DE60123640T2

DE60123640T2 - Verfahren und vorrichtung zur voraussage eines fahrwegs

Info

Publication number: DE60123640T2
Application number: DE60123640T
Authority: DE
Inventors: E. Mark Westford RUSSELL; Joseph Michael Westford DELCHECCOLO; M. John Andover FIRDA
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2021-09-08
Also published as: KR20030036764A; EP1315980A2; DE60123640D1; WO2002021156A3; JP2004508627A; WO2002021156A2; KR100776860B1; US6675094B2; AU2001291299A1; EP1315980B1; US20020049539A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Hilfen für einen Autofahrer und im Besonderen ein System und ein Verfahren für die Wegvorherbestimmung zur Verwendung mit adaptiven automatischen Geschwindigkeitsregelungs- und Kollisionsvermeidungssystemen für ein Kraftfahrzeug, wobei das Wegvorherbestimmungssystem Ziele verfolgt, die sich auf der gleichen Autobahnfahrspur wie das Fahrzeug befinden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Angesichts der Verbesserungen in der Technologie von Automobilmerkmalen besteht fortwährend eine Möglichkeit, Merkmale zur Verfügung zu stellen, die den Komfort des Fahrers verbessern. Ein möglicher Bereich eines verbesserten Automobilkomforts betrifft das automatische Geschwindigkeitsregelungssystem des Fahrzeugs. Ein automatisches Geschwindigkeitsregelungssystem ermöglicht es einer Bedienperson, eine vorgegebene Reisegeschwindigkeit einzustellen, und steuert das Fahrzeug so, dass es die vorgegebene Geschwindigkeit beibehält. Im Nachfolgenden kann das Fahrzeug des Fahrers als das "Trägerfahrzeug" bezeichnet sein.
Wenn sich das Trägerfahrzeug während der Verwendung des automatischen Geschwindigkeitsregelungssystems einem Hindernis auf der Autobahn wie etwa einem anderen Fahrzeug in der Fahrspur des Fahrers nähert, sind die Aufmerksamkeit des Fahrers und eine Intervention durch ihn erforderlich, um das automatische Geschwindigkeitsregelungssystem durch Betätigen der Bremsen des Trägerfahrzeugs außer Kraft zu setzen und dadurch eine Kollision zu vermeiden.
Um den Komfort automatischer Geschwindigkeitsregelungssysteme zu verbessern, wurden "intelligente" automatische Geschwindigkeitsregelungssysteme vorgeschlagen. Intelligente automatische Geschwindigkeitsregelungssysteme weisen typischerweise einen Detektor auf, der Hindernisse im Weg des Fahrzeugs erfasst, und einen Controller, der die Bremsen des Fahrzeugs betätigt und das automatische Geschwindigkeitsregelungssystem im Ansprechen auf die Erfassung von Hindernissen außer Kraft setzt. Auf vorteilhafte Weise können intelligente automatische Geschwindigkeitsregelungssysteme die Abhängigkeit von dem Fahrer zur Vermeidung von Kollisionen verringern.
Ein weiterer möglicher Bereich eines erhöhten Automobilkomforts liegt in Kollisionsvermeidungssystemen. Wie auch intelligente automatische Geschwindigkeitsregelungssysteme weisen Kollisionsvermeidungssysteme im Allgemeinen einen Detektor zum Erfassen von Hindernissen im Weg des Trägerfahrzeugs und einen Controller zum Betätigen der Bremsen des Fahrzeugs im Ansprechen auf erkannte Hindernisse zur Vermeidung von Kollisionen auf.
US 5 689 264 lehrt ein Hinderniserfassungssystem für Fahrzeuge.
Bei den Anwendungen sowohl für die intelligenten automatischen Geschwindigkeitsregelung als auch für die Kollisionsvermeidung ist es nötig, einen Detektor zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, Objekte im Weg des Fahrzeugs genau und zuverlässig zu erfassen. Ein solcher Detektor muss relativ unempfindlich gegen die relative Position des Kraftfahrzeugs und von Hindernissen sein. Ein Problem bei automatischen Geschwindigkeitsregelungssystemen und Kollisionsvermeidungssystemen ist jedoch, dass sie die Erfassung von Hindernissen vor dem Trägerfahrzeug abbrechen können, während das Hindernis oder das Trägerfahrzeug eine Kurve fährt. Diese Systeme sind auch für eine verringern Wirksamkeit unter bestimmten Umweltbedingungen wie Niederschlag, Nebel oder Dunst, hohe Feuchtigkeit und extreme Temperaturen anfällig.
Es wäre daher wünschenswert, ein System zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, das Vorhandensein eines Hindernisses voraus im Weg eines Fahrzeugs zu erfassen, wenn das Fahrzeug und/oder das Hindernis auf einem geraden Weg oder in einer Kurve fahren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der obenstehend angegebenen Erfordernisse und gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass eine Kombination aus dem Bedarf nach einem erhöhten automotiven Komfort mit der Nützlichkeit und Erstrebenswertheit einer Hin derniserfassung zu dem Problem führt, ein System und ein Verfahren für die Wegvorherbestimmung zur Verfügung zu stellen, das angesichts der Umweltbedingungen und anderer Betriebsbedingungen, unter denen ein solches System und Verfahren arbeiten muss, einfach, genau, kostengünstig und zuverlässig ist. Es wäre daher wünschenswert, den Bedarf nach einem System und einem Verfahren zu erfüllen, das eine zuverlässige Angabe des Vorhandenseins von Hindernissen in der Vorwärtsrichtung und auf der gleichen Autobahnfahrspur wie ein Kraftfahrzeug liefert.
Gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird vorliegend ein System zur Erfassung von Objekten auf einem vorbestimmten Weg eines Trägerfahrzeugs, das sich auf einer Autobahnfahrspur bewegt, beschrieben. Das Erfassungssystem enthält einen vorwärtsblickenden Sensor zur Lieferung von Entfernungsdaten, Winkeldaten und Geschwindigkeitsdaten für Objekte innerhalb eines Sichtfeldes vor dem Fahrzeug. Das Erfassungssystem enthält auch Messsysteme zum Liefern von Geschwindigkeits- und Hochachsen-Drehgeschwindigkeitsdaten für das Trägerfahrzeug. Das Erfassungssystem enthält ferner ein Verarbeitungssystem, welches auf den vorwärtsblickenden Sensor und die Messsysteme anspricht, um einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs basierend auf seiner Geschwindigkeit und seiner Hochachsen-Drehgeschwindigkeit zu errechnen, um abgeschätzte Wege für jedes der Objekte zu errechnen, um den seitlichen Abstandes jedes der Objekte von dem vorbestimmten Weg des Fahrzeugs zu bestimmen, um jedes der Objekte als entweder in der Autobahnspur oder außerhalb der Autobahnspur des Fahrzeugs befindlich zu klassifizieren, und um den vorbestimmten Weg des Fahrzeugs durch Korrelieren des abgeschätzten Weges des Fahrzeuges und der abgeschätzten Wege der Objekte zu erzeugen und die Wege der Objekte als einen gewichteten Durchschnittswert zusammenzufassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der vorwärtsblickende Sensor ein Radarsystem, und das Hochachsen-Drehgeschwindigkeitsmesssystem enthält einen Kreiselkompass oder einen anderen Winkelgeschwindigkeitssensor.
Ferner wird gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung vorliegend ein Verfahren zum Erfassen von Objekten auf einem vorausbestimmten Weg eines sich auf einer Autobahnfahrspur bewegenden Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren ist zur Verwendung in einem System mit einem vorwärtsblickenden Sensor zur Lieferung von Entfernungsdaten, Winkeldaten und Geschwindigkeitsdaten für Objekte innerhalb eines Sichtfeldes vor dem Fahrzeug, Messsystemen zum Liefern von Geschwindigkeits- und Hochachsen-Drehgeschwindigkeitsdaten für das Fahrzeug, und einem Verarbeitungssystem, das auf den vorwärtsblickenden Sensor und die Messsysteme anspricht. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (a) Errechnen eines abgeschätzten Weges des Fahrzeugs basierend auf seiner Geschwindigkeit und seiner Hochachsen-Drehgeschwindigkeit; (b) Errechnen von abgeschätzten Wegen für jedes der Objekte; (c) Bestimmen des seitlichen Abstandes jedes der Objekte von dem vorbestimmten Weg des Fahrzeugs; und (d) Klassifizieren jedes der Objekte als entweder in der Autobahnspur oder außerhalb der Autobahnspur des Fahrzeugs befindlich und Erzeugen des vorausbestimmten Weges des Fahrzeugs durch Korrelieren des abgeschätzten Weges des Fahrzeuges und der abgeschätzten Wege der Objekte und Zusammenfassen der Wege der Objekte als ein gewichteter Durchschnittswert.
Bevorzugt umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: (i) Sammeln von Dateneingängen von einem vorwärtsblickenden Radarsystem und von Messsystemen zur Erzeugung von Geschwindigkeitsdaten und Hochachsen-Drehgeschwindigkeitsdaten für das Fahrzeug und Ableiten von Beschleunigungsdaten und Seitengeschwindigkeits-Zieldaten hiervon für die Verwendung in dem Schritt (a) zur Errechnung eines abgeschätzten Weges eines Fahrzeuges; (ii) Entwickeln von Zielpositionshistorien mit dem abgeschätzten Fahrzeugweg und Entwickeln von Zielpositionen nach vorwärts mit longitudinalen und lateralen Zielpositions-Zustandsvektoren; (iii) Errechnen von Polynomkurvenübereinstimmungen für das Fahrzeug und die Zielpositionsvektoren; (iv) Vergleichen von Ziel-Querentfernungspositionen mit dem vorherbestimmten Weg und Klassifizieren von Zielen als auf der Fahrbahn befindlich oder außerhalb der Fahrbahn befindlich mit Bezug auf die Autobahnfahrspur des Fahrzeugs; (v) Aufnehmen der aktualisierten Daten von einem vorwärtsblickenden Radarsystem; und (vi) Wiederholen der Schritte (i) bis (v) in kontinuierlicher Weise.
Das unmittelbar vorausgehend genannte Verfahren umfasst einen Prozess der Überprüfung auf einen Wechsel der Autobahnfahrspur durch das Trägerfahrzeug. Dieser Prozess umfasst das Bestätigen eines solchen Wechsels der Autobahnfahrspur durch Vergleichen der integrierten Hochachsen-Drehgeschwindigkeit mit jedem Ziel-Richtungskoeffizienten, um festzustellen, ob sie gleich oder entgegengesetzt ist, das Bestätigen, dass die Mehrzahl der Ziele sich in entgegengesetzter Richtung gegenüber dem Trägerfahrzeug bewegen, und das Feststellen, dass die Bewegung in entgegengesetzter Richtung bei zwei aufeinander folgenden Datenaktualisierungen von dem vorwärtsblickenden Radarsystem aufgetreten ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Ein vollständigeres Verständnis der oben genannten Merkmale der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wobei:
1 ein Fahrzeug veranschaulicht, das ein Wegvorherbestimmungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 ein Radarsystem des Standes der Technik veranschaulicht, das als der vorwärtsblickende Sensor von 1 verwendet werden kann;
3 ein Übersichts-Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Vorgehensweise ist, die von dem Signalverarbeitungssystem von 1 angewendet wird, um eine Zielerfassung auf dem vorbestimmten Weg des Fahrzeugs von 1 zu implementieren;
4 bis 7 und 14 Ablaufdiagramme sind, die detailliertere Beschreibungen der Verarbeitungsschritte des Übersichts-Ablaufdiagramms von 3 zur Verfügung stellen; und 8, 9, 10a bis 10c, 11, 12a bis 12c, und 13 Ablaufdiagramme sind, die detailliertere Beschreibungen der Verarbeitungsschritte des Ablaufdiagramms von 7 zur Verfügung stellen.
Gleiche Bezugszeichen und Bezeichnungen in den verschiedenen Figuren beziehen sich auf identische oder im Wesentlichen identische Elemente.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In der gesamten vorliegenden Beschreibung sollten die bevorzugte Ausführungsform und die Beispiele als beispielhaft und nicht als Einschränkungen für die vorliegende Erfindung betrachtet werden.
Zunächst ist unter Bezugnahme auf 1 ein Fahrzeug 10 gezeigt, das ein System 12 zur Erfassung von Objekten auf einem vorbestimmten Weg des Fahrzeugs während seiner Bewegung entlang einer Autobahnfahrspur aufweist. Im Nachfolgenden kann das Fahrzeug 10 als das "Trägerfahrzeug" bezeichnet werden. Das Erfassungssystem 12 enthält einen vorwärtsblickenden Sensor 14, der Entfernungs-, Geschwindigkeits- und Winkeldaten für Objekte innerhalb des Sichtfeldes des vorwärtsblickenden Sensors 14 vor dem Fahrzeug 10 liefert.
Das Erfassungssystem 12 enthält auch ein Geschwindigkeits-Messsystem 16 zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Das Erfassungssystem 12 enthält ferner ein Hochachsen-Drehgeschwindigkeits-Messsystem 18 zum Messen der Hochachsen-Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Darüber hinaus enthält das Erfassungssystem 12 eine digitale Schnittstelleneinheit 22 zum Übermitteln verschiedener Formen von Datensignalen zwischen der Mehrzahl von Untersystemen, die in 1 dargestellt sind. Schließlich enthält das Erfassungssystem 12 ein Signalverarbeitungssystem 20, das auf die Datenausgänge des vorwärtsblickenden Sensors 14, des Geschwindigkeits-Messsystems 16 und des Hochachsen-Drehgeschwindigkeits-Messsystems 18 anspricht, um Signale für das adaptive automatische Geschwindigkeitsregelungssystem 24 und das Kollisionsvermeidungssystem 26 zu erzeugen, wobei die Signale Ziele angeben, die auf einem vorbestimmten Weg des Fahrzeugs 10 erkannt wurden, während es sich entlang einer Autobahnfahrspur bewegt.
Radar ist eine geeignete Technologie für die Implementierung eines vorwärtsblickenden Sensors für ein Kraftfahrzeug. Ein Typ von Radar, der für diesen Zweck insbesondere gut geeignet ist, ist das frequenzmodulierte Dauerstrichradar, FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave)-Radar. Bei einem typischen FMCW-Radar nimmt die Frequenz des ausgesandten CW-Signals von einer ersten vorgegebenen Frequenz bis zu einer zweiten vorgegebenen Frequenz linear zu und wiederholt dann die Frequenzwobbelung in der entgegengesetzten Richtung. Ein FMCW-Radar besitzt die Vorteile einer hohen Empfindlichkeit, einer relativ geringen Senderleistung und einer guten Entfernungsauflösung.
Unter Bezugnahme auf 2 enthält der vorwärtsblickende Sensor 14 bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die von dem Typ sein kann, der im US-Patent Nr. 5,929,802 mit der Bezeichnung "Automotive Forward Looking Sensor Architecture", erteilt am 27.07.1999, beschrieben ist und auf deren Offenbarungsgehalt vorliegend vollinhaltlich Bezug genommen wird, eine Antennenanordnung 414, eine Mikrowellenanordnung 420 mit sowohl einem Sender 422 und einem Empfänger 424, und eine Elektronikanordnung 428 mit Steuerschaltungen 434. Der vorwärtsblickende Sensor 14 verwendet Radartechnologie und ist dazu ausgelegt, auf einem Fahrzeug montiert zu werden, um ein oder mehr Objekte oder Ziele in dem Sichtfeld des vorwärtsblickenden Sensors 14 zu erfassen. Bei dieser Anwendung umfassen die Ziele andere Autos, Bäume, Schilder, Fußgänger und dergleichen.
Im Ansprechen auf Steuersignale von dem Geschwindigkeits-Messsystem 16 und dem Hochachsen-Drehgeschwindigkeit-Messsystem 18 und auf reflektierte RF-Signale, die von dem vorwärtsblickenden Sensor 14 empfangen wurden, liefert der Sensor 14 ein oder mehr Ausgangssignale, die jedes Ziel innerhalb seines Sichtfeldes charakterisieren. Diese Ausgangssignale betreffen die Entfernung eines jeden Zieles in dem Sichtfeld des Sensors 14, die Entfernungsrate oder Geschwindigkeit im Zusammenhang mit jedem Ziel, und den Azimut oder Winkel im Zusammenhang mit jedem Ziel relativ zu dem Fahrzeug 10.
Die Antennenanordnung 414 enthält zwei Antennen, eine Empfangsantenne 416 zum Empfangen von RF-Signalen, und eine Sendeantenne 418 zum Aussenden von RF-Signalen. Der vorwärtsblickende Sensor 14 kann als ein bistatischer Radarsensor charakterisiert werden, da er separate Sende- und Empfangsantennen aufweist. Die Antennen 416, 418 sind mehrkeulig und werden parallel gesteuert, so dass sie in die gleiche Richtung weisen. Verschiedene Schaltungsanordnungen zum Wählen des Winkels der jeweiligen Antennen 416, 418 sind geeignet, einschließlich eines Mehrpositionsschalters.
Der Ausgang von der Empfangsantenne 416 ist mit dem Mikrowellenempfänger 424 gekoppelt, wo ein oder mehr Lokaloszillatorsignale in der Frequenz um einen festgelegten Betrag von der Frequenz des übertragenen Signals abgesetzt werden. Das Ausgangssignal des Empfängers 424 liegt auf einer Offset-Frequenz, wobei die Zielfrequenzen entweder über oder unter dieser liegen.
Der Empfänger 424 enthält einen Analog-Digital (A/D)-Wandler, der eine verstärkte Version des empfangenen RF-Signals mit einer Rate abtastet, die mindestens das Zweifache der größten Frequenz aus dem Empfänger ist. Diese Signalabtastproben werden von einem FFT verarbeitet, um den Inhalt des Signals innerhalb verschiedener Frequenzbereiche zu bestimmen. Die FFT-Ausgänge dienen als Daten für den Digitalsignalprozessor 20. Die Art und Weise, auf die der Digitalsignalprozessor 20 empfangene RF-Signale verarbeitet, um die obenstehend beschriebenen Ausgangssignale für das Fahrzeug 10 zu liefern, welche die Entfernung, Entfernungsrate und Azimut eines Zieles angeben, ist in dem US-Patent Nr. 6,011,507 mit der Bezeichnung "Radar System and Method of Operating Same" beschrieben, das am 04.01.2000 erteilt wurde, und auf dessen Offenbarungsgehalt hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Bei einer Ausführungsform enthält der vorwärtsblickende Sensor 14 eine Antennenanordnung mit sieben Antennenstrahlen. Die Verwendung mehrerer Antennenstrahlen ermöglicht es, mehrere Objekte auf Distanzen in dem Bereich von ca. 120 Metern bis hin zu 150 Metern von dem vorwärtsblickenden Sensor 14 genau aufzulösen.
Erneut unter Bezugnahme auf 1 besteht das Geschwindigkeits-Messsystem 16 typischerweise aus einem Tachometer, der ein Signal an die digitale Schnittstelleneinheit 22 liefert, welches die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 10 angibt. Das Hochachsen-Drehgeschwindigkeit-Messsystem 18 weist bevorzugt einen Kreiselkompass oder einen ähnlichen Winkelgeschwindigkeitssensor auf, der ein Signal an die digitale Schnittstelleneinheit 22 liefert, welches die Hochachsen-Drehgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 10 angibt. Die digitale Schnittstelleneinheit 22 koppelt Daten und Steuersignale zwischen dem vorwärtsblickenden Sensor 14, dem Geschwindigkeits-Messsystem 16, dem Hochachsen-Drehgeschwindigkeit-Messsystem 18, dem Digitalsignalprozessor 20, dem adaptiven automatischen Geschwindigkeitsregelungssystem 24 und dem Kollisionsvermeidungssystem 26.
Das Signalverarbeitungssystem 20 ist bevorzugt ein programmierbarer Digitalsignalprozessor, der auf die von dem vorwärtsblickenden Sensor 14 und von der digitalen Schnittstelleneinheit 22 empfangenen Signale anspricht, um die Prozesse durchzuführen, die in den nachfolgenden Absätzen im Detail beschrieben sind. Die Ergebnisse dieser Prozesse sind Daten, die durch die digitale Schnittstelleneinheit 22 für die Anwendung beispielsweise auf das adaptive automatische Geschwindigkeitsregelungssystem 24 und das Kollisionsvermeidungssystem 26 gekoppelt werden, wobei sich diese Daten auf die Erfassung eines oder mehrerer Objekte in dem vorbestimmten Weg des Trägerfahrzeugs 10 beziehen.
Unter Bezugnahme auf 3 ist dort ein Übersichts-Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Vorgehensweise gezeigt, die von dem Signalverarbeitungssystem 20 von 1 angewendet wird, um eine Zielerfassung in dem vorbestimmten Weg des Trägerfahrzeugs 10 zu implementieren. Dieses Ablaufdiagramm umfasst eine Endlosschleife mit jeweils einem Arbeitszyklus für jede Aktualisierung des Radarsystems, das als der vorwärtsblickende Sensor 14 verwendet wird. Bei der vorgesehenen Verwendung der vorliegenden Erfindung wird geschätzt, dass sich solche Aktualisierungen einmal alle 50–100 Millisekunden ereignen, oder 10–20 Zyklen durch die Schleife von 3 pro Sekunde.
Im Prozessschritt 30 sammelt das Signalverarbeitungssystem 20 die Dateneingänge. Von dem vorwärtsblickenden Sensor 14 empfängt es Daten für jedes verfolgte Ziel, die sich auf den den Abstand, den Winkel, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung relativ zu dem Trägerfahrzeug 10 beziehen. Aus diesen Informationen wandelt das System 20 die Daten in einen Abstand, einen Winkel, eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung um. Es verwendet den Winkel und den Abstand zum Errechnen einer Seitengeschwindigkeit. In diesem Prozessschritt gibt das System 20 auch die Geschwindigkeit und die Hochachsen-Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 aus dem Geschwindigkeits-Messsystem 16 bzw. dem Hochachsen-Drehgeschwindigkeit-Messsystem 18 ein.
Der Prozess von 3 geht weiter mit dem Prozessschritt 32, in dem ein Weg für das Trägerfahrzeug 10 auf der Grundlage seiner Geschwindigkeit und seiner Hochachsen-Drehgeschwindigkeit abgeschätzt wird. Die Trägerfahrzeugweg-Abschätzung wird durch Anwenden einer Zweizustand-Kalman-Filterung auf Bahnkurvenparameter und Entwickeln eines Host-Positionsvektors in der Entfernung nach vorwärts errechnet. Die Einzelheiten dieses Prozesses sind in einer späteren Erörterung mit Bezug auf 4 ausführlicher beschrieben.
Der Prozess von 3 geht weiter mit dem Prozessschritt 34, in dem für jedes Ziel Positionshistorien auf der Grundlage der Trägerfahrzeug-Geschwindigkeit und der Hochachsen-Drehgeschwindigkeit entwickelt werden, und Zielpositionen nach vorwärts mit longitudinalen und lateralen Positions-Zustandsvektoren entwickelt werden. Die Einzelheiten dieses Prozesses sind in einer späteren Erörterung mit Bezug auf 5 ausführlicher beschrieben.
Der Prozess von 3 geht weiter mit dem Prozessschritt 36, in dem eine Kurvenübereinstimmung auf die Kurvengeschwindigkeitsdaten des Trägerfahrzeugs angewendet wird, und für jedes Ziel eine Kurve unter Verwendung von historischen Zieldaten und Daten, die aus Positions- und Geschwindigkeitsabschätzungen in der Längs- und Seitenrichtung entwickelt wurden, erzeugt wird. Die Einzelheiten dieses Prozesses sind in einer späteren Erörterung mit Bezug auf 6 ausführlicher beschrieben.
Der Prozess von 3 geht weiter mit dem Prozessschritt 38, in dem ein vorbestimmter Weg durch Korrelieren des Weges des Trägerfahrzeugs und der Ziele und Zusammenfassen gewichteter Zielwege erzeugt wird. Die Einzelheiten dieses Prozesses sind in einer späteren Erörterung mit Bezug auf 7 ausführlicher beschrieben.
Der Prozess von 3 geht weiter mit einem abschließenden Prozessschritt 40, in dem Ziel-Querentfernungspositionen mit dem vorbestimmten Weg des Trägerfahrzeugs 10 verglichen werden, und die Ziele als entweder innerhalb oder außerhalb der Fahrspur des Trägerfahrzeugs befindlich klassifiziert werden. Die Einzelheiten dieses Prozesses sind in einer späteren Erörterung mit Bezug auf 14 ausführlicher beschrieben.
Nach Beendigung des Prozessschrittes 40 findet eine Aktualisierung des als der vorwärtsblickende Sensor 14 verwendeten Radarsystems statt, und das Signalverarbeitungssystem tritt mit den aktualisierten Zieldaten in den Prozessschritt 30 ein.
Unter Bezugnahme auf 4 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozess von Schritt 32 von 3 gezeigt. In diesem Schritt wird ein Weg für das Trägerfahrzeug 10 basierend auf seiner Geschwindigkeit und seiner Hochachsen-Drehgeschwindigkeit abgeschätzt. Die Schätzung des Trägerfahrzeugweges wird durch die Anwendung einer Zweizustand-Kalman-Filterung auf Bahnkurvenparameter und die Entwicklung eines Host-Positionsvektors in der Entfernung nach vorwärts errechnet. Der Krümmungszustandsvektor besteht aus einer Krümmungsrate (Grad/Meter) und einer Krümmungsratenänderung (Grad/Meter²). Das Kalman-Filter bildet den Durchschnitt der Krümmungsrate von Aktualisierung zu Aktualisierung durch Gewichtung gemäß den Varianzen der Messung. Es filtert Extremwerte des Rauschens aus, z.B. Spitzen der Hochachsen-Drehgeschwindigkeit, die von Bodenwellen der Autobahn verursacht werden. Eine Messung der Krümmungsrate wird durch Dividieren der Hochachsen-Drehgeschwindigkeit durch die Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt. Nach dem Filtern des Krümmungszustandsvektors wird sie mit der Zustandsübergangsmatrix nach vorwärts entwickelt, und der Weg wird von dem Mittelpunkt des Trägerfahrzeugs aus in Schritten mit einer festgelegten Länge entlang eines Bogens nach vorwärts entwickelt. Bei dem vorliegenden Beispiel beträgt die Länge der Schritte 10 m.
Der Prozess von Schritt 32 beginnt bei dem Entscheidungsschritt 50, der abfragt, ob die gegenwärtige Aktualisierung die erste Aktualisierung ist. Falls ja, geht die Steuerung zu dem Schritt 52 über, in dem das Kalman-Filter initialisiert wird, und die Steuerung geht zu dem Schritt 70 über. Falls es sich nicht um die erste Aktualisierung handelt, geht die Steuerung zu dem Schritt 54 über, in dem die von dem Trägerfahrzeug zurückgelegte Strecke abgeschätzt wird. Die seit der letzten Schätzung vergangene Zeit wird berechnet, und diese vergangene Zeit wird mit der Geschwindigkeit des Träger fahrzeugs verwendet, um die zurückgelegte Strecke zu berechnen. In dem hierauf folgenden Schritt 56 wird die zurückgelegte Strecke dazu verwendet, eine Zustandsübergangsmatrix und eine Zustandskovarianz-Abdriftmatrix zu definieren. In Schritt 58 werden die Zustandsübergangsmatrix und die Zustandskovarianz-Abdriftmatrix verwendet, um den Zustandsvektor und die Zustandsvektorkovarianz vorher zu bestimmen. Der Zustandsvektor wird dann verwendet, um die Messung vorher zu bestimmen. In Schritt 60 werden die Messung der Krümmungsrate und der Messungsvarianz unter Verwendung der Hochachsen-Drehgeschwindigkeit, der Geschwindigkeit und der Varianzen berechnet.
Im Entscheidungsschritt 62 muss ein Messungsvorherbestimmungsfenster bestimmt werden. Das Fenster definiert eine Zweiseitenbegrenzung, für die Messungen akzeptiert werden. Bei diesem Beispiel ist die Messung die gleiche Größe wie das erste Element in dem Zustandsvektor, und die Schwellwertgrenze ist das Dreifache der Quadratwurzel der Varianz dieses Zustandselementes plus die Abschätzung des Messungsrauschens. Eine Bestimmung wird vorgenommen, ob eine Aktualisierung der Messung durch Vergleichen der Differenz der Messung und der vorherbestimmten Messung mit dem Schwellwert vorgenommen werden soll.
Falls die Aktualisierung ausgeführt werden soll, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 68 über, in dem die Kalman-Verstärkung berechnet wird und der Zustandsvektor und die Kovarianz aktualisiert werden. Falls die Aktualisierung nicht ausgeführt werden soll, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 64 über, in dem die vergangene Zeit seit der letzten gültigen Aktualisierung überprüft wird. Falls eine bestimmte maximale Zeit überschritten wurde, wird das Kalman-Filter in dem Prozessschritt 52 neu initialisiert, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 70 über. Falls die maximale Zeit nicht überschritten wurde, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 66 über, in dem der Zustandsvektor und die Kovarianz als die vorherbestimmten Werte genommen werden sollen. Die Steuerung geht dann zu dem Prozessschritt 70 über, in dem die aktuelle Krümmungsrate und Krümmungsratenänderung entlang eines gekrümmten Weges in Schritten mit einer festgelegten Länge entwickelt werden.
Im Prozessschritt 72 werden die x- und y-Koordinaten für jede entwickelte Position unter Verwendung eines kartesischen Koordinatensystems bestimmt, wobei x rechts von dem Trägerfahrzeug 10 positiv, und y in gerader Richtung vor dem Trägerfahrzeug 10 ist. Bei Beendigung des Prozessschrittes 72 geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 34 von 3 über.
Unter Bezugnahme auf 5 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 34 von 3 gezeigt, in dem für jedes Ziel Positionshistorien auf der Grundlage der Trägerfahrzeug-Geschwindigkeit und Hochachsen-Drehgeschwindigkeit entwickelt werden, und Zielpositionen nach vorwärts mit longitudinalen und lateralen Zielpositions-Zustandsvektoren entwickelt werden.
Im anfänglichen Prozessschritt 80 wird der longitudinale und laterale Fahrtrichtungsvektor des Trägerfahrzeugs 10 aus der Hochachsen-Drehgeschwindigkeit, der Geschwindigkeit, und der seit der letzten Aktualisierung vergangenen Zeit errechnet. Im Prozessschritt 82 für das erste Ziel werden die Zielposition-Historienpunkte entwickelt und gemäß dem aktualisierten Fahrtrichtungsvektor des Trägerfahrzeugs 10 rotiert. In Schritt 84 werden sämtliche Punkte der Zielpositionshistorie, die hinter das Trägerfahrzeug zurückgefallen sind, d.h. solche mit einer negativen y-Koordinate, aus der Historie gelöscht.
Im Entscheidungsschritt 86 fragt der Prozess ab, ob sich das Ziel auf einer geraden Strasse befindet, ohne einen Fahrspurwechsel durchzuführen, und innerhalb einer zulässigen Entfernung. Falls auch nur eine dieser Bedingungen nicht zutrifft, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 90 über. Falls alle dieser Bedingungen zutreffen, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 88 über, in dem die Zielpositionen mit longitudinalen und lateralen Zielpositions-Zustandsvektoren und einer Zustandsübergangsmatrix nach vorwärts entwickelt werden. Dann geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 90 über, der abfragt, ob alle Ziele die Entwicklungsaktualisierungen der Schritte 82–88 durchlaufen haben. Falls nicht, kehrt die Steuerung für das nächste Ziel zu dem Schritt 82 zurück. Wenn alle Ziele auf diese Weise entwickelt worden sind, gibt der Entscheidungsschritt 90 die Steuerung weiter zu dem Prozessschritt 36 von 3.
Unter Bezugnahme auf 6 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 36 von 3 gezeigt. In diesem Prozess wird eine Kurvenanpassung auf die Kurvengeschwindigkeitsdaten des Trägerfahrzeugs angewendet, und für jedes Ziel wird eine Kurve erzeugt unter Verwendung von historischen Zieldaten sowie von Daten, die aus Positions- und Geschwindigkeitsabschätzungen in der longitudinalen und lateralen Richtung nach vorwärts entwickelt wurden. Die Kurven sind beide Polynome zweiter Ordnung mit der Form x = c0 + c1·y + c2·y,wobei x die Seitenrichtung ist und y die Längsrichtung ist, und wobei c₀, c₁ und c₂ die Polynomkoeffizienten 0-ter, erster bzw. zweiter Ordnung sind, welche die Gestalt der Kurve in der Querentfernungsdimension angeben.
Der anfängliche Schritt ist der Prozessschritt 100, der einen festgelegten longitudinalen Vektor erzeugt. Hierauf folgt der Prozessschritt 102, der eine Polynomkurvenübereinstimmung zweiter Ordnung auf den vorausbestimmten Trägerfahrzeug-Positionsvektor anwendet. Es werden Querentfernungs-Polynomkoeffizienten (c₀, c₁ und c₂) erzeugt und gegen den festgelegten Längsvektor ausgewertet.
Der Entscheidungsschritt 104 fragt ab, ob eine ausreichende Anzahl von Zielpositionspunkten eingelesen wurde. Bei dem vorliegenden Beispiel liefert ein Zeitraum von zwei Sekunden, bei der vorausgehend genannten Radarabtastrate von 10–20 Radaraktualisierungen pro Sekunde, 10 bis 20 Zielpositionspunkte. Es wird angenommen, dass dies für eine zufriedenstellende Kurvenanpassung ausreichend ist. Falls keine ausreichende Anzahl von Zielpositionspunkten eingelesen wurde, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 108 über. Falls eine ausreichende Anzahl eingelesen wurde, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 106 über, in dem eine Polynomkurvenübereinstimmung zweiter Ordnung auf den Zielpositionshistorie-/-vorherbestimmungs-Vektor angewendet wird. Es werden Querentfernungs-Polynomkoeffizienten (c₀, c₁ und c₂) erzeugt und gegen den festgelegten Längsvektor ausgewertet.
Dann geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 108 über, der abfragt, ob alle Ziele untersucht wurden. Falls nicht, geht die Steuerung für das nächste Ziel zu dem Entscheidungsschritt 104 zurück. Wenn alle Ziele überprüft worden sind, gibt der Entscheidungsschritt 108 die Steuerung zu dem Prozessschritt 38 von 3 weiter.
Unter Bezugnahme auf 7 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 38 von 3 gezeigt. Der Prozessschritt 38 erzeugt einen vorbestimmten Weg durch Korrelieren des Weges des Trägerfahrzeugs und der Ziele und Zusammenfassen gewichteter Zielwege.
Der anfängliche Schritt ist der Entscheidungsschritt 110, der abfragt, ob alternative Weghypothesen existieren. Eine Erörterung alternativer Weghypothesen wird in dem Text in Bezug auf 10 gegeben. Falls eine alternative Weghypothese existiert, aktualisiert der Prozessschritt 112 den Entscheidungsbereich von der vorherigen Aktualisierung. Die Einzelheiten von Prozessschritt 112 werden in einer späteren Erörterung in Bezug auf 8 vollständiger beschrieben. Im Anschluss an den Schritt 112 geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 114 über. Falls keine alternativen Hypothesen existieren, führt der Prozessschritt 114 eine Überprüfung durch, um zu bestimmen, ob das Trägerfahrzeug 10 einen Fahrspurwechsel vornimmt. Die Einzelheiten von Prozessschritt 114 werden in einer späteren Erörterung in Bezug auf 9 vollständiger beschrieben.
Die Steuerung geht nun zu dem Prozessschritt 116 über, der die Wege des Trägerfahrzeugs und der Ziele korreliert. Die Einzelheiten von Prozessschritt 116 werden in einer späteren Erörterung in Bezug auf die 10a bis 10c vollständiger beschrieben. Im Anschluss an den Schritt 116 erzeugt der Prozessschritt 118 Zusammenfassungsgewichtungen mittels Vorgabe auf der Grundlage der Entfernung des Zieles von dem Trägerfahrzeug 10. Die Einzelheiten von Prozessschritt 118 werden in einer späteren Erörterung in Bezug auf 11 vollständiger beschrieben.
Im Anschluss an den Schritt 118 fragt der Entscheidungsschritt 120 ab, ob ein Fahrspurwechsel des Trägerfahrzeugs 10 erfasst wurde. Falls nicht, führt der Prozessschritt 122 einen Weg-Entscheidungsbaum aus, der in einer späteren Erörterung in Bezug auf die 12a bis 12c vollständiger beschrieben ist. Die Steuerung geht dann zu dem Schritt 124 über, in dem die Zielwege zusammengefasst werden und die Daten des vorherbestimmten Weges erzeugt werden. Falls der Entscheidungsschritt 120 bestimmt, dass ein Fahrspurwechsel erfasst wurde, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 124 über, in dem die Zielwege zusammengefasst werden und die Daten des vorherbestimmten Weges erzeugt werden. Die Einzelheiten von Prozessschritt 124 werden in einer späteren Erörterung in Bezug auf 13 vollständiger beschrieben. Bei Beendigung des Prozessschrittes 124 geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 40 von 3 über.
Unter Bezugnahme auf 8 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 112 von 7 gezeigt. Der anfängliche Schritt ist der Entscheidungsschritt 130, der abfragt, ob eine allgemeine alternative Hypothese existiert. Falls ja, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 132 über, der abfragt, ob ein Ziel diese Hypothese validiert. Falls ja, aktualisiert der Prozessschritt 134 den Entscheidungsbereich mit der Fahrgeschwindigkeit und Beschleunigung des Zieles, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 138 über. Falls der Entscheidungsschritt 132 ergibt, dass ein Ziel die Hypothese nicht validiert, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 136 über, der den Entscheidungsbereich mit der Fahrgeschwindigkeit und Beschleunigung des Trägerfahrzeugs 10 aktualisiert, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 138 über. Falls der Entscheidungsschritt 130 ergibt, dass keine allgemeine alternative Hypothese existiert, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 138 über.
Der Entscheidungsschritt 138 fragt ab, ob eine primäre alternative Hypothese existiert. Das nächstliegende Ziel in der gleichen Fahrspur wie das Trägerfahrzeug wird als das primäre Ziel definiert. Falls eine primäre alternative Hypothese existiert, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 140 über, der abfragt, ob ein Ziel diese Hypothese validiert. Falls ja, aktualisiert der Prozessschritt 142 den Entscheidungsbereich mit der Fahrgeschwindigkeit und Beschleunigung des Zieles, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 114 von 7 über. Falls der Entscheidungsschritt 140 ergibt, dass ein Ziel die Hypothese nicht validiert, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 144 über, der den Entscheidungsbereich mit der Fahrgeschwindigkeit und Beschleunigung des Trägerfahrzeugs 10 aktualisiert, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 114 von 7 über. Falls der Entscheidungsschritt 138 ergibt, dass keine primäre alternative Hypothese existiert, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 114 von 7 über.
Unter Bezugnahme auf 9 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 114 von 7 gezeigt. Dies ist eine Routine, die auf einen Fahrspurwechsel durch das Trägerfahrzeug 10 überprüft. Ein erstes Anzeichen eines Fahrspurwechsels ist ein Fahrtrichtungswinkel von ungleich Null. Eine Fahrtrichtung von ungleich Null zeigt eine Abweichung von dem vorbestimmten Weg oder auf äquivalente Weise von der vorherbestimmten Krümmungsrate an. Die Routine muss die Ziele gemäß der Änderung des Fahrtrichtungswinkels rotieren und korrelieren. Wenn das Trägerfahrzeug 10 einen Fahrspurwechsel vornimmt, rotieren alle Ziele um die Fahrtrichtungsänderung. Falls die Ziele zurück rotiert werden, sollten die rotierten Positionen mit ihren vorherigen Positionen korrelieren. Dies wird durch Vergleichen des Zielweg-Polynomkoeffizienten erster Ordnung, c₁, mit der integrierten Hochachsen-Drehgeschwindigkeit, d.h. der Fahrtrichtung des Trägerfahrzeugs unabhängig von der Strassengeometrie, implementiert.
Der anfängliche Schritt ist ein Prozessschritt 150, in dem die ungefilterte Messung der Hochachsen-Drehgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 10 mit dem zuvor aktualisierten Fahrwegrichtungskoeffizienten, multipliziert mit dem Zweifachen der Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 10, verglichen wird. Der Entscheidungsschritt 152 fragt daraufhin ab, ob dieser Wert einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Falls die Antwort negativ ist, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 154 über, der feststellt, dass das Trägerfahrzeug 10 keinen Fahrspurwechsel vornimmt.
Falls die in dem Schritt 150 verglichenen Werte den Schwellwert in dem Entscheidungsschritt 152 übersteigen, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 156 über, der die integrierte Hochachsen-Drehgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 10 mit jedem Ziel-Richtungskoeffizienten vergleicht, um zu bestimmen, ob sie gleich und entgegengesetzt ist. Falls sich in dem Entscheidungsschritt 158 die Mehrzahl der Ziele nicht in einer entgegengesetzten Richtung gegenüber dem Trägerfahrzeug 10 bewegen, nimmt das Trägerfahrzeug 10 keinen Fahrspurwechsel vor, und die Steuerung geht zu dem Schritt 154 über. Falls die Antwort in dem Entscheidungsschritt 158 positiv ist, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 160 über, der abfragt, ob es zwei aufeinander folgende Erfassungen einer solchen entgegengesetzten Bewegung bei aufeinander folgenden Radaraktualisierungen gegeben hat. Bei diesem Beispiel sind zwei aufeinander folgende Erfassungen der Bewegung einer Mehrzahl der Ziele in einer entgegengesetzten Richtung gegenüber dem Trägerfahrzeug 10 erforderlich, um einen Fahrspurwechsel durch das Trägerfahrzeug 10 zu validieren. Falls die Antwort in dem Entscheidungsschritt 160 negativ ist, ist die Validierungsbedingung noch nicht erfüllt, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 154 über. Falls die Antwort in dem Entscheidungsschritt 160 positiv ist, ist die Validierungsbedingung erfüllt, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 162 über, der feststellt, dass das Trägerfahrzeug 10 einen Fahrspurwechsel vornimmt. Im Anschluss an entweder den Schritt 154 oder den Schritt 162 geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 116 von 7 über.
Unter Bezugnahme auf die 10a bis 10c, die eigentlich ein einzelnes Ablaufdiagramm enthalten, das zur besseren Übersichtlichkeit auf drei Blätter aufgeteilt wurde und zusammenfassend als 10 bezeichnet wird, ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 116 von 7 gezeigt. Diese Routine korreliert die Zielwege mit dem Weg des Trägerfahrzeugs, indem es die Varianz der Differenz zwischen der Wegübereinstimmungs-Querentfernung für die Ziele und der Hochachsen-Drehgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 10 untersucht. Beginnend mit dem am weitesten entfernten Ziel, das als der "Rudelführer" bezeichnet wird, sucht das System, falls dieses Ziel von dem Weg des Trägerfahrzeugs abweicht, nach einem positionsgleichen Ziel, das bei dem vorliegenden Beispiel durch ein Ziel definiert ist, wel ches sich innerhalb von 2,5 m (basierend auf einer typischen Autobahngeschwindigkeit von 25 m pro Sekunde und einer Radar-Aktualisierungsrate von 10-mal pro Sekunde) bewegt. Falls das positionsgleiche Ziel ebenfalls von dem Weg des Trägerfahrzeugs abweicht und die Zielwege korreliert sind, nimmt das Programm eine Strassenabweichung an. Dies führt zu einer Erhöhung der Gewichtung bei der Wegzusammenfassung, so dass diese der Abweichung folgt. Falls kein benachbartes Ziel vorhanden ist, wird angenommen, dass eine Änderung der Strassenkrümmung vorliegt, und eine alternative Weghypothese wird aufgestellt. Der aktive Weg folgt dem Ziel. Der alternative Weg ignoriert das Ziel. Das entfernungsmäßig nächstliegende Ziel verifiziert oder negiert die Wegänderung. Falls zu einem Zeitpunkt, der mit der Zielgeschwindigkeit und der Zielentfernungs-Differentialdifferenz errechnet wurde, das nächste Ziel dem führenden Ziel nicht folgt, sondern statt dessen dem alternativen Weg folgt, wählt das Programm den alternativen Weg und nimmt an, dass das führende Ziel einen Fahrspurwechsel vornimmt oder von der Autobahn abfährt.
Der anfängliche Schritt ist der Prozessschritt 170, der die Varianz des Vektors berechnet, der gebildet wird durch Subtrahieren der Querentfernungs-Kurvenanpassung des vorherbestimmten Trägerfahrzeugweges von der Querentfernungs-Kurvenanpassung des Zielweges minus den Polynomkoeffizienten nullter Ordnung, c₀. Der Entscheidungsschritt 172 fragt daraufhin ab, ob die Varianz von dem Schritt 170 auf der Grundlage der Zielentfernung über einem Schwellwert liegt. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 174 ab, ob es zwei aufeinander folgende Erfassungen einer Wegänderung bei aufeinander folgenden Radaraktualisierungen gegeben hat. Falls ja, vermerkt der Prozessschritt 178 eine Wegänderung für das Ziel, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 180 über. Falls nicht, vermerkt der Prozessschritt 176 keine Wegänderung für das Ziel, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 180 über. Falls der Entscheidungsschritt 172 ergibt, dass die Varianz von dem Schritt 170 auf der Grundlage der Zielentfernung einen Schwellwert nicht übersteigt, vermerkt der Prozessschritt 176 keine Wegänderung für den Zielweg, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 180 über.
Der Entscheidungsschritt 180 fragt ab, ob es ein anderes Fahrzeug gibt, das dem Ziel nachfolgt. Falls nicht, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 192 über. Falls es ein nachfolgendes Fahrzeug gibt, berechnet der Prozessschritt 182 die Varianz des Vektors, der gebildet wird durch Subtrahieren der Querentfernungs-Kurvenanpassung der Wege des Zieles und des nachfolgenden Zieles, minus deren Polynomkoeffizienten nullter Ordnung, c₀. Der Entscheidungsschritt 184 fragt daraufhin ab, ob die Varianz von dem Schritt 182 einen auf der Entfernung basierenden Schwellwert übersteigt. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 186 ab, ob es zwei solche Erfassungen bei aufeinander folgenden Radaraktualisierungen gegeben hat. Falls ja, vermerkt der Prozessschritt 190 eine gegenüber der Führung verzögerte Wegänderung für das Ziel, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 192 über. Falls nicht, vermerkt der Prozessschritt 188 keine gegenüber der Führung verzögerte Wegänderung für das Ziel, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 192 über. Falls der Entscheidungsschritt 184 ergibt, dass die Varianz von dem Schritt 182 einen auf der Entfernung basierenden Schwellwert nicht übersteigt, vermerkt der Prozessschritt 188 keine gegenüber der Führung verzögerte Wegänderung für das Ziel, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 192 über.
Der Entscheidungsschritt 192 fragt ab, ob es ein anderes, mit dem Ziel positionsgleiches Fahrzeug gibt. Falls nicht, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 204 über. Falls es ein positionsgleiches Fahrzeug gibt, berechnet der Prozessschritt 194 die Varianz des Vektors, der gebildet wird durch Subtrahieren der Querentfernungs-Kurvenanpassungen der Wege des Zieles und des lokalen Zieles minus deren Polynomkoeffizienten nullter Ordnung, c₀. Der Entscheidungsschritt 196 fragt daraufhin ab, ob die Varianz von dem Schritt 194 einen auf der Entfernung basierenden Schwellwert übersteigt. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 198 ab, ob es zwei solche Erfassungen bei aufeinander folgenden Radaraktualisierungen gegeben hat. Falls ja, vermerkt der Prozessschritt 202 eine lokale Wegänderung für das Ziel, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 204 über. Falls nicht, vermerkt der Prozessschritt 200 keine lokale Wegänderung für das Ziel, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 204 über. Falls der Entscheidungsschritt 196 ergibt, dass die Varianz von dem Schritt 194 einen auf der Entfernung basierenden Schwellwert nicht übersteigt, vermerkt der Prozessschritt 200 keine lokale Wegänderung für das Ziel, und die Steuerung geht zu dem Entscheidungsschritt 204 über.
Der Entscheidungsschritt 204 fragt ab, ob das Ziel eine alternative Hypothese validiert. Falls nicht, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 224 über. Falls das Ziel eine alternative Hypothese validiert, berechnet der Prozessschritt 206 die Varianz des Vektors, der gebildet wird durch Subtrahieren der Querentfernungs-Kurvenanpassungen des Zielweges und des Zielweges der alternativen Hypothese minus deren Polynomkoeffizienten nullter Ordnung, c₀.
Der Entscheidungsschritt 208 fragt daraufhin ab, ob die Varianz von dem Schritt 206 einen auf der Entfernung basierenden Schwellwert übersteigt. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 210 ab, ob es zwei solche Erfassungen bei aufeinander folgenden Radaraktualisierungen gegeben hat. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 218 ab, ob die validierte Hypothese eine primäre Hypothese ist. Falls ja, vermerkt der Prozessschritt 220, dass eine Änderung des primären alternativen Zielweges erfasst wurde. Die Steuerung geht dann zu dem Entscheidungsschritt 224 über.
Falls der Entscheidungsschritt 218 feststellt, dass die validierte Hypothese keine primäre Hypothese ist, vermerkt der Prozessschritt 222, dass eine Änderung des allgemeinen alternativen Zielweges erfasst wurde. Die Steuerung geht dann zu dem Entscheidungsschritt 224 über. Falls der Entscheidungsschritt 210 feststellt, dass es nicht zwei aufeinander folgende Erfassungen einer Wegänderung gegeben hat, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 212 über.
Falls der Entscheidungsschritt 208 feststellt, dass die Varianz von dem Schritt 206 nicht über einem auf der Entfernung basierenden Schwellwert liegt, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 212 über. Der Entscheidungsschritt 212 fragt ab, ob die validiert Hypothese eine primäre Hypothese ist. Falls ja, vermerkt der Prozessschritt 214, dass keine Änderung des primären alternativen Zielweges erfasst wurde. Die Steuerung geht dann zu dem Entscheidungsschritt 224 über. Falls der Entscheidungsschritt 212 feststellt, dass die validiert Hypothese keine primäre Hypothese ist, vermerkt der Prozessschritt 216, dass keine Änderung des allgemeinen alternativen Zielweges erfasst wurde. Die Steuerung geht dann zu dem Entscheidungsschritt 224 über.
Der Entscheidungsschritt 224 fragt ab, ob es noch mehr zu überprüfende Ziele gibt. Falls ja, kehrt die Steuerung zu dem Schritt 170 am Anfang der Routine zurück. Falls es nicht noch mehr Ziele gibt, kehrt die Steuerung zum Schritt 118 von 7 zurück.
Unter Bezugnahme auf 11 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 118 von 7 gezeigt. In diesem Schritt werden Zusammenfassungsgewichtungen durch Vorgabe auf der Grundlage der Entfernung des Ziels von dem Trägerfahrzeug 10 erzeugt. Die Gewichtungen werden in darauf folgenden Operationen eingestellt, die mit Bezug auf die 12a bis 12c beschrieben sind. Bei diesem Beispiel werden den Vorgabegewichtungen ein Wert von Eins für die Entfernung zwischen dem Trägerfahrzeug 10 und der gegenwärtigen Position des Zieles und monoton abnehmende Werte jenseits des Zieles bis zum Ende des Bereiches des Radarsystems 14 zugewiesen. Daraus ist ersichtlich, dass das am weitesten entfernte Ziel den größten Einfluss ausübt, wenn die Gewichtungen zusammengefasst werden.
Der anfängliche Schritt ist der Entscheidungsschritt 230, welcher abfragt, ob eine primäre alternative Hypothese akzeptiert wurde. Falls ja, löscht der Prozessschritt 232 die allgemeine alternative Hypothese, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 234 über. Falls keine primäre alternative Hypothese akzeptiert wurde, geht die Steuerung unmittelbar zu dem Schritt 234 über.
Im Prozessschritt 234 wird die oben erwähnte vorgegebene, auf der Entfernung basierende Gewichtung angewendet. Im Anschluss daran fragt der Entscheidungsschritt 236 ab, ob eine alternative Weghypothese akzeptiert oder zurückgewiesen worden ist. Falls nicht, geht die Steuerung zurück zu dem Entscheidungsschritt 120 von 7. Falls eine alternative Weghypothese akzeptiert oder zurückgewiesen worden ist, stellt der Schritt 238 die Zusammenfassungsgewichtungen ein. Falls ein Ziel auf Grund einer Hypothese zurückgewiesen wurde, wird seine Gewichtung auf Null eingestellt. Im Anschluss an den Schritt 238 geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 120 von 7 zurück.
Unter Bezugnahme auf die 12a bis 12c, die eigentlich ein einzelnes Ablaufdiagramm enthalten, das zur besseren Übersichtlichkeit auf drei Blätter aufgeteilt wurde und zusammenfassend als 12 bezeichnet wird, ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 122 von 7 gezeigt. Diese Routine ist ein Entscheidungsbaum für die Wegvorherbestimmung. Ausgänge der Korrelationsanalysen werden durch eine Series von Entscheidungen geführt, welche die Zusammenfassungsgewichtungen steuern. Alternative Hypothesen werden eingestellt, beibehalten, und auch aufgelöst.
Die Routine beginnt mit dem Prozessschritt 240, der das am weitesten entfernte Ziel identifiziert, das auch als der Rudelführer bezeichnet wird. Der Entscheidungsschritt 242 fragt daraufhin ab, ob sich der Weg des Rudelführers ändert. Falls nicht, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 250 über. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 244 ab, ob ein positionsgleiches Ziel vorhanden ist. Falls nicht, stellt der Prozessschritt 252 eine alternative Hypothese ein, dem Rudelführer nicht zu folgen, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 250 über.
Falls der Entscheidungsschritt 244 bestimmt, dass ein positionsgleiches Ziel vorhanden ist, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 246 über. Der Entscheidungsschritt 246 fragt ab, ob sich der Weg des positionsgleichen Zieles ändert. Falls nicht, folgt der Prozessschritt 254 dem positionsgleichen Ziel und stellt eine alternative Hypothese ein, dem Rudelführer zu folgen, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 258 über. Falls der Entscheidungsschritt 246 bestimmt, dass sich der Weg des positionsgleichen Zieles ändert, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 248 über, der abfragt, ob die Änderung in dem positionsgleichen Zielweg mit der Wegänderung des Rudelführers korreliert ist. Falls ja, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 250 über. Falls der Entscheidungsschritt 248 bestimmt, dass die zwei Wege nicht korreliert sind, stellt der Prozessschritt 256 eine alternative Hypothese ein, dem positionsgleichen Ziel zu folgen, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 250 über.
Der Prozessschritt 250 instruiert die Routine, weiterhin dem Rudelführer zu folgen, und der darauf folgende Schritt, der Weiterführungsschritt 258, gibt die Steuerung an den Entscheidungsschritt 260 weiter.
Der Entscheidungsschritt 260 fragt ab, ob es noch mehr Ziele innerhalb des Erfassungsbereiches gibt. Falls nicht, fragt der Entscheidungsschritt 262 ab, ob das Trägerfahrzeug 10 die alternative Hypothese validiert. Falls nicht, geht die Steuerung zu dem Weiterführungsschritt 290 über. Falls das Trägerfahrzeug 10 die alternative Hypothese validiert, fragt der Entscheidungsschritt 280 ab, ob der Entscheidungsbereich erreicht wurde. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 284 ab, ob das Trägerfahrzeug 10 mit dem alternativen Zielweg korreliert ist. Falls nicht, dekrementiert der Prozessschritt 288 den Entscheidungszählwert, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 290 über. Falls der Entscheidungsschritt 284 bestimmt, dass das Trägerfahrzeug 10 mit dem alternativen Zielweg korreliert ist, inkrementiert der Prozessschritt 286 den Entscheidungszählwert, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 290 über.
Falls der Entscheidungsschritt 280 bestimmt, dass der Entscheidungsbereich nicht erreicht wurde, fragt der Entscheidungsschritt 282 ab, ob das Trägerfahrzeug 10 mit dem alternativen Zielweg korreliert ist. Falls nicht, geht die Steuerung zu dem Weiterführungsschritt 290 über. Falls der Entscheidungsschritt 282 bestimmt, dass das Trägerfahrzeug 10 mit dem alternativen Zielweg korreliert ist, inkrementiert der Prozessschritt 286 den Entscheidungszählwert, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 290 über.
Falls der Entscheidungsschritt 260 bestimmt, dass mindestens ein weiteres Ziel innerhalb des Erfassungsbereiches vorhanden ist, fragt der Entscheidungsschritt 264 ab, ob das nächste Ziel die alternative Hypothese validiert. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 266 ab, ob der Entscheidungsbereich erreicht wurde. Falls ja, fragt der Entscheidungsschritt 270 ab, ob sich der Weg des Zieles ändert. Falls nicht, dekrementiert der Prozessschritt 274 den Entscheidungszählwert, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 278 über. Falls der Entscheidungsschritt 270 bestimmt, dass sich der Weg des Zieles ändert, fragt der Entscheidungsschritt 272 ab, ob das Ziel mit dem alternativen Zielweg korreliert ist. Falls ja, inkrementiert der Prozessschritt 276 den Entscheidungszählwert, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 278 über. Falls der Entscheidungsschritt 272 bestimmt, dass das Ziel nicht mit dem alternativen Zielweg korreliert ist, geht die Steuerung zu dem Weiterführungsschritt 278 über.
Falls der Entscheidungsschritt 266 bestimmt, dass der Entscheidungsbereich nicht erreicht wurde, fragt der Entscheidungsschritt 268 ab, ob sich der Weg des Zieles ändert. Falls nicht, geht die Steuerung zu dem Weiterführungsschritt 278 über. Falls der Entscheidungsschritt 282 bestimmt, dass sich der Weg des Zieles ändert, inkrementiert der Prozessschritt 276 den Entscheidungszählwert, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 278 über.
Falls der Entscheidungsschritt 264 bestimmt, dass das nächste Ziel die alternative Hypothese nicht validiert, fragt der Entscheidungsschritt 292 ab, ob sich der Weg des Zieles ändert. Falls nicht, geht die Steuerung zu dem Weiterführungsschritt 296 über. Falls der Entscheidungsschritt 292 bestimmt, dass sich der Weg des Zieles ändert, fragt der Entscheidungsschritt 294 ab, ob die Zielwegänderung mit dem Weg des führenden Zieles korreliert ist. Falls ja, geht die Steuerung zu dem Weiterführungsschritt 296 über. Falls der Entscheidungsschritt 294 bestimmt, dass der Weg des Zieles nicht mit dem Weg des führenden Zieles korreliert ist, fragt der Entscheidungsschritt 298 ab, ob ein positionsgleiches Ziel vorhanden ist. Falls nicht, fragt der Entscheidungsschritt 302 ab, ob das Ziel das primäre Ziel, d.h. das dem Trägerfahrzeug 10 nächste Ziel, ist. Falls ja, stellt der Prozessschritt 310 die primäre alternative Hypothese ein, dem primären Ziel zu folgen, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 296 über.
Falls der Entscheidungsschritt 302 bestimmt, dass das Ziel nicht das primäre Ziel ist, fragt der Entscheidungsschritt 304 ab, ob eine alternative Hypothese für ein innerhalb eines weiteren Bereiches liegendes Ziel existiert. Falls nicht, stellt der Pro zessschritt 306 eine alternative Hypothese ein, dem Ziel zu folgen, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 296 über. Falls der Entscheidungsschritt 304 bestimmt, dass eine alternative Hypothese für ein innerhalb eines weiteren Bereiches liegendes Ziel existiert, fährt der Prozessschritt 308 mit der vorhandenen alternativen Hypothese fort, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 296 über.
Falls der Entscheidungsschritt 298 bestimmt, dass ein positionsgleiches Ziel existiert, fragt der Entscheidungsschritt 300 ab, ob sich der Weg des positionsgleichen Zieles ändert. Falls sich der Weg des positionsgleichen Zieles nicht ändert, geht die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 302 über. Falls der Entscheidungsschritt 300 bestimmt, dass sich der Weg des positionsgleichen Zieles ändert, fragt der Entscheidungsschritt 312 ab, ob die Wegänderung des positionsgleichen Zieles mit der Wegänderung des Zieles korreliert ist. Falls die Wegänderung des positionsgleichen Zieles nicht mit der Wegänderung des Zieles korreliert ist, fragt der Entscheidungsschritt 314 ab, ob entweder das Ziel oder das positionsgleiche Ziel das primäre Ziel ist. Falls eine Entscheidung getroffen wird, dass entweder das Ziel oder das positionsgleiche Ziel das primäre Ziel ist, reduziert der Prozessschritt 316 die Zusammenfassungsgewichtung für das nicht-primäre Ziel, und die Steuerung geht zu dem Prozessschritt 310 über. Falls der Entscheidungsschritt 314 bestimmt, dass weder das Ziel noch das positionsgleiche Ziel das primäre Ziel ist, reduziert der Prozessschritt 322 die Zusammenfassungsgewichtungen für beide Ziele, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 296 über.
Falls der Entscheidungsschritt 312 bestimmt, dass die Wegänderung des positionsgleichen Zieles nicht mit der Wegänderung des Zieles korreliert ist, fragt der Entscheidungsschritt 318 ab, ob entweder das Ziel oder das positionsgleiche Ziel das primäre Ziel ist. Falls eine Entscheidung getroffen wird, dass entweder das Ziel oder das positionsgleiche Ziel das primäre Ziel ist, stellt der Prozessschritt 320 die primäre alternative Hypothese ein, dem Ziel und dem positionsgleichen Ziel zu folgen, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 296 über. Falls der Entscheidungsschritt 318 bestimmt, dass weder das Ziel noch das positionsgleiche Ziel das primäre Ziel ist, fragt der Entscheidungsschritt 324 ab, ob eine alternative Hypothese für ein innerhalb eines weiteren Bereiches liegendes Ziel existiert. Falls keine alternative Hypothese existiert, stellt der Prozessschritt 326 eine alternative Hypothese ein, dem Ziel und dem positionsgleichen Ziel zu folgen, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 296 über. Falls der Entscheidungsschritt 324 bestimmt, dass eine alternative Hypothese für ein innerhalb eines weiteren Bereiches liegendes Ziel existiert, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 308 über, der mit der existierenden alternativen Hypothese fortfährt, und daraufhin geht die Steuerung zu dem Weiterführungsschritt 296 über.
Der Weiterführungsschritt 296 gibt die Steuerung zurück zu dem Entscheidungsschritt 260. Die Weiterführungsschritte 278 und 290 geben die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 328 weiter. Der Entscheidungsschritt 328 fragt ab, ob die Dekrementierungs-Zählwertgrenze überschritten wurde. Wenn dies zutrifft, wird die alternative Hypothese in dem Prozessschritt 330 zurückgewiesen, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 338 über. Falls der Entscheidungsschritt 328 bestimmt, dass die Dekrementierungs-Zählwertgrenze nicht überschritten wurde, fragt der Entscheidungsschritt 332 ab, ob die Inkrementierungs-Zählwertgrenze erreicht wurde. Wenn dies zutrifft, wird die alternative Hypothese im Prozessschritt 334 akzeptiert, und die Steuerung geht zu dem Weiterführungsschritt 338 über. Falls der Entscheidungsschritt 332 bestimmt, dass die Inkrementierungs-Zählwertgrenze nicht erreicht wurde, fragt der Entscheidungsschritt 336 ab, ob der Entscheidungsbereich der maximal vergangenen Zeit überschritten wurde. Wenn dies zutrifft, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 334 über; wenn nicht, geht die Steuerung zu dem Weiterführungsschritt 338 über. Der Weiterführungsschritt 338 gibt die Steuerung zurück zu dem Entscheidungsschritt 124 von 7.
Unter Bezugnahme auf 13 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 124 von 7 gezeigt, in dem die Zielwege mit angepassten Gewichtungen zusammengefasst werden und Daten für den vorherbestimmten Weg erzeugt werden. Die Zusammenfassung ist ein gewichteter Durchschnittswert der Zielwege, die aus den Daten für die Polynomkurvenübereinstimmungen entwickelt wurden. Die Querentfernungskomponente wird vor der Zusammenfassung aus den Zielwegen entfernt. Falls nur ein Ziel vorhanden ist und dieses bei der Überprüfung der Hypothesen zurückgewiesen wurde, werden Trägerfahrzeug-Wegdaten verwendet.
Der anfängliche Schritt ist ein Entscheidungsschritt 340, der abfragt, ob eine alternative Hypothese akzeptiert wurde. Falls eine alternative Hypothese akzeptiert wurde, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 346 über, der die Zusammenfassungsgewichtungen auf der Grundlage der Auflösung der Hypothese einstellt. Die Steuerung geht dann zu dem Prozessschritt 352 über. Der Schritt 352 berechnet den gewichteten Durchschnittswert der Zielwege und extrahiert die Koeffizienten des Polynoms. Die Steuerung geht dann zu dem Prozessschritt 40 von 3 zurück.
Falls der Entscheidungsschritt 340 bestimmt, dass keine alternative Hypothese akzeptiert wurde, geht die Verarbeitung weiter zu dem Entscheidungsschritt 342, der abfragt, ob eine alternative Hypothese zurückgewiesen wurde. Falls eine alternative Hypothese zurückgewiesen wurde, fragt der Entscheidungsschritt 348 ab, ob nur ein einzelnes Ziel vorhanden ist. Falls nur ein einzelnes Ziel vorhanden ist, instruiert der Schritt 350 den Prozess, den abgeleiteten Trägerfahrzeugweg zu verwenden, und die Steuerung geht wieder zu dem Prozessschritt 352 über.
Falls der Entscheidungsschritt 348 bestimmt, dass es mehr als ein Ziel gibt, geht die Steuerung zu dem Prozessschritt 346 und dann zu dem Schritt 352 über.
Falls der Entscheidungsschritt 342 bestimmt, dass keine alternative Hypothese zurückgewiesen wurde, wendet der Schritt 344 vorgegebene, auf der Entfernung basierende Zusammenfassungsgewichtungen an, und die Steuerung geht wieder zu dem Prozessschritt 352 über.
Unter Bezugnahme auf 14 ist dort ein detailliertes Ablaufdiagramm des Prozesses von Schritt 40 von 3 gezeigt. In diesem Schritt werden die Ziel-Querentfernungspositionen mit dem vorbestimmten Weg des Trägerfahrzeugs 10 verglichen, und die Ziele werden entweder als innerhalb oder als außerhalb der Autobahnfahrspur des Trägerfahrzeugs befindlich klassifiziert. Bei diesem Beispiel werden Zielpositionen mit innerhalb einer halben Breite einer Autobahnfahrspur von dem vorbestimmten Weg verglichen, um eine Klassifizierung als innerhalb der Fahrspur befindlich zu bestimmen. Das dem Trägerfahrzeug am nächsten innerhalb der Fahrspur befindliche Ziel wird als das primäre Ziel gewählt. Falls keine innerhalb der Fahrspur befindlichen Ziele vorhanden sind, gibt es kein primäres Ziel.
Bei dem anfänglichen Prozessschritt 360 werden für ein bestimmtes Ziel die Querentfernungsgrenzen des vorbestimmten Weges des Trägerfahrzeugs 10 in der Längsentfernung dieses Zieles berechnet. Der Entscheidungsschritt 362 fragt daraufhin ab, ob die Querentfernung des Zieles innerhalb der Grenzen der Autobahnfahrspurbreite liegt. Falls die Querentfernung des Zieles nicht innerhalb der Grenzen der Autobahnfahrspurbreite liegt, identifiziert der Prozessschritt 364 das Ziel als nicht innerhalb der Fahrspur des Trägerfahrzeugs 10 befindlich. Falls die Querentfernung des Zieles innerhalb der Grenzen der Autobahnfahrspurbreite liegt, identifiziert der Prozessschritt 366 das Ziel als innerhalb der Fahrspur des Trägerfahrzeugs 10 befindlich.
Beide der Schritte 364 und 366 geben die Steuerung weiter an den Entscheidungsschritt 368, der abfragt, ob noch weitere Ziele überprüft werden sollen. Falls keine weiteren Ziele zu identifizieren sind, kehrt die Steuerung zu dem Schritt 360 zurück. Falls es keine weiteren Ziele gibt, wählt der Prozessschritt 370 das in der kürzesten Distanz von dem Trägerfahrzeug 10 innerhalb der Fahrspur befindliche Ziel als das primäre Ziel aus.
Im Anschluss an den Prozessschritt 370 kehrt die Steuerung zu der Routine von 3 zurück, in der nach der nächsten Radaraktualisierung wieder der Prozessschritt 30 beginnt.
Auch wenn die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung mit besonderem Augenmerk auf den Aufbau und die Verfahren gemäß der vorliegenden Beschreibung gezeigt wurden, dürfte es verständlich sein, dass bei der Nacharbeitung der Erfindung verschiedene Abweichungen vorgenommen werden können. Der Schutzumfang der Erfindung soll daher nicht auf die vorliegend beschriebene, besondere Ausführungsform beschränkt sein.

Claims

System (12) zur Erfassung von Objekten auf einem vorbestimmten Weg eines Fahrzeugs (10), das sich auf einer Autobahnfahrspur bewegt, wobei das System folgendes enthält: einen vorwärtsblickenden Sensor (14) zur Lieferung von Entfernungsdaten, Winkeldaten und Geschwindigkeitsdaten für Objekte innerhalb eines Sichtfeldes vor dem Fahrzeug; Messsysteme (16, 18) zur Lieferung von Geschwindigkeitsdaten und Hochachsen-Drehgeschwindigkeitsdaten für das Fahrzeug; und ein Verarbeitungssystem (20), welches auf den vorwärtsblickenden Sensor (14) und die Messsysteme (16, 18) anspricht, um einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs basierend auf seiner Geschwindigkeit und seiner Hochachsen-Drehgeschwindigkeit zu errechnen, um ferner abgeschätzte Wege für jedes der Objekte zu errechnen, um den seitlichen Abstand jedes der Objekte von dem vorbestimmten Weg des Fahrzeugs zu bestimmen und um jedes Objekt als entweder in der Autobahnspur oder außerhalb der Autobahnspur des Fahrzeugs befindlich zu klassifizieren; dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Weg des Fahrzeugs durch Korrelieren des abgeschätzten Weges des Fahrzeuges und der abgeschätzten Wege der Objekte erzeugt wird und die Wege der Objekte als ein gewichteter Durchschnittswert zusammengefasst werden.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorwärtsblickende Sensor (14) ein Radarsystem enthält.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsysteme (18) einen Kreiselkompass enthalten.
Verfahren zu Erfassen von Objekten auf einen vorausbestimmten Weg eines Fahrzeugs während dessen die Bewegung auf einer Autobahnfahrspur, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Errechnen eines abgeschätzten Weges eines Fahrzeugs basierend auf seiner Geschwindigkeit und seiner Hochachsen-Drehgeschwindigkeit (33); b) Errechnen von abgeschätzten Wegen jedes der Objekte; c) Bestimmen des seitlichen Abstandes jedes der Objekte von dem vorausbestimmten Weg des Fahrzeugs; und d) Klassifizieren jedes Objektes als entweder auf oder außerhalb der Autobahnfahrspur des Fahrzeugs befindlich; dadurch gekennzeichnet, dass der vorausbestimmte Weg des Fahrzeugs durch Korrelieren des abgeschätzten Weges des Fahrzeuges und der abgeschätzten Wege der Objekte erzeugt wird und dass die Wege der Objekte als ein gewichteter Durchschnittswert (38) zusammengefasst werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zwischen 10 und 20 mal je Sekunde wiederholt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, welches weiter folgendes umfasst: (i) Sammeln von Dateneingängen (30) von einem vorwärtsblickenden Radarsystem und von Messsystemen zur Erzeugung von Geschwindigkeitsdaten und Hochachsen-Drehgeschwindigkeitsdaten für das Fahrzeug und Ableiten von Beschleunigungsdaten und Seitengeschwindigkeits-Zieldaten hiervon für die Verwendung in dem Schritt (a) zur Errechnung eines abgeschätzten Weges eines Fahrzeuges; (ii) Entwickeln von Zielpositionshistorien mit dem abgeschätzten Fahrzeugweg und Entwickeln von Zielpositionen nach vorwärts mit longitudinalen und lateralen Zielpositions-Zustandsvektoren (34); (iii) Errechnen von Polynomkurvenübereinstimmungen für das Fahrzeug und die Zielpositionsvektoren (36); (iv) Vergleichen von Ziel-Querentfernungspositionen mit dem vorherbestimmten Weg und Klassifizieren von Zielen als auf der Fahrbahn befindlich oder außerhalb der Fahrbahn befindlich mit Bezug auf die Autobahnfahrspur des Fahrzeugs (40); (v) Aufnehmen der aktualisierten Daten von einem vorwärtsblickenden Radarsystem; und (vi) Wiederholen der Schritte (i) bis (v) in kontinuierlicher Weise.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Errechnens eines abgeschätzten Weges des Fahrzeugs die Anwendung einer Zweizustand-Kalman-Filterung auf die Bahnkurvenparameter und die Entwicklung eines Host-Positionsvektors in der Entfernung nach vorwärts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (ii) das Errechnen der vorausgehenden Position des Ziels relativ zu der Längsachse des Trägerfahrzeugs, das Auffüllen eines Vektors von historischen Punkten und das Fallenlassen von Punkten umfasst, wenn der longitudinale Wert unter Null abfällt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (iii) die Anwendung einer Polynomkurvenanpassung zweiter Ordnung an die historischen Zieldaten und die Kurvengeschwindigkeitsdaten des Trägerfahrzeugs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polynomkurve des Schrittes (iii) folgende Gestalt hat: x = c0 + c1y + c2y2,worin x die Seitenrichtung und y die Längsrichtung bedeuten und worin c₀, c₁ und c₂ die Polynomkoeffizienten nullter bzw. erster bzw. zweiter Ordnung sind, welche die Gestalt der Kurve in der Querentfernungsdimension beschreiben.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Errechnen einer Polynomkurvenübereinstimmung für die genannten Zielpositionsvektoren das Entwickeln von Daten vorwärts von der Zielposition und Geschwindigkeitsabschätzungen in der Längsrichtung und der Seitenrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Polynomkurve folgende Gestalt hat: x = c0 + c1y + c2y2,worin x die Seitenrichtung und y die Längsrichtung bedeuten und worin c₀, c₁ und c₂ die Polynomkoeffizienten nullter bzw. erster bzw. zweiter Ordnung sind, welche die Gestalt der Kurve in der Querentfernungsrichtung beschreiben.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des vorherbestimmten Weges die Prüfung umfasst, ob das Trägerfahrzeug einen Wechsel der Autobahnfahrspur vorgenommen hat.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des vorherbestimmten Weges das Vergleichen ungefilterten Hochachsendrehgeschwindigkeitsmessung des Trägerfahrzeugs mit dem zuvor aktualisierten Fahrwegrichtungskoeffizienten, multipliziert mit dem zweifachen der Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel der Autobahnfahrspur durch das Trägerfahrzeug folgendermaßen bestätigt wird: Vergleichen der integrierten Hochachsen-Dreh-Geschwindigkeit mit jedem Ziel-Richtungskoeffizienten, um festzustellen, ob sie gleich oder entgegengesetzt ist; Bestätigen, dass die Mehrzahl der Ziele sich in entgegengesetzter Richtung gegenüber dem Trägerfahrzeug bewegen; und Feststellen, dass die Bewegung in entgegengesetzter Richtung bei zwei aufeinander folgenden Datenaktualisierungen von dem vorwärtsblickenden Radarsystem aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des vorherbestimmten Weges die Errechnung von Fehl-Zielzusammenfassungsgewichtungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehl-Zielzusammenfassungsgewichtungen einem Wert von eins für die Entfernung zwischen dem Trägerfahrzeug und der gegenwärtigen Position des Zieles zugeordnet werden und das monoton abnehmende Werte jenseits des Zieles bis zum Ende des Bereiches des vorwärtsblickenden Radarsystems zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichen von Ziel-Querentfernungspositionen mit dem vorherbestimmten Weg das Vergleichen der Zielpositionen mit der Position innerhalb einer halben Fahrspurbreite der Autobahn des vorbestimmten Weges umfasst, um die Klassifikation bezüglich der Lage auf der Fahrspur vorzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des vorherbestimmten Weges durch Korrelieren des Weges des Trägerfahrzeugs und der Ziele und nachfolgendes Zusammenfassen der Wege der Ziele als gewichteter Durchschnittswert weiter den Prozess des Festsetzens einer alternativen Weghypothese umfasst, wenn das am weitesten entfernte Ziel von dem vorherbestimmten Weg abweicht, wobei die alternative Weghypothese weiterhin dem vorherbestimmten Weg folgt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des vorherbestimmten Weges durch Korrelieren der Wege des Trägerfahrzeugs und der Ziele und nachfolgendes Zusammenfassen der Zielwege als ein gewichteter Durchschnittswert weiter folgendes umfasst: Einstellen der Zusammenfassungsgewichtungen abhängig von der Auflösung einer akzeptierten alternativen Hypothese, oder Verwenden des abgeleiteten Weges des Trägerfahrzeugs, wenn eine alternative Weghypothese zurückgewiesen worden ist und nur ein einziges Ziel vorhanden ist, oder Einstellen der Zusammenfassungsgewichtungen abhängig von der Auflösung einer zurückgewiesenen alternativen Weghypothese, wenn mehr als ein Ziel vorhanden ist, oder Anwenden von Fehl-Zusammenfassungsgewichtungen auf Entfernungsbasis, wenn keine alternative Weghypothese vorhanden ist; Errechnen des gewichteten Durchschnittswertes der Zielwege; und Extrahieren der Koeffizienten des genannten Polynoms.