DE4423966A1 - Hinderniserfassungssystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Hinderniserfassungssystem für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur
Erfassung von Hindernissen auf einer vorausgehenden Bahn und
betrifft insbesondere ein Hinderniserfassungssystem zur
Überprüfung von Hindernissen auf einer beabsichtigten
vorausgehenden Bahn.
Hinderniserfassungsgeräte oder Systeme für Kraftfahrzeuge
umfassen üblicherweise Sensoren, wie z. B. Abtastlaserradare.
Ein derartiges Laserradar-Hinderniserfassungssystem strahlt
ein Laserlicht nach vorne aus und empfängt das reflektierte
Laserlicht, um Hindernisse auf der vorausgehenden Bewegungs
bahn zu erfassen und zu überprüfen. Mit dem Hinderniserfas
sungssystem kann eine Gefahrenbeurteilung bei jedem erfaßten
Hindernis gemacht und eine Antriebssteuerung geeignet durch
geführt werden, da die Abtastung über einen breiten und lan
gen Sichtbereich zur Erfassung vieler Gegenstände als
Hindernisse erfolgt. Ein derartiges Hinderniserfassungsgerät
ist z. B. aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 61-
6349 bekannt.
Da das in der oben erwähnten Veröffentlichung beschriebene
Hinderniserfassungsgerät eine Gefahrenbeurteilung auf einer
gleichen Frequenz für alle erfaßten Hindernisse anstelle des
Gefahrenniveaus dieser Hindernisse durchführt, muß eine
zentrale Rechnereinheit (CPU) des Hinderniserfassungsgeräts
eine große Anzahl Operationen für die Gefahrenbeurteilung
nicht nur für hohe Gefahrenniveaus der Hindernisse, sondern
ebenfalls für niedrige Gefahrenniveaus der Hindernisse
durchführen. Entsprechend den Fahrumständen wird die
Kapazität der CPU zur Durchführung wiederholter Operationen
überschritten. In diesem Fall ist es kaum möglich, ein
schnelles Ansprechen des Antriebssteuersystems auf
Hindernisse hoher Priorität durchzuführen, da die
Gefahrenbeurteilung für jedes der vielen Hindernisse
verzögert wird. Dies führt zu Fehlern bei der Beurteilung
hoher Gefahrenniveaus. Obwohl man mit einer Verwendung einer
CPU mit großer Kapazität dieses Problem lösen kann, sind
damit jedoch höhere Herstellungskosten des
Hinderniserfassungsgeräts und damit des Kraftfahrzeugs ver
bunden. Entsprechend besteht ein großes Bedürfnis nach einem
verbesserten Hinderniserfassungsgerät oder System, das mit
niedrigen Kosten bereitgestellt werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hindernis
erfassungssystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, in dem
eine zentrale Rechnereinheit (CPU) nur einer verminderten
Gesamtbelastung unterworfen wird, so daß keine Verzögerung
bei der Operation und dem Ansprechen in Verbindung mit
Hindernissen mit hohem Gefahrenniveau bewirkt wird, wodurch
eine zeitgerechte und schnelle Beurteilung der Gefahr des
Hindernisses durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Hinderniserfas
sungssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst, welches eine Hin
derniserfassungseinrichtung, z. B. einen Laserradar, zur Er
fassung einer dynamischen Relativität des Fahrzeugs in bezug
auf jedes Hindernis vor dem Fahrzeug aufweist, die mindestens
durch eine Geschwindigkeit und eine Richtung des Hindernisses
dargestellt wird. Das Gefahrenniveau der erfaßten Hindernisse
wird entsprechend der dynamischen Relativität bestimmt, und
die Gefahrenbeurteilung wird bei einer Frequenz durchgeführt,
die entsprechend dem Gefahrenniveau ansteigend oder abfallend
verändert wird.
Insbesondere wird ein sich bewegendes Hindernis als hohes
Gefahrenniveau eingestuft, wenn es sich relativ zum Fahrzeug
annähert, wenn ein Abstand von dem Fahrzeug geringer als ein
vorbestimmter Abstand ist, und/oder wenn es sich auf der
vorausgehenden Bahn befindet, auf der das Fahrzeug fährt.
Andererseits wird das Gefahrenniveau eines Hindernisses als
niedrig bestimmt, wenn das Hindernis stillsteht, wenn es sich
weit vom Fahrzeug wegbewegt, wenn es sich in einem Abstand
vom Fahrzeug befindet, der größer als der vorbestimmte
Abstand ist, oder wenn es sich nicht auf der vorausgehenden
Bahn befindet. D.h., die Beurteilung der Gefahr wird mit
einer ansteigenden Frequenz für ein Hindernis durchgeführt,
wenn das Gefahrenniveau des Hindernisses hoch ist und
andererseits mit einer abfallenden Frequenz durchgeführt,
wenn sein Gefahrenniveau niedrig ist.
Die Bestimmung des Gefahrenniveaus für ein Hindernis außer
halb der vorausgehenden Bahn, auf der sich das Fahrzeug be
wegt, wird ausgeschlossen.
Das Gefahrenniveau kann entsprechend den möglichen vorausge
henden Bewegungsbahnzonen des Fahrzeugs bestimmt werden. Die
möglichen Bewegungsbahnzonen werden in überlappende Bahnzonen
eingeteilt, wobei sich eine mutmaßliche, in gerader Richtung
vom Fahrzeug, in die das Fahrzeug im Moment gerichtet ist,
erstreckende gerade Bahn und eine sich vor dem Fahrzeug er
streckende Straßenspur einander überlappen, eine Bahnzone der
Straße B, die ein Teil der Straßenspur ist, die sich von der
mutmaßlichen geraden Bahn wegerstreckt, und eine gerade
Bahnzone, die ein Teil der mutmaßlichen geraden Bahn ist und
sich von der Straßenspur wegerstreckt. Als höchstes
Gefahrenniveau wird die sich überlappende Bahnzone und als
niedrigstes Gefahrenniveau die gerade Bahnzone festgesetzt.
Mit dem Hinderniserfassungssystem wird eine Gefahrenbeurtei
lung nicht direkt auf der Grundlage der dynamischen
Relativität zwischen dem Fahrzeug und dem vor dem Fahrzeug
befindlichen Hindernis durchgeführt, sondern das
Gefahrenniveau wird entsprechend der dynamischen Relativität
bestimmt. Die Frequenz der Operation für die
Gefahrenbeurteilung eines Hindernisses wird erhöht, wenn das
Hindernis ein hohes Gefahrenniveau darstellt, oder
erniedrigt, wenn es ein niedriges Gefahrenniveau darstellt.
D.h., die Operation der Gefahrenbeurteilung wird nicht bei
gleichförmiger Frequenz für alle Hindernisse, sondern bei
unterschiedlichen Frequenzen entsprechend den Gefahrenniveaus
der Hindernisse durchgeführt. Entsprechend ist die Frequenz,
bei der die Operation für eine Gefahrenbeurteilung
durchgeführt wird, für Hindernisse mit niedrigen
Gefahrenniveaus niedrig, verglichen mit Hindernissen mit
hohen Gefahrenniveaus, so daß nutzlose Operationen der
Gefahrenbeurteilung für Hindernisse mit niedrigem Gefahren
niveau vermieden werden. Dies ermöglicht eine Steigerung der
Belastung, der die CPU unterworfen werden kann. Infolge der
niedrigeren Frequenz der Gefahrenbeurteilungsoperation für
Hindernisse mit niedrigem Gefahrenniveau kann die CPU
andererseits mit einer hohen Frequenz für Hindernisse mit
hohem Gefahrenniveau arbeiten, so daß sie ohne irgendeine
Verzögerung in der Operation und der Beantwortung arbeitet,
so daß eine zeitgerechte und schnelle Steuerung des Fahrzeugs
zur Vermeidung des Hindernisses geschaffen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie
ben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Hinderniserfassungs
systems;
Fig. 2A und 2B ein Fließbild zur Darstellung eines Opera
tionssteuerprogramms für einen Mikrocomputer in
dem Hinderniserfassungssystem;
Fig. 3 ein Fließbild zur Darstellung eines Gefahren
niveaubestimmungsunterprogramms;
Fig. 4 ein Fließbild zur Darstellung irgendeines Gefah
renniveaubestimmungsunterprogramms; und
Fig. 5 eine erläuternde Darstellung für Gefahrenniveaus
in Verbindung mit einer gekrümmten Straße.
Fig. 1 zeigt ein Hinderniserfassungssystem für ein
Kraftfahrzeug in einem Blockdiagramm entsprechend einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
das Hinderniserfassungssystem mit einem automatischen
Bremssystem zum Aufbringen einer Bremskraft auf jedes der
Räder zusammenwirkt. Das Hinderniserfassungssystem umfaßt
einen Abstandserfassungskopf oder eine Bereichssuchereinheit
8 in Form eines Laserradars, der im vorderen Abschnitt des
Fahrzeugs (nicht dargestellt) eingebaut ist. Die Laser
bereichssuchereinheit 8 umfaßt eine Laserradareinheit 5, eine
Signalverarbeitungseinheit 6 und eine Operationseinheit 7.
Die Laserradareinheit 5 strahlt einen gepulsten Laserstrahl
horizontal nach vorne aus, so daß ein weiter Feldwinkel
abgetastet wird, und empfängt einen reflektierten Strahl von
einem vorausbefindlichen Hindernis, z. B. einem vorausfahren
den Fahrzeug. Die verstrichene Zeit von der Ausstrahlung des
Laserimpulses bis zum Empfang des von einem vorausbefindli
chen Hindernis reflektierten Laserimpulses ist dem Abstand
zwischen der Laserbereichssuchereinheit 8 und dem Hindernis
proportional, wobei die für jeden Laserimpuls erforderliche
Zeit vom Fahrzeug zum Hindernis und zurück, die von dem
Laserradarkopf 5 erfaßt wird, für den Abstand zwischen ihnen
repräsentativ ist. Der Laserradarkopf 5 liefert ein Signal
für den Abstand zwischen dem Fahrzeug (was im folgenden als
Eigenfahrzeug bezeichnet wird) und einem im voraus
befindlichen Hindernis (das im folgenden als Hindernis
bezeichnet wird), das innerhalb des abgetasteten Feldes
erfaßt wird, und sendet das Signal zu der Signalver
arbeitungseinheit 6 und zur Operationseinheit 7. Die Ope
rationseinheit 7 verarbeitet die Information jedes durch den
Laserradarkopf 5 erfaßten Hindernisses auf eine Frequenz
entsprechend dem Gefahrenniveau des Hindernisses. Ein derar
tiger Laserradarkopf 5 ist dem Fachmann bekannt und kann von
irgendeiner Bauart sein.
Das Hinderniserfassungssystem umfaßt weiter einen Steuerwin
kelsensor 9, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 und
einen Giergeschwindigkeitssensor 11, die einem Steuerwinkel
des Steuerrades, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs bzw.
einer Giergeschwindigkeit, die das Fahrzeug erzeugt,
entsprechende Signale liefern. Diese Signale werden zu einer
Bahneinstelleinrichtung 12 geleitet, in der die gegenwärtige
Bewegungsbahn und eine zweite oder Reservebahn auf beiden
Seiten der Bewegungsbahn eingestellt sind. Alle diese Senso
ren 9 bis 11 sind dem Fachmann bekannt und können von irgend
einer Bauart sein. Weiter ist das Hinderniserfassungssystem
mit einer Bahnerkennungseinheit 16 ausgerüstet, bestehend
aus einer Kamera mit einem ladungsgekoppelten Gerät, nämlich
einer CCD-Kamera 13, einer Bildverarbeitungseinheit 14 und
einer Bahnerkennungseinheit 15. Die CCD-Kamera 13 hat einen
Sichtwinkel, der mit dem Abtastwinkel zusammenfällt. Ein von
der CCD-Kamera 13 gelieferter Bilddatenwert der Szene wird zu
der Bildverarbeitungseinheit 14 und dann zu der Bahnerken
nungseinheit 15 gesendet. Diese Bahnerkennungseinheit 15 er
kennt eine Bewegungszone durch Zeichnen weißer Spur
begrenzungen auf beiden Seiten der Bahn, auf dem sich das
Fahrzeug bewegt. Die von dieser Laserbereichssuchereinheit 8
der Bahneinstelleinrichtung 12 und der Bahnerkennungseinheit
16 gelieferten Informationen werden zu einer Beurteilungs
einheit 17 geleitet, in der eine Beurteilung des
Gefahrenniveaus des durch den Laserradarkopf 5 erfaßten
Hindernisses auf der Grundlage der Information durchgeführt
wird und die eine Information liefert, die den Abstand und
eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem
Hindernis für eine Steuereinheit 18 für ein automatisches
Bremssystem liefert. Diese Steuereinheit 18 für das
automatische Bremssystem beurteilt das Risikoniveau einer
frontalen Kollision und spricht ein Bremssystem an, um eine
frontale Kollision zu verhindern, und liefert eine Warnung.
Der Betrieb des Hinderniserfassungssystems gemäß der Erfin
dung wird weiter unter Bezugnahme auf die Fig. 2A und 2B er
läutert, die ein Fließbild zur Darstellung eines Hindernis
erfassungsprogramms für den Mikrocomputer des Hindernis
erfassungssystems darstellen. Das Programmieren ist in der
Technik bekannt. Die folgende Beschreibung soll einen
Programmierer mit üblicher Ausbildung in die Lage versetzen,
ein geeignetes Programm für den Mikrocomputer aufzustellen.
Die besonderen Einzelheiten irgendeines Programms hängen
natürlich von dem Aufbau des im einzelnen ausgewählten
Computers ab.
In den Fig. 2A und 2B beginnt die Steuerung und schreitet zu
Schritt S1, bei dem dem Abstand entsprechende Signale und
Winkeldaten verschiedener, im voraus befindlicher Hindernisse
Ni (N1, . . . . . , Nn), wie z. B. vorausfahrende Fahrzeuge (die im
folgenden als Hindernisse bezeichnet werden), in bezug auf
das Fahrzeug auf der Grundlage von Signalen geliefert werden,
die von dem Laserradarkopf 5 auf der Grundlage des von den
Hindernissen reflektierten Lichts geliefert werden. Dann
stellt die Bahneinstelleinrichtung 12 bei Schritt S2 die Be
wegungsbahn ein, die der Fahrer voraussichtlich auf der
Grundlage der Signale von den Sensoren 9 bis 11 fährt, und
stellt weiter zweite Bahnen an gegenüberliegenden Seiten der
beabsichtigten Bewegungsbahn bei Schritt S3 ein.
Nach dem Rückstellen einer Variablen i auf null (0) bei
Schritt S4 wird die Variable i bei Schritt S5 durch einen
Zuwachs von eins (1) geändert. Darauffolgend wird bei Schritt
S6 eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Variable i
gleich oder kleiner ist als die Anzahl n der im voraus be
findlichen Hindernisse, d. h. ob die Prozesse von Schritt S7
bis Schritt S14, die erforderlich sind, um das Gefahrenniveau
einzustellen, für jedes der im voraus befindlichen Hinder
nisse N1 bis Nn durchgeführt wurde. Wenn die Antwort der
Entscheidung "JA" ist, wird eine Entscheidung ohne Einstellen
des Gefahrenniveaus für das Hindernis Ni bei Schritt S7
durchgeführt, ob sich das Hindernis Ni auf der beabsichtigten
Bewegungsbahn befindet. Wenn die Antwort der Entscheidung
"JA" ist, wird, nachdem die Variable i um einen Zuwachs von
eins (1) bei Schritt S5 geändert wurde, bei Schritt S6 eine
Entscheidung über die Anzahl der Hindernisse getroffen. Wenn
die Antwort der Entscheidung bei Schritt S7 "NEIN" ist, zeigt
dies, daß sich das Hindernis Ni nicht auf der beabsichtigten
Bewegungsbahn befindet, woraufhin dann bei Schritt S8 eine
Entscheidung darüber getroffen wird, ob das Hindernis Ni sich
auf irgendeiner der zweiten Bewegungsbahnen befindet. Wenn
die Antwort der Entscheidung bei Schritt S8 "NEIN" ist, dann
wird, nachdem das Hindernis Ni bei Schritt S14 maskiert
wurde, die Variable i durch einen Zuwachs von eins (1) bei
Schritt S5 verändert und darauffolgend die Entscheidung bei
Schritt S6 getroffen. Wenn andererseits die Antwort der Ent
scheidung "JA" ist, wird dann darauffolgend bei Schritt S9
eine Entscheidung darüber getroffen, ob das Hindernis Ni sich
auf der beabsichtigten Bewegungsbahn beim letzten Zyklus des
Steuerprogramms befunden hat. Wenn die Antwort der Entschei
dung "JA" ist, wird bei Schritt S10 nach dem Rückstellen ei
nes Zeitgebers die Variable i um einen Zuwachs von eins (1)
bei Schritt S5 verändert, und darauffolgend wird eine Ent
scheidung bei Schritt S6 getroffen.
Wenn die Antwort der Entscheidung bei Schritt S10 "NEIN" ist,
dann zählt der Zeitgeber eine Zeitdauer Ti bei Schritt S11,
und darauf wird bei Schritt S12 eine kontinuierliche Überwa
chungszeit T berechnet. Diese kontinuierliche Überwachungs
zeit T wird mit folgender Formel berechnet:
T = V/M×(1 + d)
wobei M der seitliche Abstand ist, um den das Hindernis ver
schoben ist;
V die Geschwindigkeit des Hindernisses ist; und
d eine Konstante ist.
V die Geschwindigkeit des Hindernisses ist; und
d eine Konstante ist.
Darauf wird bei Schritt S13 eine Entscheidung darüber
getroffen, ob die Zeitdauer Ti kleiner als die kontinu
ierliche Überwachungszeit T ist. Wenn die Zeitdauer Ti
kleiner als die kontinuierliche Überwachungszeit T ist, kehrt
die Steuerung direkt zu Schritt S5 zurück. Wenn jedoch die
Antwort der Entscheidung "JA" ist, dann kehrt, nachdem das
Hindernis Ni bei Schritt S14 maskiert wurde, die Steuerung zu
Schritt S5 zurück.
Im Fall, daß das Hindernis Ni, das als auf der beabsichtigten
Bewegungsbahn befindlich erfaßt wurde, seine Bahn in eine der
zweiten Bewegungsbahnen ändert, wird das Hindernis Ni
weiterhin als eins von möglichen Zielhindernissen eingestuft,
bis der Zeitgeber die kontinuierliche Überwachungszeit T
heraufgezählt hat. Die kontinuierliche Überwachungszeit T
wird mit einer Abnahme des Abstandes zwischen den
Mittellinien der beabsichtigten und zweiten Bewegungsbahnen
und/oder einer Zunahme der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
verlängert.
Wenn die Antwort der Entscheidung bei Schritt S6 "NEIN" ist,
zeigt dies, daß vorbereitende Maßnahmen für alle Hindernisse
Ni getroffen wurden, woraufhin dann das Gefahrenniveau für
jedes Hindernis N1 bestimmt wird.
Wie insbesondere in Fig. 2B dargestellt, wird, nachdem die
Variable i wieder bei Schritt S15 auf null (0) gestellt
wurde, die Variable i durch einen Zuwachs von eins (1) bei
Schritt S16 verändert. Darauffolgend wird die gleiche Ent
scheidung wie bei Schritt S6 bei Schritt S17 getroffen. Wenn
die Antwort der Entscheidung "JA" ist, wird das Gefahrenni
veau des Hindernisses Ni bei Schritt S18 bestimmt.
Fig. 3 zeigt ein Fließbild zur Darstellung eines Gefahrenni
veau-Bestimmungsunterprogramms, wobei das Gefahrenniveau
grundsätzlich als hoch bestimmt wird, wenn (a) sich das im
voraus befindliche Hindernis Ni bewegt; (b) das im voraus
befindliche Hindernis Ni sich dem Fahrzeug nähert; (c) der
Abstand des Fahrzeugs vom Hindernis Ni gering ist; oder (d)
sich das Hindernis Ni auf der beabsichtigten Bewegungsbahn
des Fahrzeugs befindet. Andererseits wird das Gefahrenniveau
als niedrig bestimmt, wenn das im voraus befindliche Hinder
nis Ni steht, sich vom Fahrzeug entfernt, sich in einem
großen Abstand vom Fahrzeug befindet oder sich nicht auf der
beabsichtigten Bewegungsbahn des Fahrzeugs befindet.
Andererseits kann das Gefahrenniveau noch genauer bestimmt
werden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, die ein Bestim
mungsunterprogramm für das Gefahrenniveau darstellt. In dem
Unterprogramm wird ein Punkt gegeben und hinzu addiert, immer
wenn die Antwort jeder Entscheidung "JA" ist. Das
Gefahrenniveau des Hindernisses Ni wird entsprechend der
Gesamtpunktzahl als hoch oder niedrig bestimmt.
Nach der Bestimmung des Gefahrenniveaus des Hindernisses Ni
bei Schritt S18 (siehe Fig. 2B), wird bei Schritt S19 eine
Entscheidung darüber getroffen, ob das Gefahrenniveau des
Hindernisses Ni hoch ist. Wenn die Antwort der Entscheidung
"JA" ist, wird eine relative Geschwindigkeit des Fahrzeugs
relativ zu dem im voraus befindlichen Hindernis Ni bei
Schritt S20 berechnet. Wenn andererseits die Antwort der
Entscheidung "NEIN" ist, d. h. wenn das Gefahrenniveau des
Hindernisses Ni gering ist, wird eine andere Entscheidung bei
Schritt S21 darüber getroffen, ob eine Berechnung der
relativen Geschwindigkeit in den letzten zehn Zyklen
durchgeführt wurde. Wenn die Antwort der Entscheidung "NEIN"
ist, wird dann die relative Geschwindigkeit des Fahrzeugs
relativ zu dem Hindernis Ni bei Schritt S20 berechnet. Wenn
andererseits die Entscheidung "JA" ist, wird die in den
letzten zehn Zyklen berechnete relative Geschwindigkeit als
gegenwärtige relative Geschwindigkeit bei Schritt S22
beibehalten. Diese Berechnung der relativen Geschwindigkeit
wird für jedes sich im voraus befindliche Hindernis N1
durchgeführt. Wenn die Berechnung der relativen
Geschwindigkeit für alle der im voraus befindlichen
Hindernisse N1 bis Nn durchgeführt wurde, dann wird bei
Schritt S23 eins der im voraus befindlichen Hindernisse N1
bis Nn, das das höchste Gefahrenniveau aufweist, als ein
Zielhindernis ausgewählt, gegen das das Fahrzeug gesteuert
wird. Schließlich steuert die automatische Bremssy
stemsteuereinheit 18 bei Schritt S24 das automatische Brems
system, um das Fahrzeug abzubremsen, um das im voraus
befindliche Hindernis mit höchstem Gefahrenniveau zu
vermeiden. Wenn es mehrere im voraus befindliche Hindernisse
mit höchstem Gefahrenniveau gibt, wird das dem Fahrzeug am
nächsten befindliche Hindernis ausgewählt.
Anstelle der Beurteilung des Gefahrenniveaus der mittels der
Laserradareinheit 5 erfaßten Hindernisse kann das relative
Gefahrenniveau unter Berücksichtigung der Bewegungsmöglich
keit in bezug auf die beabsichtigte Bewegungsbahn und die
zweiten Bewegungsbahnen beurteilt werden.
Wie in Fig. 5 dargestellt, gibt es, während sich das Fahrzeug
J gerade in Richtung einer im voraus befindlichen, auf einer
Straßenspur 4b, auf der das Fahrzeug fährt, Ecke fährt, drei
Bahnzonen vor dem Fahrzeug, nämlich eine überlappende Bahn
zone A, auf der sich eine mutmaßliche gerade Bahn 4a in einer
Richtung erstreckt, in die das Fahrzeug im Moment gerichtet
ist, und eine gekrümmte Straßenspur 4b, die die andere über
lappt, eine gekrümmte Bahnzone B, die ein Teil der gekrümmten
Straßenspur 4b ist, die sich nur allein oder teilweise von
der mutmaßlichen geraden Bahn 4a erstreckt, und eine gerade
Bahnzone C, die ein Teil der mutmaßlichen geraden Bahn ist,
die sich allein oder teilweise von der gekrümmten Straßenspur
4b erstreckt. Diese Bahnzonen A, B und C werden in
alphabetischer Reihenfolge als Gefahrenniveaus von hoch bis
niedrig bestimmt. Unterschiedliche Betriebsfrequenzen werden
den Bahnzonen A, B und C zugeordnet. Insbesondere wird die
Operation z. B. bei jedem Zyklus durchgeführt, wenn sich das
Hindernis innerhalb der überlappenden Bahnzone A befindet,
die als höchste Gefahrenzone bestimmt wird, alle zwei Zyklen
durchgeführt, wenn es sich in der gekrümmten Bahnzone B be
findet, die als zweitgefährliche Zone bestimmt wird, und alle
fünf Zyklen durchgeführt, wenn es sich innerhalb der geraden
Bahnzone C befindet, die als niedrigste Gefahrenzone bestimmt
ist.
Wie oben beschrieben, wird mit dem Hinderniserfassungssystem
gemäß der Erfindung die Frequenz der Operation der relativen
Geschwindigkeit des Fahrzeugs in bezug auf ein Hindernis er
höht oder erniedrigt, entsprechend den Gefahrenniveaus des
Hindernisses in bezug auf das Fahrzeug, wodurch die Beurtei
lung der Gefahr wirksam für die im voraus befindlichen Hin
dernisse mit höheren Gefahrenniveaus durchgeführt werden
kann. Da zweite Bewegungsbahnen auf gegenüberliegenden Seiten
der beabsichtigten Bewegungsbahn errichtet werden, wird, auch
wenn zwischen den Hindernissen infolge einer kleinen Anzahl
auf der beabsichtigten Bewegungsbahn erfaßten Hindernisse und
sich irgendeins der erfaßten Hindernisse von der
beabsichtigten Bewegungsbahn auf eine der zweiten Bewegungs
bahnen bewegt, auch wenn kein Unterschied zwischen den
Gefahrenniveaus der Hindernisse besteht, das sich aus der
beabsichtigten Bewegungsbahn herausbewegende Hindernis
kontinuierlich als ein mögliches Zielhindernis für eine
bestimmte kontinuierliche Überwachungszeit T eingestuft, die
von der Geschwindigkeit des sich aus der beabsichtigten
Bewegungsbahn herausbewegenden Hindernisses abhängt. Dies
ermöglicht eine sichere Bewegung des Fahrzeugs. Da die
bestimmte kontinuierliche Überwachungszeit T entsprechend dem
seitlichen Abstand verändert wird, den sich das im voraus
befindliche Hindernis von der beabsichtigten Bewegungsbahn
zur zweiten Bewegungsbahn bewegt hat, und zwar für ein im
voraus befindliches Hindernis, das sich um einen geringen
seitlichen Abstand bewegt hat, der als gefährlicher in bezug
auf das Fahrzeug eingestuft wird, lang eingestellt wird, und
im Gegensatz dazu für ein im voraus befindliches Hindernis,
das sich um einen großen seitlichen Abstand bewegt hat, der
weniger gefährlich in bezug auf das Fahrzeug eingestuft wird,
kurz eingestellt wird, wird kontinuierlich das im voraus
befindliche Hindernis über einen für die sichere Fahrweise
des Fahrzeugs erforderliche Zeit erfaßt.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform die Operationsfrequenz
für ein Hindernis mit hohem Gefahrenniveau erhöht und für ein
Hindernis mit niedrigem Gefahrenniveau erniedrigt wird, kann
sie steigernd oder abnehmend entsprechend einer Vielzahl von
Gefahrenniveaus verändert werden. In jedem Fall wird ein
großer Teil der von der Laserradareinheit 5 erfaßten Hinder
nisse als im Gefahrenniveau niedrig beurteilt, und entspre
chend wird die Beurteilung der Gefahr auf einer beträchtlich
niedrigen Frequenz durchgeführt oder für diese Hindernisse
andererseits nicht gefordert, so daß die CPU, die die Gefah
renbeurteilung in der Beurteilungseinheit 17 durchführt, be
trächtlich niedriger belastet wird. Entsprechend wird keine
Verzögerung im Betrieb und im Ansprechen der CPU in Verbin
dung mit einem hohen Gefahrenniveau der Hindernisse bewirkt,
wodurch man eine zeitgerechte und schnelle Steuerung des
Fahrzeugs zur Vermeidung des Hindernisses erreicht.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh
rungsformen beschrieben wurde, sind andere Ausführungsformen
und Abänderungen für den Fachmann denkbar, die in den Umfang
der Erfindung fallen und von den Ansprüchen mitumfaßt werden
sollen.
Claims (10)
1. Hinderniserfassungssystem für ein Kraftfahrzeug zur
Erfassung von vor dem Fahrzeug befindlichen Hindernissen,
gekennzeichnet durch
eine Hinderniserfassungseinrichtung zur Erfassung von Hinder nissen vor dem Fahrzeug und zum Finden einer dynamischen Re lativität des Fahrzeugs in bezug auf jedes Hindernis;
eine Gefahrbeurteilungseinrichtung zum Verarbeiten einer In formation bezüglich des Gefahrenniveaus zwischen dem Fahrzeug und jedem Hindernis auf der Grundlage der dynamischen Relativität zur Durchführung einer Gefahrenbeurteilung;
eine Gefahrenniveaubestimmungseinrichtung zur Bestimmung ei nes Gefahrenniveaus jedes mittels der Hinderniserfas sungseinrichtung erfaßten Hindernisses; und
eine Frequenzänderungseinrichtung zum steigernden oder ver mindernden Ändern einer Frequenz entsprechend den Gefahrenniveaus der Hindernisse, mit der die Gefahrenbeur teilungseinrichtung die Information bezüglich des Gefahrenni veaus verarbeitet.
gekennzeichnet durch
eine Hinderniserfassungseinrichtung zur Erfassung von Hinder nissen vor dem Fahrzeug und zum Finden einer dynamischen Re lativität des Fahrzeugs in bezug auf jedes Hindernis;
eine Gefahrbeurteilungseinrichtung zum Verarbeiten einer In formation bezüglich des Gefahrenniveaus zwischen dem Fahrzeug und jedem Hindernis auf der Grundlage der dynamischen Relativität zur Durchführung einer Gefahrenbeurteilung;
eine Gefahrenniveaubestimmungseinrichtung zur Bestimmung ei nes Gefahrenniveaus jedes mittels der Hinderniserfas sungseinrichtung erfaßten Hindernisses; und
eine Frequenzänderungseinrichtung zum steigernden oder ver mindernden Ändern einer Frequenz entsprechend den Gefahrenniveaus der Hindernisse, mit der die Gefahrenbeur teilungseinrichtung die Information bezüglich des Gefahrenni veaus verarbeitet.
2. Hinderniserfassungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hinderniserfassungseinrich
tung mindestens eine Geschwindigkeit und eine Richtung des
Hindernisses relativ zum Fahrzeug als die dynamische Relati
vität des Fahrzeugs in bezug auf jedes Hindernis vor dem
Fahrzeug erfaßt.
3. Hinderniserfassungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gefahrenniveaubestim
mungseinrichtung das Hindernis als mit hohem Gefahrenniveau
bestimmt, wenn sich das Hindernis bewegt, und als mit
niedrigem Gefahrenniveau bestimmt, wenn das Hindernis
stillsteht.
4. Hinderniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gefahrenniveaubestim
mungseinrichtung das Hindernis als mit hohem Gefahrenniveau
eines Zusammenstoßes bestimmt, wenn sich das Hindernis dem
Fahrzeug relativ nähert, und als mit niedrigem Gefahrenniveau
eines Zusammenstoßes bestimmt, wenn sich das Hindernis weit
vom Fahrzeug wegbewegt.
5. Hinderniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gefahrenniveaubestim
mungseinrichtung das Hindernis mit hohem Gefahrenniveau eines
Zusammenstoßes bestimmt, wenn ein Abstand zwischen dem
Fahrzeug und dem Hindernis kleiner als ein vorbestimmter
Abstand ist, und als mit niedrigem Gefahrenniveau eines
Zusammenstoßes bestimmt, wenn der Abstand größer als ein
vorbestimmter Abstand ist.
6. Hinderniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gefahrenniveaubestim
mungseinrichtung das Hindernis als mit hohem Gefahrenniveau
eines Zusammenstoßes bestimmt, wenn sich das Hindernis auf
einer Bahn vor dem Fahrzeug befindet, auf der sich das
Fahrzeug bewegt, und mit einem niedrigen Gefahrenniveau eines
Zusammenstoßes bestimmt, wenn sich das Hindernis außerhalb
der Bahn vor dem Fahrzeug befindet.
7. Hinderniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gefahrenbeurteilungseinrich
tung Berechnungen des Gefahrenniveaus eines Zusammenstoßes
für das Hindernis ausschließt, wenn sich das Hindernis
außerhalb der Bahn vor dem Fahrzeug befindet, auf der sich
das Fahrzeug bewegt.
8. Hinderniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gefahrenniveaubestim
mungseinrichtung zusätzlich einen Punkt für das Hindernis
zählt, wenn sich das Hindernis bewegt, wenn sich das
Hindernis relativ zum Fahrzeug annähert, wenn das Hindernis
sich in einem Abstand vom Fahrzeug befindet, der kleiner als
ein vorbestimmter Abstand ist, und wenn das Hindernis sich
auf einer Bahn vor dem Fahrzeug befindet, auf der sich das
Fahrzeug bewegt, und bestimmt, daß das Hindernis jemäß der
Gesamtzahl der Gefahrenpunkte als das Hindernis eingestuft
wird.
9. Hinderniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gefahrenniveaubestim
mungseinrichtung die Gefahrenniveaus eines Zusammenstoßes mit
dem Hindernis entsprechend möglichen Bewegungsbahnzonen vor
dem Fahrzeug, auf dem sich das Hindernis befindet, bestimmt.
10. Hinderniserfassungssystem nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die möglichen Bewegungsbahnzonen
in eine überlappende Bahnzone, in der sich eine mutmaßliche
gerade Bahn in einer geraden Richtung erstreckt, in die das
Fahrzeug momentan gerichtet ist, und eine Straßenspur vor dem
Fahrzeug, die sich einander überlappen, eine Straßenbahnzone
(B), die ein Teil der Straßenspur ist, die sich zum Teil von
der mutmaßlichen geraden Bahn erstreckt, und eine gerade
Bahnzone, die ein Teil der mutmaßlichen geraden Bahn ist, die
sich von der Straßenspur wegerstreckt, wobei die Gefahrenni
veaubestimmungseinrichtung die überlappende Bahnzone, die
Straßenbahnzone und die gerade Bahnzone von der höchsten zur
niedrigsten in dieser Reihenfolge einteilt.
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