahrzeug 100 durch ein anderes Fahrzeug ersetzt ist oder ein stö render Gegenstand zwischen dem Vorausfahrzeug 100 und dem eigenen Fahrzeug 200 erfaßt wird. Da also bei der beschrie benen Konstruktion der Abstand L zum Vorausfahrzeug 100 und die Richtung R durch Steuerung der Bilderzeugungslagen der Lichtquelle 1 am optischen Lichtempfangssvstem 4 be stimmt werden, ergibt sich der spezielle Vorteil, daß auch bei einer Änderung der Emissionsstärke der Lichtquelle 1 und des Lichtempfangs-Wirkungsgrads des optischen Lichtemp fangssystems 4 ein stabiler Betrieb erreicht werden kann.

Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Darstellung des optischen Lichtempfangssystems und des Drehantriebs dafür. Das optische Lichtempfangssystem 4 ist so angeordnet, daß ein Filter 49 für sichtbares Licht zur Beseitigung von Hintergrundlicht, eine Lichtempfangslinse 41 und ein PSD 42 in einem Gehäuse 48 angeordnet sind. Da die Vergrößerung des optischen Systems sehr klein ist, ist die Bilderzeu gungsebene des PSD 42 nahe der Brennebene des Lichtemp fangslinse 41 angeordnet. Da die Dunkeloptik notwendiger weise vorgesehen ist, weil das Radargerät am Fahrzeug mon tiert und die Apertur der Lichtempfangslinse 41 klein und außerdem der vom PSD 42 gelieferte Lichtstrom normalerweise klein ist, ist die Leiterplatte 50 des Lichtempfangskreises in einem Gehäuse 48 untergebracht, um den Rauschabstand des Lichtempfangskreises gegenüber externem elektrischem Rau schen zu verbessern. Im allgemeinen ist entweder der Bild erzeugungslage-Rechner 6 oder ein Teil davon auf der Lei terplatte 60 vorgesehen. Wenn der Schaltkreis als LSI- Schaltkreis ausgebildet ist und die Drehantriebssteuerung 8 und/oder der Drehantriebstreiber 9 zusammen mit dem Bild erzeugungslage-Rechner 6 im Gehäuse 48 untergebracht sind, kann das gesamte Radargerät sehr kompakt gebaut sein. Der Drehantrieb 10 kann gemeinsam mit einem Gleichstrommotor oder einem Schrittmotor und einem Untersetzungsgetriebe ohne jedes Spiel verwendet werden. Der Drehwinkeldetektor 11 kann ein Potentiometer und einen rotatorischen Wegmeß geber verwenden. Ferner sind zwar in Fig. 3 der Bilderzeu gungslage-Vergleicher 7, die Drehantriebssteuerung 8, der Richtungsrechner 12, der Abstandsrechner 14 und der Code erkenner 15 gesondert angeordnet, es kann jedoch nützlich sein, einen Rechner zu verwenden, der bei Einsatz eines Schrittmotors in diesem Drehantrieb 10 digital gesteuert wird, und die verschiedenen Funktionen der oben genannten Glieder können durch die Steuerung 20 realisiert werden, in der diese Schaltkreise mit der Software eines Rechners zur Verarbeitung gelangen. In diesem Fall kann der Drehwinkel des optischen Lichtempfangssystems 4 so berechnet werden, daß ein Antriebssteuerimpuls des Schrittmotors in einem Impulszähler der Steuerung 20 gezählt und dieser Zählwert mit dem Schrittwinkel des Schrittmotors multipliziert wird. Dabei wird dann der Drehwinkeldetektor 11 nicht mehr be nötigt, und auch ein Servosystem wie etwa beim Einsatz des Gleichstrommotors wird nicht benötigt; dadurch ergibt sich der spezielle Vorteil einer Vereinfachung der Drehantriebs steuerung.

Die Fig. 7-9 zeigen ein zweites bevorzugtes Ausführungs beispiel. Fig. 7 zeigt im einzelnen eine Bilderzeugungs lage-Berechnung und umfaßt einen lichtelektrischen Wandler 45, der im wesentlichen in der Brennebene einer Fokussier linse 41 liegt und ein eindimensionaler Ladungsspeicher- Baustein ist, einen Videosignalvergleicher 67, einen Trei berkreis 68 für den Ladungsspeicher-Baustein und einen Bilderzeugungslage-Rechner 69. Fig. 8 zeigt einen Teil des optischen Systems mit einer Zylinderlinse 46, die mit einer vorbestimmten Unterbrechungscodierung 47 versehen ist, die in Vertikalrichtung relativ zu einer als Mitte dienenden optischen Achse aufgedruckt ist. Fig. 9 erläutert die Be rechnung von Bilderzeugungslagen am Ladungsspeicher-Bau stein 45.

Der Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels wird nach stehend erläutert. Wenn gemäß Fig. 7 das projizierte Licht 3 von der Lichtquelle 1 ausgesendet wird, teilt das opti sche Lichtempfangssystem 4 dieses Licht mittels der Licht empfangslinsen 41 R und 41 L, die mit einem Grundabstand B parallel zueinander zur Aufnahme des projizierten Lichts angeordnet sind, in zwei Strahlengänge auf und fokussiert Abbildungen der Lichtquelle 1 auf den Ladungsspeicher-Bau stein 45, der in den Brennebenen der Lichtempfangslinsen 41 liegt. Angenommen, daß das von der Lichtquelle 1 ausge sandte Licht gleich dem projizierten Licht 3 ist, das durch die Zylinderlinse 46 mit der Unterbrechungscodierung 47 geht, wird gemäß Fig. 8 auf dem Ladungsspeicher-Baustein 45 eine Abbildung 44 erzeugt, die entlang der Längsrichtung verlängert ist und in Vertikalrichtung ein vorbestimmtes Kontrastmuster aufweist. Bevorzugt wird von der Lichtquelle 1 ein Impuls ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgesandt, da ein Ladungsspeicher-Baustein allgemein eine hohe Empfindlichkeit im sichtbaren Bereich hat. Da jedoch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Codeerkennung durch das Kontrastmuster durchgeführt wird, genügt es, Impulse auszusenden, die eine ausreichend niedrigere Frequenz als die Ansteuerfrequenz des Ladungsspeicher-Bausteins haben. Somit kann entweder eine rote LED oder eine Infrarot-LED mit Wellenlängen von 600-900 nm verwendet werden. Der Ladungsspeicher-Baustein 45 ist so angeordnet, daß sein Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt beider Lichtempfangswege des optischen Lichtempfangssystems 4, also mit dessen opti scher Achse, koinzident ist. Wie Fig. 9 zeigt, sind die Abbildungen 44 R und 44 L der Lichtquelle 1, die jeweils ein vorbestimmtes, den beiden Lichtempfangswegen entsprechendes Kontrastmuster haben, auf den Ladungsspeicher-Baustein 45 fokussiert und werden als Videosignal VO über den Verstär ker 61 entsprechend einem Treiberimpuls ST des Treiberkrei ses 68 für den Ladungsspeicher-Baustein ausgelesen. Signale der jeweiligen Bildpunkte des Videosignals VO werden in dem Peakhaltekreis 62 gehalten und dann als Halteausgangssignal PH dem Bilderzeugungslage-Rechner 69 zugeführt. Dieser errechnet das Halteausgangssignal PH unter Bildung einer Leuchtdichteschwerpunktlage und errechnet ferner die Bild erzeugungslagen X _R und X _L mittels der folgenden Gleichungen auf der Basis von Zeitdauern T _R und T _L, die zwischen dem Treiberimpuls ST und den Schwerpunktlagen der jeweiligen Abbildungen 44 R und 44 L gemessen werden, sowie der Abtast geschwindigkeit V des Ladungsspeicher-Bausteins 45:

X _R = (T _R · V - N) Δ - B/2,
X _L = (N - T _L · V) Δ - B/2 (2)

wobei 2 N bzw. Δ eine Bildpunktnummer bzw. einen Bildpunkt abstand des Ladungsspeicher-Bausteins 45 bezeichnen. Wenn die Bilderzeugungslagen X _R und X _L vom Bilderzeugungslagen- Rechner 6 ausgegeben werden, wird ein Rechenvorgang durch geführt zur Bildung einer Differenz Δ X (=X _R-X _L) zwi schen diesen Bilderzeugungslagen X _R und X _L, der Drehantrieb 10 wird nach Maßgabe der Differenz Δ X angetrieben, was dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht, die optische Achse 5 des Lichtempfangssystems 4 wird durch Drehsteuerung des Drehantriebs 10 in Richtung der Licht quelle 1 gerichtet, so daß der Drehwinkel R erfaßt wird, wogegen der Abstand L bis zum Vorausfahrzeug 100 vom Ab standsrechner 14 auf der Grundlage der Bilderzeugungslagen X _R und X _L während des Drehsteuerungsvorgangs errechnet wird. Ferner wird das Halteausgangssignal PH im Videosi gnalvergleicher 67 geformt, und die Impulsserie PS wird dem Codeerkenner 15 zugeführt, so daß der Kontrastcode der Lichtquelle 1 des Vorausfahrzeugs 100 überwacht wird.

Auch bei dieser Anordnung können die speziellen Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels erwartet werden. Da ferner nur ein lichtelektrischer Wandler benötigt wird, kann das Radargerät kostengünstig hergestellt werden, und auch die höhere Positioniergenauigkeit des einzigen lichtelektri schen Wandlers kann ohne weiteres erreicht werden, so daß sich der weitere spezielle Vorteil ergibt, daß eine bessere Abstandsmeßgenauigkeit realisierbar ist.

Fig. 10 zeigt schematisch ein drittes bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel des Kraftfahrzeug-Radargeräts. Dabei ist ein als Drehantrieb dienender Schrittmotor vorgesehen. 51 ist ein Drehtisch, dessen Drehbereich mechanisch von einem Anschlag 52 begrenzt ist; und 20 ist die CPU. Unter Steue rung durch die CPU wird bei Empfang der Eingangsgrößen der Bilderzeugungslagen X _R und X _L dem Drehantriebstreiberkreis 9 ein Schrittantriebssignal zugeführt zur schrittweisen Steuerung des Drehantriebs 10, und die Drehwinkel Φ R und Φ L der jeweiligen optischen Lichtempfangssysteme 4 werden aufgrund des Impulsantriebssignals erfaßt, und ferner wer den der Abstand L und die Richtung R bis zum Vorausfahr zeug 100 mittels der folgenden Gleichungen (3) und (4) berechnet:

R = tan^-1 [(tanΦ L - tanΦ R)/2] (3)

L = B/[(tanΦ L + tanΦ R) cos R]. (4)

Dabei liefert die CPU 20 an den Drehantriebstreiber 9 zuerst einen Impuls, der größer als der mechanische Begren zungswinkel ist, so daß nach dem Anschlagen des Drehtischs 51 am Anschlag 52 der Drehtisch mit einer vorbestimmten Anzahl Schritte in die Gegenrichtung angetrieben wird, so daß die Ausgangslage des optischen Lichtempfangssystems 4 bestimmt und der Impulszähler (nicht gezeigt) in der CPU rückgesetzt wird. Dann wird der Drehantrieb 10 im Impuls betrieb entweder in Normalrichtung oder in Gegenrichtung so angetrieben, daß unter der Rotationssteuerung jede Bild erzeugungslage X _R und X _L des Lichtempfangssystems 4 zu Null wird. Zu diesem Zeitpunkt zählt der Impulszähler jeden dieser Antriebsimpulse, und die Drehwinkel Φ R und Φ L des Lichtempfangssystems 4 werden berechnet durch Multipli kation jedes dieser Zählwerte Na, Nb mit dem Schrittschalt winkel Δ Φ des Schrittmotors. In die CPU 20 wird ein Gesamtimpulsstrom iT als Impulscodeerkennungssignal der Lichtquelle 1 eingegeben, Änderungen des Impulscodes der Lichtquelle 1 werden überwacht, und die den Abstand L und die Richtung R bezeichnenden Signale werden geändert und ausgegeben, wenn das Vorausfahrzeug 100 durch ein anderes Fahrzeug ersetzt und wenn eine zwischen dem Voraus fahrzeug 100 und dem Folgefahrzeug 200 bestehende Störung erfaßt wird. Bei dieser Anordnung ergeben sich die Vor teile, daß durch Anwendung des Schrittmotors kein Drehwin keldetektor 11 mehr benötigt und die Drehsteuerung verein facht wird.

Fig. 11 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Bilderzeugungs lage-Rechners gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Dabei handelt es sich um ein Beispiel, bei dem ein Paar Fotodioden 42 a und 42 b als lichtelektrische Wandler ein gesetzt wird. Wenn eine Abbildung 44 der Lichtquelle 1 auf diesen Fotodioden 42 a und 42 b erzeugt wird, fließen geteil te Fotoströme ia und ib durch diese Fotodioden 42 a und 42 b, die einem Verhältnis von Abbildungsbereichen entsprechen, die auf die jeweiligen lichtelektrischen Wandler projiziert sind. Daher werden diese Fotoströme ia und ib ähnlich Fig. 2 in den Bilderzeugungslage-Rechner 6 eingegeben, so daß eine Bilderzeugungslage X bestimmt werden kann. Bei dieser Anordnung kann der lichtelektrische Wandler kostengünstig hergestellt und das Radargerät billiger gebaut werden.

Fig. 12 zeigt einen Aufbau, bei dem mehrere Lichtquellen 1 a, 1 b, 1 c in Vertikalrichtung in einem Abstand W vonein ander angeordnet sind, so daß Abbildungen 44 a, 44 b, 44 c erzeugt werden, die in Vertikalrichtung auf einem licht elektrischen Wandler 42 verteilt sind, und diese Lichtquel len sind so angeordnet, daß die Bedingung für den Abstand W<H×Lmin/F (dabei ist F die Brennweite einer Lichtemp fangslinse 41) in bezug auf eine Breite H des lichtelektri schen Wandlers 13 erfüllt ist, wobei Lmin ein Mindest-Fahr zeugmeßabstand ist. Auch wenn also die optische Achse in Vertikalrichtung verlagert wird, kann jede dieser Abbil dungen 44 a, 44 b und 44 c der Lichtquellen 1 a, 1 b und 1 c auf den lichtelektrischen Wandler 42 projiziert werden.

Es ist zu beachten, daß bei dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Erzeugung der Abbildungen der Lichtquellen, die in Vertikalrichtung auf dem lichtelektrischen Wandler verlängert sind, nicht nur die als bevorzugt beschriebene Zylinderlinse eingesetzt werden kann, sondern auch andere Strahlformungsmittel wie ein Reflektor, ein Prisma oder ein Lichtstreuungselement verwendbar sind. Ferner ist zwar bei dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel die Erfindung auf ein Kraftfahrzeug-Radargerät angewandt, aber selbstverständlich kann sie auch bei einem Radargerät eines Kraftfahrzeug transporters und bei anderen Fahrzeugtypen angewandt werden.

Fig. 13 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug-Radargerät gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Die Anordnung dieses Ausführungsbeispiels wurde eingangs bereits erläutert.

Der Betrieb dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels wird nachstehend beschrieben. Die Meßvorgänge für den Fahrzeug abstand sind gleich denjenigen des konventionellen Ver fahrens. Der Unterschied dieses Ausführungsbeispiels be steht darin, daß sich die Drehsteuerung der Lichtempfangs optik mittels einer Rotationssteuerung 21 von derjenigen nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 unterscheidet.

In dieser Beziehung folgt nun eine Beschreibung unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 14. Da die in den Schritten S 1- S 7 ablaufende Hauptroutine von Fig. 14(a) derjenigen der konventionellen Hauptroutine entspricht, wird sie nicht nochmals erläutert.

Ebenso wie beim Stand der Technik geht, wenn in einen Rech ner 25 ein Lichtempfangssignal eingegeben wird, die Pro grammsteuerung zu einer Unterbrechungsroutine über.

Wenn die Unterbrechungsroutine von Fig. 14(b) mit Schritt S 8 beginnt, wird in Schritt S 13 eine Unterbrechungszeit t _n gespeichert.

Anschließend wird ein Rechenvorgang ausgeführt zur Bildung einer Differenz t zwischen der obigen Unterbrechungszeit t _n und der letzten Unterbrechungszeit t _b, zu der das optische Lichtempfangssystem 4 durch die vorhergehende Unterbre chungsroutine gedreht wurde (in Schritt S 14), und in Schritt S 15 wird ein Vergleich zwischen t und einer vorbe stimmten Zeit t _o durchgeführt.

Es ist zu beachten, daß dann, wenn die Differenz t zwischen der Unterbrechungszeit t _n und der letzten Unterbrechungs zeit t _b, zu der das optische Lichtempfangssystem 4 durch die vorhergehende Unterbrechungsroutine gedreht wurde, größer als eine vorbestimmte Zeit t _o ist, d.h. bei t<t _o, in Schritt S 9 ein Rechenvorgang zur Bildung von Δ Φ eben so wie beim Stand der Technik durchgeführt wird, wonach in Schritt S 10 beide Drehsteuerungen 9 L und 9 R aufgrund des Steuersignals von der Rotationssteuerung 21 für das opti sche System angesteuert werden und im nächsten Schritt S 11 das Flag zu "gültig" geändert wird.

Dann wird in Schritt S 16 die letzte Unterbrechungszeit t _b durch die gespeicherte Unterbrechungszeit t _n aktualisiert, und in Schritt S 12 wird die Unterbrechungsroutine beendet.

Die vorstehend beschriebene vorbestimmte Zeit t _o kann be vorzugt länger als eine Zeit vorgegeben sein, die definiert ist durch Addition einer Zeitdauer, die nach dem Lichtemp fang durch wenigstens die Lichtlagedetektorelemente 42 R und 42 L und dem Beginn der Ansteuerung des Drehantriebe 10 L und 10 R über die Drehantriebstreiberkreise 9 L und 9 R durch den Rechner 25 erforderlich ist, und einer weiteren erforder lichen Zeitdauer, so daß bei Rotationsbeginn der Drehan triebe 10 L und 10 R diese Operation vollständig durchgeführt ist.

Fig. 15 zeigt eine Modifikation dieses bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels. Dabei ist zu beachten, daß für gleiche Teile wie in Fig. 13 gleiche Bezugszeichen verwendet und nur unterschiedliche Elemente erläutert werden. Ein mono stabiler Zeitgeber 22 wird von einem Steuersignal der Steu erung 21 des optischen Systems an die Rotationssteuerglie der 9 L und 9 R angestoßen und liefert normalerweise einen Ausgangsimpuls "gültig", während er für eine vorbestimmte Zeitdauer des Triggersignals "ungültig" liefert. Das Aus gangssignal dieses monostabilen Zeitgebers 22 wird einem Rechner 25 zugeführt.

Das Flußdiagramm für den Betrieb des bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels von Fig. 15 entspricht demjenigen des Stan des der Technik, wobei ein Unterschied nur darin besteht, daß die Programmsteuerung zur Unterbrechungsroutine ver schoben wird.

Der Übergang zur Unterbrechungsroutine erfolgt ebenso wie beim Stand der Technik dadurch, daß zusätzlich zur Eingabe des Lichtempfangssignals der Ausgangsimpuls des monostabi len Zeitgebers 22 "gültig" wird. Wenn die Zeitdauer dieses monostabilen Zeitgebers 22 länger als eine erforderliche Zeitdauer vorgegeben ist, so daß entweder der Drehantrieb 10 L oder 10 R mit dem Betrieb beginnt und dieser Betrieb vollständig durchgeführt ist, erfolgt keine durch Hinter grundlicht bedingte Unterbrechung infolge der Rotationen des optischen Lichtempfangssystems 4.

Fig. 16 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorausfahrzeug- Folgesteuerungseinrichtung gemäß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel. Dabei ist ein Kraftfahrzeug-Radargerät 30, das als Fahrzeugabstandsmeßgerät dient, an der Vorder seite eines Folgefahrzeugs (nicht im einzelnen gezeigt) montiert. 41 ist eine erste Lichtempfangslinse; 42 ist ein erster Lichtsensor für von der Lichtempfangslinse 41 emp fangenes Licht; 4 ist ein erstes Lichtempfangssystem, an dem die erste Lichtempfangslinse 41 und der erste Licht sensor 42 angeordnet sind und das auf einem am Fahrzeug befestigten Drehzapfen 53 schwenkbar gelagert ist. 52 ist ein Anschlag, der eine Drehbewegung des ersten Lichtemp fangssystems 4 begrenzt. 54 ist eine erste Rückholfeder, die das erste Lichtempfangssystem 4 entlang einer Anschlag richtung beaufschlagt; 10 ist ein erster Motor zum Drehen des ersten Lichtempfangssystems 4 über ein Zahnrad 55; 11 ist ein erster Drehwinkelsensor, der einen Drehwinkel des ersten Lichtempfangssystems 4 durch Erfassen des Rotations betrags dieses Motors 10 mißt; und 31 ist eine erste elek tronische Steuereinheit zur Ansteuerung des Motors 10 auf grund des Ausgangssignals vom ersten Lichtsensor 42, wäh rend das Licht von der Lichtquelle 1, das auf das erste Lichtsensorelement 42 auftrifft, durch die Mitte der Licht empfangslinse 41 geht; das erste Lichtempfangssystem 4 wird derart verdreht, daß der Mittelpunkt der Lichtempfangslinse 41 auf die Lichtquelle 1 gerichtet wird.

Vorstehend wurde eine erste Anordnung einer Seite des Fahr zeugabstandsmeßgeräts 30 beschrieben; die andere Seite ist identisch ausgelegt und wird daher nicht beschrieben; jedes Bezugszeichen der Anordnung der zweiten Seite ist mit einem Index a versehen.

Der erste Drehzapfen 53 hat von einem zweiten Drehzapfen 53 a einen Abstand l. 32 ist eine Befehlseinheit zum Anwei sen einer Folgesteuerung und besteht z.B. aus einem Schal ter od.dgl., der vom Fahrer eines Fahrzeugs betätigt wird. 33 ist eine Drosselklappen-Antriebseinheit, z.B. ein Motor od.dgl., zur Steuerung des Antriebs der Drosselklappe für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs; 34 ist eine Bremsenbetäti gungseinheit zur Steuerung des Bremsbetriebs; 35 ist eine Warneinheit, die den Fahrer durch einen Summton warnt; und 25 ist ein Rechner, der die Drosselklappen-Antriebseinheit 33, die Bremsenbetätigungseinheit 34 und die Warneinheit 35 steuert und einen Fahrzeugabstand L sowie einen Verlage rungsbetrag d in bezug auf Fahrspuren bei Empfang der Aus gangssignale vom ersten und vom zweiten Drehwinkelsensor 11 und 11 a berechnet.

Nachstehend wird eine Einrichtung beschrieben, die wie vor stehend erläutert ausgelegt ist. Beim Fahren eines Fahr zeugs nähert sich dieses einer Rückseite eines Vorausfahr zeugs 100, und der Fahrer befiehlt den Beginn einer Folge steuerung über die Befehlseinheit 32. Dann aktiviert der Rechner 25 die erste und die zweite elektronische Steuer einheit 31 und 31 a, und der Betrieb des Fahrzeugabstands meßgeräts 30 beginnt. Dabei wird gemäß Fig. 16 das erste Lichtempfangssvstem 4 aus der Bezugslage, in der es auf grund der Beaufschlagung durch die erste Rückholfeder 54 an dem Anschlag 52 anliegt, vom ersten Motor 10 im Uhrzeiger sinn gedreht. Dann geht das auf die erste Lichtempfangs linse 41 auffallende Licht von der Lichtquelle 1 durch den Mittelpunkt der Lichtempfangslinse 41 und wird im Mittel punkt des ersten Lichtsensorelements 42 gesammelt, d.h. die erste Lichtempfangslinse 41 wird um einen Winkel R ₁ in eine Lage gedreht, die in Fig. 16 gestrichelt ange deutet ist. Gleichermaßen wird das zweite Lichtempfangs system 4 a aus einer Bezugslage im Gegenuhrzeigersinn gegen die Kraft der zweiten Rückholfeder 54 a durch den zweiten Motor 10 a gedreht, und das auf die zweite Lichtempfangs linse 41 a auffallende Licht von der Lichtquelle 1 geht durch die Mitte der zweiten Lichtempfangslinse 41 a, die in eine Lage gedreht wird, in der dieses Licht im Mittelpunkt des zweiten Lichtsensorelements 42 a gesammelt wird, d.h. in eine Lage, in der die zweite Lichtempfangslinse 41 a um den Winkel R ₂ in eine Lage gedreht wird, die in Fig. 16 gestrichelt angedeutet ist. Beide Drehwinkel R ₁ und R ₂ werden von den beiden Drehwinkelsensoren 11 bzw. 11 a erfaßt. Aufgrund dieser Sensorsignale und des Abstands l zwischen den Zapfen wird die Lage der Lichtquelle 1 vom Rechner 25 auf der Grundlage der Triangulationsmethode berechnet, so daß sowohl der Fahrzeugabstand L in bezug auf das Vorausfahrzeug 100 als auch der Betrag der Verlagerung hinsichtlich der Fahrspuren erfaßt werden. Danach wird dieser Fahrzeugabstand L mit dem vorher vorgegebenen Fahr zeugsicherheitsabstand verglichen, und dann werden entweder die Drosselklappe oder die Bremsen betätigt, um die Differenz zwischen beiden Abständen zu verringern, wodurch die Geschwindigkeit des Folgefahrzeugs unter Steuerung durch den Drosselklappenantrieb 33 und die Bremsenbetäti gungseinheit 34 eingestellt wird. Wenn der Verlagerungsbe trag d größer als ein vorbestimmter Wert wird, wird die Warneinheit 35 aktiviert und informiert den Fahrer entspre chend.

Zur Unterbrechung des Folgesteuerungsbetriebs werden bei Freigabe der Befehlseinheit 32 durch den Fahrer vom Rechner 25 sämtliche Steuereinheiten freigegeben. Dann wird das erste Lichtempfangssystem 4 von der ersten Rückholfeder 54 wieder in die Bezugslage zurückgedreht, wie Fig. 16 zeigt. Ebenso wird das zweite Lichtempfangssystem 4 a von der zwei ten Rückholfeder 54 a wieder in die Bezugslage zurückge dreht. Die vorstehend beschriebenen Bezugslagen befinden sich an den Stellen, die ausgehend von Rotationsmittelpunk ten des ersten und des zweiten Lichtempfangssystems 4 und 4 a durch den Drehwinkel R ₀ definiert sind, und die beiden Lichtempfangslinsen 41 und 41 a sind entsprechend Fig. 16 positioniert. Unter diesen Bedingungen kann das Fahrzeug abstandsmeßgerät 30 die Fahrzeugmindestabstandslage P messen. Da, wie bereits beschrieben, die Lage, in der der Fahrzeugmindestabstand gemessen wird, auf die Bezugslage eingestellt ist, beginnen beide Lichtempfangssysteme 4 und 4 a den Suchbetrieb zum Suchen der Lichtquelle 1 des Voraus fahrzeugs ausgehend vom Fahrzeugmindestabstand, wenn der Folgesteuerungsbetrieb beginnt. Infolgedessen kann auch dann, wenn der Folgesteuerungsbetrieb dann befohlen wird, wenn das eigene Fahrzeug sich stark an das Vorausfahrzeug annähert, der Fahrzeugabstand sehr schnell gemessen werden, so daß die Steuerung zur Erreichung des Sicherheitsabstands sehr schnell arbeitet.

Es ist zu beachten, daß die Rotationsrückstellmittel der Lichtempfangssysteme 4 und 4 a bei dem beschriebenen bevor zugten Ausführungsbeispiel zwar aus den Rückholfedern 54 und 54 a bestehen, daß die Lichtempfangssysteme 4 und 4 a aber auch durch Antreiben der Motoren 10 und 10 a in Gegen richtung gedreht und in die Bezugslagen rückgestellt werden können.

Bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle zur Rückprojektion von Licht in einer vorbe stimmten Lage an der Rückseite des Vorausfahrzeugs ange ordnet, und die optischen Lichtempfangssysteme sind an der Vorderseite des eigenen Fahrzeugs bzw. des Folgefahrzeugs in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet. Diese optischen Systeme nehmen das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht auf und haben zwei Strahlengänge für Empfangslicht und sind in Horizontalrichtung drehbar. Die optischen Lichtempfangssysteme werden derart gedreht, daß ihre optischen Achsen auf die Lichtquelle gerichtet werden. Auf der Basis dieses Drehwinkels wird die Richtung zum Vorausfahrzeug berechnet, und außerdem wird ein Rechenvor gang zur Bildung des Abstands zum Vorausfahrzeug auf der Basis der Bilderzeugungslagen in den Lichtempfangssystemen durchgeführt. Bei diesen Einrichtungen ergeben sich die speziellen Vorteile, daß sowohl der Abstand zum Vorausfahr zeug als auch die Richtung in stabiler Weise ohne Änderun gen meßbar sind, die durch Hintergrundlicht, Verschmutzung der Lichtquelle und der Lichtempfangssysteme, Temperatur änderungen, die Leuchtstärke gealterter Lichtquellen sowie die Lichtempfindlichkeit der Lichtempfangssysteme hervor gerufen werden könnten.

Gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die optischen Systeme unter Steuerung durch die Rotations steuermittel derart gedreht, daß die Ausgangssignale der Lichtlagedetektoren gleich einem vorbestimmten Wert sind, während das Steuersignal den Drehantrieben zugeführt wird. Während einer Zeitdauer nach Empfang des Signallichts durch die Lichtlagedetektoren oder nach der Ausgabe des Steuer signals an die Drehantriebe werden die von den Lichtlage detektoren abgeleiteten Ausgangssignale vernachlässigt, so daß zwischen dem in einem Sperrbetrieb während der Rotation des optischen Systems erzeugten Hintergrundlicht und dem von der Lichtquelle an der Rückseite des Vorausfahrzeugs emit tierten Sperrlicht unterschieden werden kann, und die Dreh winkelsteuerung der optischen Systeme kann auf der Basis nur des von der an der Rückseite des Vorausfahrzeugs ange ordneten Lichtquelle ausgehenden Lichts realisiert werden. Auch wenn also im Hintergrundlicht eine Hell/Dunkel-Vertei lung vorliegt, können Abstand und Richtung zum Fahrzeug korrekt bestimmt werden, ohne daß sich das Hintergrundlicht nachteilig auswirkt.

Bei dem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Paar Lichtempfangssysteme zur Erfassung des von der Licht quelle am Vorausfahrzeug ausgehenden Lichts in Richtung der Lichtquelle gedreht, so daß sowohl der Fahrzeugabstand zwischen dem Voraus- und dem Folgefahrzeug als auch eine Verlagerung im Hinblick auf die Fahrspuren erfaßt werden. Da das Lichtempfangssystem so ausgelegt ist, daß der Fahr zeugmindestabstand gemessen wird, bevor die Folgesteuerung beginnt, kann die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem Vor ausfahrzeug auch dann vermieden werden, wenn die Folge steuerung unter der Bedingung befohlen wird, daß sich das Folgefahrzeug dem Vorausfahrzeug sehr dicht nähert. Da der Betrag der Verlagerung der Fahrspuren in bezug auf das Vorausfahrzeug gemessen werden kann, kann eine korrekte Folgesteuerung realisiert werden.

Claims

1. Radargerät für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch
eine an der Rückseite eines Vorausfahrzeugs (100) in einer vorbestimmten Lage angeordnete Lichtquelle (1), die Licht nach rückwärts richtet,
ein Paar von optischen Lichtempfangssystemen (4), die an einer Vorderseite eines Folgefahrzeugs (200) mit vorbe stimmtem Abstand jeweils gesondert angeordnet sind und zwei Lichtempfangs-Strahlengänge zum Empfang des von der Licht quelle (1) ausgehenden Lichts haben;
einen lichtelektrischen Wandler (42), der eine Abbildung der Lichtquelle in eine Brennebene jedes der Lichtempfangs- Strahlengänge fokussiert;
einen Bilderzeugungslage-Rechner (6), der aufgrund von Ausgangssignalen der beiden lichtelektrischen Wandler (42) Bilderzeugungslagen in einer Horizontalrichtung in der Brennebene in bezug auf die beiden Lichtempfangs-Strahlen gänge berechnet;
Drehantriebe (10) zum Verdrehen der optischen Licht empfangssysteme (4) in Horizontalrichtung; und
einen Winkeldetektor (11), der einen Drehwinkel der von den Drehantrieben (10) angetriebenen optischen Lichtemp fangssysteme (4) aufnimmt;
wobei die optischen Lichtempfangssysteme (4) aufgrund des Ausgangssignals des Bilderzeugungslage-Rechners (6) derart gedreht werden, daß die Lichtquelle (1) in einer die Strahlengänge der optischen Lichtempfangssysteme (4) ent haltenden Vertikalebene liegt, wobei die Richtung zum Vorausfahrzeug (100) auf der Basis des Ausgangssignals des Winkeldetektors (11) und der Abstand zum Vorausfahrzeug auf der Basis des Ausgangssignals des Bilderzeugungslage-Rech ners (6) berechnet werden.

2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes optische Lichtempfangssystem (4) eine Zylinder linse (43) enthält, um die Abbildung der Lichtquelle, deren Länge in Längsrichtung größer als eine Breite des licht elektrischen Wandlers (42) ist, auf dem lichtelektrischen Wandler zu erzeugen.

3. Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der am Vorausfahrzeug (100) angeordneten Lichtquelle (1) projizierte Licht ein Hell/Dunkel-Muster in Horizontalrichtung hat und als Erkennungscode des Voraus fahrzeugs dient.

4. Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Lichtquelle (1) des Vorausfahrzeugs (100) projizierte Licht impulsmoduliertem Licht entspricht, das einen Erkennungscode des Vorausfahrzeugs enthält.

5. Radargerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle des Vorausfahrzeugs durch eine Mehrzahl von in Vertikalrichtung angeordneten Lichtquellen (1 a, 1 b, 1 c) gebildet ist, so daß auch bei einer Änderung einer relativen Vertikallage zwischen dem Vorausfahrzeug (100) und dem Folgefahrzeug (200) eine Lichtquellenabbildung (44 a, 44 b, 44 c) der Lichtquelle auf dem lichtelektrischen Wandler (42) erzeugbar ist.

6. Radargerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler ein Lichtlagedetektor (PSD) (42) ist.

7. Radargerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, der lichtelektrische Wandler ein Ladungsspeicher-Baustein (45) ist.

8. Radargerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler eine Fotodiodenanordnung ist.

9. Radargerät nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Lichtempfangssystem (4) ein Filter (49) zum Ausfiltern von sichtbarem Licht aufweist.

10. Radargerät nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch eine Drehsteuerung für das optische Lichtempfangssystem, die das Lichtempfangssystem (4) bei Zuführung eines Steuer signals zum Drehantrieb (10) so verdreht, daß ein Ausgangs signal des lichtelektrischen Wandlers (42) in die Dreh steuerung eingegeben und das Ausgangssignal gleich einem vorbestimmten Wert gemacht wird, und die während einer vor bestimmten Zeitdauer nach Empfang der Lichtquellenabbildung durch den lichtelektrischen Wandler (42) oder nach Ausgabe des dem Drehantrieb (10) zugeführten Signals ein vom licht elektrischen Wandler (42) neu gebildetes Ausgangssignal ignoriert.

11. Radargerät nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch
eine Vorausfahrzeug-Folgesteuereinrichtung mit einem Fahr zeugabstandsmeßgerät (30) und mit einer Befehlseinheit (32), die eine Folgesteuerung anweist, das Folgefahrzeug (200) unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Sicher heitsabstands zum Vorausfahrzeug zu fahren,
wobei als Fahrzeugabstandsmeßgerät ferner Rückstellmittel vorgesehen sind, um das Lichtempfangssystem (4, 4 a) in eine vorbestimmte Bezugslage zurückzudrehen, bevor die Folge steuerung aufgrund der von der Befehlseinheit (32) ausge gebenen Anweisung beginnt.