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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur
Unterstützung des Fahrens eines Fahrzeuges, das dem Fahrer
Bezugsinformationen für das Fahren des Fahrzeuges durch Ermittlung
und Verarbeitung von Umgebungsbedingungen liefert.
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Es sind zahlreiche Systeme zum automatischen Nachführen
bekannt, die die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden
Fahrzeuges ermitteln und anhand der ermittelten Geschwindigkeit den
Abstand zwischen dem Subjekt und den vorausfahrenden
Fahrzeugen, d. h. den Abstand zwischen zwei Fahrzeugen, bestimmen,
und die den Abstand zwischen den Fahrzeugen aufrechterhalten,
um die Sicherheit des Fernfahrens zu unterstützen.
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Ein derartiger Stand der Technik ist z. B. in der japanischen
veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 3-295000(1991)
beschrieben.
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Außerdem sind auch Warnsysteme bekannt, die den Abstand
zwischen einem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug
ermitteln und die einen Warnton erzeugen, um den Fahrer vor
einem Auffahrunfall zu warnen. Solche Warnsysteme sind in den
japanischen veröffentlichten Patentanmeldungen Nr. 4-201641
(1992) und Nr. 4-201642 (1992) beschrieben.
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Der vorhin erwähnte Stand der Technik kann verwendet werden,
wenn Fahrzeuge auf herkömmlichen Straßen oder Autobahnen
kontinuierlich fahren. Vom Gesichtspunkt der Fahrweise her
werden Fahrzeuge jedoch öfters in einem Staumodus auf
gewöhnlichen Straßen als in einem Hochgeschwindigkeitsmodus auf
Autobahnen gefahren. Wenn Fahrzeuge auf gewöhnlichen Straßen
ge
fahren werden, werden sie durch Verkehrssignale und Staus
gezwungen, wiederholt anzuhalten und langsam zu fahren. Wenn
ein Fahrzeug im Staumodus gefahren wird, ist der Fahrer mit
der Lenkoperation voll beschäftigt und muß sowohl den
Fahrzustand des vorausfahrenden Fahrzeuges als auch den Zustand der
Straße hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug beobachten. In
einer solchen Situation ist die auf den Fahrer wirkende mentale
und physische Belastung erheblich.
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Weiterhin zeigt die EP-A-0 392 953 eine
Antikollisionseinrichtung, die Signale z. B. von einem Abstandssensor empfängt.
Der Abstandssensor kann zum Erzeugen eines Warnsignals
verwendet werden.
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Die DE-A-38 13 083 zeigt eine Vorrichtung zur Unterstützung
des Fahrers beim Parken seines Fahrzeuges. Um den Abstand zu
einem Hindernis zu ermitteln sind Abstandssensoren
vorgesehen.
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Die JP-A-3092436 zeigt eine Einrichtung zur Ermittlung einer
relativen Position bezüglich eines vorausfahrenden Fahrzeuges
und seines Lenkwinkels. Auf Grund dieser Information wird das
Risiko einer möglichen Kollision ermittelt.
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Die JP-A-3092437 zeigt eine Einrichtung, die der in der JP-A-
3092436 beschriebenen Einrichtung sehr ähnlich ist. Ein
Unterschied besteht darin, daß ein sogenannter Risikoindex
eingestellt werden kann. Die Einstellung kann durch ein
Eingangssignal von einem vom Fahrer betätigten Fahrpedal oder
Bremspedal durchgeführt werden.
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Es kommen nun viele Fälle vor, in denen der Fahrer das
Fahrzeug in einem engen Raum lenkt, wie z. B. in einer engen
Durchfahrt in einem Innenstadtbereich, einer engen Parklücke
oder einer Garage. Um einen derartigen Fahrvorgang
zuverläs
sig auszuführen ist ein Fahrkönnen mit großer Erfahrung und
Geschicklichkeit unerläßlich. Insbesondere für Anfänger, die
sich nur Fahrer nennen, und physisch behinderte Personen,
wäre die Ausführung derartiger Fahrvorgänge sehr schwierig. Sie
müssen sowohl mentale als auch physische Streßzustände
ertragen, die auf derartige Fahrvorgänge zurückzuführen sind.
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Das im oben erwähnten Stand der Technik beschriebene
Steuersystem oder Warnsystem erfüllt keine Unterstützungsfunktion
für die Fahroperation in einem Verkehrsüberlastungsfahrmodus
oder einem Fahrmodus, der dem Fahren in engem Raum
entspricht.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System
zur Unterstützung beim Fahren eines Fahrzeuges vorzuschlagen,
das in der Lage ist, die auf den Fahrer wirkende Belastung in
mehreren Fahrmodi zu reduzieren, um ein sicheres und
effektives Fahren zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten
Merkmale gelöst. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte
Ausführungen und Weiterentwicklungen des
Erfindungsgegenstandes auf.
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Das System zur Unterstützung beim Fahren eines Fahrzeuges
gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt eine Fahroperation-
Bezugsinformation, die dem Fahrzustand des Fahrzeuges
entspricht, durch Verarbeitung von durch Erkennung von
Umgebungsbedingungen im Umkreis des Fahrzeuges ermittelten
Umgebungsdaten, die auf verschiedenen Arten der Fahrzustände des
Fahrzeuges beruhen, und informiert darüber den Fahrer.
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Das erwähnte System zur Unterstützung beim Fahren eines
Fahrzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine
Umgebungserkennungseinrichtung zur Erkennung von Objekten, die
sich im Umkreis des Fahrzeugs befinden, um Umgebungsdaten zu
erzeugen, eine Fahrzustand-Bestimmungseinrichtung zum
selektiven Bestimmen des Fahrzustandes des Fahrzeuges von mehreren
Fahrzustandmodi, eine Informationsverarbeitungseinrichtung
zum Erzeugen einer Fahroperation-Bezugsinformation, die dem
Zustand des Fahrzeuges entspricht, durch Verarbeitung der
Umgebungsdaten, die auf dem ausgewählten Fahrzustand basieren,
sowie eine Informationseinrichtung zum Mitteilen der
Fahroperation-Bezugsinformation an den Fahrer.
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Die Fahrzustand-Bestimmungseinrichtung weist insbesondere
eine Eingangseinrichtung zum Bestimmen des Fahrzeugzustandes
auf, ob sich das Fahrzeug auf Grund der Fahreroperation in
einem Normalfahrzustand, z. B. einem
Hochgeschwindigkeitsfahrzustand, oder in einem Verkehrsüberlastungsfahrzustand
befindet. Wenn sich das Fahrzeug in dem
Verkehrsüberlastungsfahrzustand befindet, überwacht die
Informationsverarbeitungseinrichtung den Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem
vorausfahrenden Fahrzeug, und erzeugt die
Fahroperation-Bezugsinformation, um den Fahrer über das Anfahren des
vorausfahrenden Fahrzeuges zu informieren.
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Die Fahrzustand-Bestimmungseinrichtung umfaßt weiter eine
Eingangseinrichtung zum Bestimmen des Fahrzeugzustandes, ob
sich das Fahrzeug in einer engen Durchfahrt oder in einer
Parklücke befindet. Wenn sich das Fahrzeug in der engen
Durchfahrt befindet, überwacht die
Informationsverarbeitungseinrichtung die relative Position von Objekten, die sich im
Umkreis des Fahrzeuges befinden, und erzeugt die
Fahroperation-Bezugsinformation und teilt sie dem Fahrer mit. Auf der
anderen Seite, wenn sich das Fahrzeug in der Parklücke
befindet, erzeugt die Informationsverarbeitungseinrichtung die
Fahroperation-Bezugsinformation über die Verteilung von in
der Parklücke befindlichen Objekten und teilt sie dem Fahrer
mit.
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Weiterhin weist das System zur Unterstützung beim Fahren
eines Fahrzeuges eine Kommunikationseinheit zum Erhalten
mehrerer Umgebungsinformationen durch Kommunikation mit einer
Bodenstation oder anderen Fahrzeugen auf.
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Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Grundaufbau eines
Systems zur Unterstützung beim Fahren eines Fahrzeuges gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das eine Datenverarbeitung zum
Erzeugen einer Fahroperation-Bezugsinformation darstellt, die
durch die Informationsverarbeitungseinheit nach Fig. 1
durchgeführt wird.
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Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilaufbau eines
Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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Fig. 4 zeigt die Konfiguration einer Befehlseinheit sowie
einer Bildschirmeinheit bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung.
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Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das eine Datenverarbeitung
zeigt, die durch die Informationsverarbeitungseinheit der in
Fig. 3 gezeigten Ausführung durchgeführt wird.
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Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilaufbau einer
anderen Ausführung eines Fahrunterstützungssystems gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das eine Datenverarbeitung
zeigt, die durch die Informationsverarbeitungseinheit der in
Fig. 6 gezeigten Ausführung durchgeführt wird.
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Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das eine detaillierte
Datenver
arbeitung zeigt, die während der in Fig. 7 gezeigten Fahr-
Bezugsabstand-Bildschirmverarbeitung stattfindet.
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Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das eine detaillierte
Datenverarbeitung zeigt, die während der in Fig. 7 gezeigten
Verkehrsüberlastung-Bezugsabstand-Bildschirmverarbeitung
stattfindet.
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Fig. 10 zeigt ein Bild, das während der in Fig. 8 gezeigten
Fahr-Bezugsabstand-Bildschirmverarbeitung auf der
Bildschirmeinheit angezeigt wird.
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Fig. 11 zeigt ein Bild, das während der in Fig. 9 gezeigten
Verkehrsüberlastung-Bezugsabstand-Bildschirmverarbeitung auf
der Bildschirmeinheit angezeigt wird.
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Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das eine detaillierte
Datenverarbeitung während der in Fig. 7 gezeigten Fehlerroutine
darstellt.
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Fig. 13 zeigt ein Bild, das während der in Fig. 12 gezeigten
Fehlerroutine auf der Bildschirmeinheit angezeigt wird.
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Fig. 14 zeigt eine Ausführung eines
Informationsspeicherformats im Speicher der in Fig. 6 dargestellten Ausführung.
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Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das die Datenverarbeitung
zeigt, die während der Verarbeitung zur Erzeugung einer
Vergleichs-Bezugsabstandsinformation stattfindet, die durch die
Informationsverarbeitungseinheit bei der in Fig. 6
dargestellten Ausführung durchgeführt wird.
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Fig. 16 ist ein Flußdiagramm, das die detaillierte
Datenverarbeitung zeigt, die während der Verarbeitung zur Ausgabe
einer Bildschirminformation stattfindet, die im Rahmen der in
Fig. 15 gezeigten Verarbeitung zur Erzeugung einer
Vergleichs-Bezugsabstandsinformation durchgeführt wird.
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Fig. 17 ist ein Flußdiagramm, das die detaillierte
Datenverarbeitung zeigt, die während der Verarbeitung zur Ausgabe der
Vergleichs-Bezugsabstandsinformation stattfindet, die im
Rahmen der in Fig. 15 gezeigten Verarbeitung zur Erzeugung der
Vergleichs-Bezugsabstandsinformation durchgeführt wird.
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Fig. 18 ist ein Flußdiagramm, das eine Datenverarbeitung
zeigt, die während einer Vergleichsverarbeitung stattfindet,
die durch die Informationsverarbeitungseinheit bei der in
Fig. 6 dargestellten Ausführung durchgeführt wird.
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Fig. 19 ist ein Flußdiagramm, das eine andere detaillierte
Datenverarbeitung zeigt, die im Rahmen der in Fig. 7
gezeigten Verarbeitung zum Anzeigen des Fahr-Bezugsabstandes
stattfindet.
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Fig. 20 ist ein Flußdiagramm, das eine andere detaillierte
Datenverarbeitung zeigt, die im Rahmen der in Fig. 7
gezeigten Verarbeitung zum Anzeigen des
Verkehrsüberlastung-Bezugsabstandes stattfindet.
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Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ausführung
eines Teilaufbaus eines Fahrunterstützungssystems gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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Fig. 22 ist ein Blockdiagramm, das einen detaillierten Aufbau
einer anderen Ausführung eines Abstandsinformationsdetektors
zeigt, der in einem Fahrunterstützungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
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Fig. 23 ist ein Blockdiagramm, das einen detaillierten Aufbau
einer anderen Ausführung eines Abstandsinformationsdetektors
zeigt, der in einem Fahrunterstützungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
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Fig. 24 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilaufbau einer
weiteren Ausführung eines Fahrunterstützungssystems gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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Fig. 25 ist ein Graph, der eine Umrechnungscharakteristik
eines Wandlers darstellt, der in einem in Fig. 24 gezeigten
Fahrunterstützungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
eingesetzt wird.
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Fig. 26 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer
Ausführung eines Fahrunterstützungssystems darstellt, das bei einem
unbemannten Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann.
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Fig. 27 zeigt eine gewünschte Konfiguration des
Strukturaufbaus eines Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung, der an einem Fahrzeug angebracht ist.
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Fig. 28 zeigt eine andere Konfiguration des
Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, die an einem
Fahrzeug angebracht ist.
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Fig. 29 zeigt eine Konfiguration einer Befehlseinheit sowie
einer. Bildschirmeinheit, die ein Fahrunterstützungsystem
gemäß der vorliegenden Erfindung bilden.
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Fig. 30 zeigt eine andere Konfiguration einer Befehlseinheit
sowie einer Bildschirmeinheit, die ein
Fahrunterstützungsystem gemäß der vorliegenden Erfindung bilden.
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Fig. 31 zeigt eine andere Konfiguration einer Befehlseinheit
sowie einer Bildschirmeinheit, die ein
Fahrunterstützungsy
stem gemäß der vorliegenden Erfindung bilden.
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Fig. 32 ist ein Graph, der eine andere
Umrechnungscharakteristik eines Wandlers darstellt, der in einem
Fahrunterstützungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
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Fig. 33 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilaufbau einer
weiteren Ausführung eines Fahrunterstützungssystems gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 34 ist eine Abbildung, die einen ermittelten Zustand
sowie dessen Ergebnis auf einer Bildschirmeinheit anzeigt, die
mittels eines Abstandssensors gewonnen wurden, der als
Umgebungssensor bei der in Fig. 33 gezeigten Ausführung verwendet
wurde.
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Fig. 35 ist eine Abbildung, die eine Umgebung im Umkreis des
Fahrzeuges zur Überwachung des Zustandes durch Verwendung
eines Umgebungssignals vom erwähnten Abstandssensor bei der in
Fig. 33 gezeigten Ausführung, sowie Bewegungsdaten zeigt.
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Fig. 36 ist ein Flußdiagramm, das eine Datenverarbeitung zur
Überwachung der Umgebung im Umkreis des Fahrzeuges darstellt,
die durch die Informationsverarbeitungseinheit bei der in
Fig. 33 gezeigten Ausführung durchgeführt wird.
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Fig. 37 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilaufbau einer
weiteren Ausführung eines Fahrunterstützungssystems gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 38 ist ein Flußdiagramm, das eine Datenverarbeitung zur
Erzeugung einer Verkehrslenkungsinformation für Einparken
darstellt, die durch die Informationsverarbeitungseinheit bei
der in Fig. 37 gezeigten Ausführung durchgeführt wird.
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Fig. 39 zeigt eine Abbildung auf einer Bildschirmeinheit, die
eine Einpark-Verkehrslenkungsinformation darstellt.
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Fig. 40 zeigt eine andere Abbildung auf einer
Bildschirmeinheit, die eine Einpark-Verkehrslenkungsinformation darstellt.
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Fig. 41 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilaufbau eines
außerhalb des Fahrzeuges angeordneten Informationsspeichers
darstellt.
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Fig. 42 ist eine Abbildung, die den Fahrerblick während des
Einparkens mit Hilfe der Verkehrslenkung darstellt.
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Fig. 43 ist ein Graph, der verschiedene Fahrmodi des
Fahrzeuges darstellt, die durch eine Beziehung zwischen der
abgelaufenen Zeit und der Subjekt-Raumgröße dargestellt werden.
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Im nachfolgenden Text werden mehrere Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einem Fahrzeug
anhand der Zeichnung erläutert.
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Zunächst werden verschiedene Fahrmodi eines von einem Fahrer
gelenkten Fahrzeugs erklärt. Wenn ein Fahrzeug z. B. auf einer
komplizierten Straße in der Innenstadt fährt, wird der Fahrer
auf Grund der Verkehrssituation, der Staus, usw., gezwungen,
mehrere Entscheidungen zu treffen. Abhängig von dieser
Verkehrsinformation muß der Fahrer den geeigneten Fahrmodus für
Straßenführung, Autobahnverkehr, Landstraßenverkehr,
Niedriggeschwindigkeitsverkehr in einem Stau, sich wiederholendes
Anhalten, Parken entlang der Straße, Parken des Fahrzeuges in
eine Garage, Begegnen einem anderen Fahrzeug in einer engen
Durchfahrt, Vermeiden einer Kollision usw., auswählen.
Derartige Entscheidungen werden im wesentlichen auf seine eigene
Verantwortung getroffen. Fig. 43 zeigt die Beziehung zwischen
der abgelaufenen Zeit und der Subjekt-Raumgröße im
Zusammen
hang mit jedem der Fahrmodi. Um den Fahrer in zwei oder
mehreren Fahrmodi zu unterstützen, ist eine enge Beziehung
zwischen dem Fahrer und dem Fahrzeug unbedingt erforderlich.
Fig. 43 zeigt ein Beispiel, in dem die Fahrmodi öfters
wechseln zwischen dem Autobahnverkehr, dem Landstraßenverkehr,
dem Niedriggeschwindigkeitsverkehr bei einem Verkehrsstau,
und wiederholtem Anhalten. Diese Fahrmodi sind so wichtig,
daß sie sehr sorgfältig gewählt werden müssen. Der Fahrer
wählt auch sehr oft den entsprechenden Fahrmodus beim Fahren
in einer engen Durchfahrt sowie den dem Parkvorgang
entsprechenden Fahrmodus beim Einparken in eine Parklücke oder in
eine Garage.
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Ein Fahrunterstützungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugt eine Fahroperation-Bezugsinformation, die den
erwähnten verschiedenen Fahrmodi entspricht und für ihre
Fahroperation geeignet ist, um den Fahrer darüber zu informieren.
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Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Grundaufbau eines
Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt, während Fig. 2 ein Flußdiagramm zeigt, das die
Datenverarbeitung zum Erzeugen einer
Fahroperation-Bezugsinformation darstellt, die durch die
Informationsverarbeitungseinheit durchgeführt wird.
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Eine Informationsverarbeitungseinheit 110 besteht im
wesentlichen aus einer Mikroprozessoreinheit, die eine einem
Fahrzustand entsprechende Fahroperation-Bezugsinformation erzeugt
und auf einer Bildschirmeinheit 160 mittels einer
Datenverarbeitung anzeigt, bei der aus dem Umkreis des Fahrzeugs von
einem Umgebungssensor 120 erhaltene Objektbestimmungsdaten,
von einem Karosseriesensor 130 erhaltene Daten über den
Fahrzeugzustand und andere von einer Kommunikationseinheit 150
erhaltene Daten gemäß dem Fahrmodus verarbeitet werden, der
durch ein von der Befehlseinheit 150 erzeugtes Befehlssignal
bestimmt wird. Die erwähnte Informationsverarbeitungseinheit
110 erzeugt auch ein Steuersignal für eine Ausgabeeinheit
170, die Warnsignale erzeugt, oder, im Bedarfsfall einen Teil
des Fahroperationsmechanismus des Fahrzeuges betätigt.
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Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Datenverarbeitung zum
Erzeugen der von der erwähnten
Informationsverarbeitungseinheit durchgeführten Fahroperation-Bezugsinformation
darstellt, die als Fahrmodi des Fahrzeuges den
Normalfahrbetrieb, den Verkehrsüberlastungsfahrbetrieb, den Fahrbetrieb
in enger Durchfahrt und den Parkfahrbetrieb zeigt. Die
Informationsverarbeitungseinheit 110 analysiert das erwähnte
Befehlssignal mittels Entscheidungsoperationen 201-204, im
Verkehrsüberlastungsfahrmodus durch Ausführen einer Operation
205 zum Anzeigen des Anfahrens des vorausfahrenden
Fahrzeuges, um den Fahrer mittels der
Fahroperation-Bezugsinformation darüber zu informieren, daß das angehaltene
vorausfahrende Fahrzeug mit der Fahrt beginnt, im Normalfahrmodus
durch Ausführen einer Operation 206 zum Anzeigen des Abstands
zwischen den Fahrzeugen, um den Fahrer mittels der
Fahroperation-Bezugsinformation über den geeigneten Abstand zwischen
dem vorausfahrenden und dem betreffenden Fahrzeug zu
informieren, im der Fahrt in enger Durchfahrt entsprechenden
Fahrmodus durch Ausführen einer Operation 207 zur Anzeige eines
Hindernisses, um den Fahrer über die Existenz des
Hindernisses und dessen Näherung an das betreffende Fahrzeug zu
informieren, und im Einparkfahrmodus durch Ausführen einer
Operation 208 zum Anzeigen einer Verkehrslenkungsinformation, um
den Fahrer über die Verteilung von Objekten in einer
Parklücke zu informieren.
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Im Zusammenhang mit Fig. 3 bis Fig. 5 wird eine Ausführung
eines Teilaufbaus des Fahrunterstützungssystems ausführlich
erläutert. Die Aufgabe des Aufbaus dieser Ausführung ist das
Erzeugen der Fahroperation-Bezugsinformation, die dem
Überla
stungfahrmodus und dem Normalfahrmodus entspricht, wobei
seine Funktion durch Verwendung einer Datenverarbeitungsfunktion
einer Mikroprozessoreinheit realisiert wird.
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In Fig. 3 wird als Bestandteil des Umgebungsdetektors 120 ein
Abstandsinformationsdetektor 121 dargestellt, der ein Objekt
301 erfaßt, das durch das hintere Teil des vor dem
betreffenden Fahrzeug befindlichen Fahrzeuges gebildet wird, wobei
eine Befehlseinheit 151, die ein Befehlssignal zur Bestimmung
der Fahrmodi erzeugt, als Bestandteil einer
Befehlseingabeeinheit 150 dargestellt wird, ein Speicher 111 sowie ein
Komparator 112 als Bestandteile der
Informationsverarbeitungseinheit 110 dargestellt werden und eine Warneinrichtung 171
als Bestandteil der Ausgabeeinheit 170 dargestellt wird.
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Der Abstandsinformationsdetektor 121 umfaßt ein
Abstandsmeßgerät, das Ultraschallwellen, Laserstrahlen oder dgl.
verwendet. Die Befehlseinheit 151 ist in der Nähe des Lenkrads
angeordnet. Die Einheit weist Tasten auf, die vom Fahrer zur
Auswahl und Eingabe jedes der Fahrmodi benutzt werden. Die
Tasten umfassen, wie in Fig. 4 gezeigt wird, eine Taste 151a
für den Verkehrsüberlastungsmodus und eine Taste 151b für den
Normalfahrmodus.
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Der Speicher 111 eines Teiles der
Informationsverarbeitungseinheit 110 wird zum Speichern der
Fahroperation-Bezugsinformation verwendet, die jedem der von der Befehlseinheit
gelieferten Fahrmodi entspricht. Wenn der Fahrmodus dem
Verkehrsüberlastungsfahrmodus entspricht, entspricht die
Fahroperation-Bezugsinformation dem ermittelten Abstand zwischen
den Fahrzeugen, der zum Zeitpunkt der Eingabe des
Befehlssignals vom Abstandsinformationsdetektor 121 erhalten wird.
Und wenn der Fahrmodus dem Normalfahrmodus entspricht,
entspricht die Fahroperation-Bezugsinformation dem ermittelten
Abstand zwischen den Fahrzeugen, der zu diesem Zeitpunkt vom
Abstandsinformationsdetektor 121 erhalten wird oder einem
Abstand zwischen den Fahrzeugen, der für sicheres Fahren
einzuhalten ist. Der erwähnte Komparator 112 vergleicht den vom
erwähnten Abstandsinformationsdetektor 121 ermittelten
Abstand zwischen den Fahrzeugen mit der vom Speicher 111
gelieferten Bezugsabstandsinformation und gibt das Ergebnis aus.
Die Bildschirmeinheit 160 zeigt die
Kennzeichnungszustandsmeldung des von der Befehlseinheit 151 erhaltenen Fahrmodus
und die vom Speicher 111 gelieferte; diesem Fahrmodus
entsprechende Bezugsabstandsinformation an. Wie in Fig. 4
gezeigt ist, ist die Bildschirmeinheit 160 neben den Tasten
151a und 151b der Befehlseinheit 151 in der Nähe des Lenkrads
angeordnet. Die Einheit umfaßt ein Anzeigefenster 160a für
die die Verkehrsüberlastung oder den Normalfahrbetrieb
betreffende Nachricht und die Bezugsabstände. Die
Anzeigeeinheit 160 kann einen Headup-Bildschirm aufweisen, so daß Daten
auf der Windschutzscheibe angezeigt werden können.
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Die Warneinrichtung 171 erzeugt auf Grund des vom Komparator
112 gelieferten Vergleichsergebnisses akustische Warnsignale.
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Im Zusammenhang mit Fig. 5 wird die Funktionsweise der oben
beschriebenen Ausführung erläutert. Bei dieser Ausführung
wird der Fahrvorgang gemäß dem Verkehrszustand unterstützt.
Im Schritt 301 überwacht die Informationsverarbeitungseinheit
110 das von der Befehlseinheit 151 gelieferte Befehlssignal.
Zum Beispiel wird durch Drücken der Verkehrsüberlastungstaste
151a der Befehlseinheit 151, während das betreffende Fahrzeug
in einem Straßenstau angehalten wird, ein Befehlssignal
erzeugt und die Verarbeitung wird im Schritt 302 fortgesetzt.
Im Schritt 302 werden gemäß dem durch Drücken der
Verkehrsüberlastungstaste 151a erzeugten Befehlssignal die vom
Abstandsinformationssensor 121 gelieferten, den Abstand
zwischen den Fahrzeugen betreffenden Daten gelesen und im
Speicher 111 abgespeichert. Der Schritt 302 wird nur dann
ausge
führt, wenn die Taste gedrückt und das Befehlssignal erzeugt
wird. Dann geht die Verarbeitung zum Schritt 303 über und die
Bezugsabstandsinformation wird der Bildschirmeinheit 160
zugeführt. Die Bildschirmeinheit 160 zeigt die
Kennzeichnungszustandsmeldung des Fahrmodus sowie die
Bezugsabstandsinformation entsprechend dem von der Befehlseinheit 151
gelieferten Befehlssignal an.
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Im Schritt 304 werden die durch den
Abstandsinformationsdetektor 121 ermittelten, den Abstand zwischen den Fahrzeugen
betreffenden Daten periodisch gelesen und dem Komparator 112
zugeführt. Im Schritt 305 wird der Abstand zwischen den
Fahrzeugen mit der vom Speicher 111 bereitgestellten
Bezugsabstandsinformation verglichen.
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Wenn die den Abstand zwischen den Fahrzeugen betreffenden
Daten den Bezugsabstand überschreiten, wird die Verarbeitung im
Schritt 306 fortgesetzt und die Warneinrichtung 171 empfängt
ein Steuersignal und erzeugt ein akustisches Warnsignal, um
anzuzeigen, daß das vorausfahrende Fahrzeug anfährt.
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Wenn der Fahrer während des durch den Stau verursachten
Anhaltezustands nur die Verkehrsüberwachungstaste 151a drückt,
so kann er sich erholen, eine Karte beobachten, seine Augen
schonen usw., bis das Warnsignal erzeugt wird, das anzeigt,
daß das vorausfahrende Fahrzeug angefangen hat, sich zu
bewegen. Auf diese Weise kann der Fahrer seine mentale und
physische Belastung erheblich reduzieren.
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Andererseits, wenn die dem Normalfahrmodus entsprechende
Taste 151b der Befehlseinheit 151 während des
Normalfahrbetriebs gedrückt wird, um ein Befehlssignal zu erzeugen,
werden die den Abstand zwischen den Fahrzeugen betreffenden
Daten für sicheres Fahren als Bezugsabstandsinformation aus dem
Speicher 111 gelesen und dem Komparator 112 zugeführt, wonach
die Daten mit den durch den Abstandinformationssensor 121
ermittelten, den Abstand zwischen den Fahrzeugen betreffenden
Daten verglichen werden und das Ergebnis der Warneinrichtung
171 zugeführt wird. Wenn anstelle der Warneinrichtung 171
eine Einrichtung zur Betätigung eines Fahr- und eines
Bremspedals zum Halten des Abstands zwischen den Fahrzeugen auf dem
Wert der Bezugsabstandsinformation verwendet wird, kann eine
automatische Steuerung der Verkehrsverfolgung zum
Aufrechterhalten eines Sicherheitsabstands zum vorausfahrenden Fahrzeug
realisiert werden. Der Standardwert des Sicherheitsabstands
zwischen den Fahrzeugen für die automatische
Verkehrsverfolgung kann anhand der tatsächlich ermittelten, den Abstand
zwischen den Fahrzeugen betreffenden Daten bestimmt werden,
die beim Drücken der Normalfahrmodustaste 151b vom
Abstandsinformationssensor 121 geliefert werden. Weiter ist es
vorteilhaft, daß sich die erwähnte Bezugsabstandsinformation
während der automatischen Steuerung der Verkehrsverfolgung in
Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
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Fig. 6 zeigt eine andere Ausführung eines Teilaufbaus eines
Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
In dieser Figur werden für die Komponenten, die die gleiche
Funktion bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung erfüllen,
die gleichen Bezugszeichen verwendet. Bei dieser Ausführung
weist die Informationsverarbeitungseinheit 110 einen
Auswahlschalter 113 auf. Der Komparator 112 unterscheidet sich von
dem gemäß Fig. 3 lediglich dadurch, daß der Komparator bei
dieser Ausführung die den Abstand zwischen den Fahrzeugen
betreffende Information vom Abstandsinformationsdetektor 121
dem Speicher 111 zuführt, wobei die dem Komparator 112
zugeführte Bezugsabstandsinformation vom Auswahlschalter 113
eingegeben wird und die Bildschirmeinheit 161 Daten sowohl vom
Abstandsinformationsdetektor 121 als auch vom Auswahlschalter
113 anzeigt.
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Im Zusammenhang mit Fig. 7 wird die Funktionsweise einer
anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei
dieser Ausführung analysiert die
Informationsverarbeitungseinheit 110 das von der Befehlseinheit 151 gelieferte
Befehlssignal, um eine Fahrinformation zu bilden, die für den
Normalfahrmodus oder den Verkehrsüberlastungsmodus geeignet
ist. Wenn ein ungeeignetes Signal von der Befehlseinheit 151
ausgegeben wird, wird es als ein Fehler verarbeitet. Wird
eine Befehlseinheit 151 verwendet, die, wie in Fig. 4
dargestellt, die Tasten 151a und 151b aufweist, so wird die
Analyse des Befehlssignals durch Unterbrechung des Befehlssignals
durchgeführt, das durch Drücken der "Verkehrsüberlastungs-"
oder der "Normalverkehrstaste" erzeugt wurde. Die Tasten
können physikalische Tasten oder Dummy-Tasten sein, die durch
Verwendung einer graphischen Anzeige und einer
Berührungsfläche realisiert werden.
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Im Schritt 310 wird der Empfang eines Befehlssignals
überwacht und, wenn das Signal empfangen wurde, geht die
Verarbeitung zum Schritt 320 über. Im Schritt 320 wird erkannt, ob
das Befehlssignal durch Drücken der Normalverkehrstaste 151b
erzeugt wurde. In dem Fall, wenn das Befehlssignal durch
Drücken der Taste 151b erzeugt wurde, geht die Verarbeitung
zum Schritt 330 über und der Schritt zum Anzeigen des
Verkehrs-Bezugsabstands wird ausgeführt.
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Die Routine 330 zum Anzeigen des Verkehrs-Bezugsabstands
umfaßt bei dieser Ausführung, wie Fig. 8 zeigt, solche
Schritte, daß im Schritt 331 die Zeichenfolge "Verkehr" in dem
Zustandsspeicherbereich des Speichers 111 als anzuzeigende
Kennzeichnungsanzeigemeldung gespeichert wird, im Schritt 332
die durch den Komparator 112 empfangenen, vom
Abstandsinformationssensor 121 ermittelten, den Abstand zwischen den
Fahrzeugen betreffenden Daten in dem für die
Verkehrsbezugsinformation vorgesehenen Speicherbereich des Speichers 111 als
Be
zugsabstandsinformation gespeichert werden, und im Schritt
333 beide Informationen auf der Bildschirmeinheit 160
angezeigt werden. Ein Beispiel der angezeigten Abbildung ist in
Fig. 10 gezeigt.
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Wenn das Befehlssignal durch Drücken der Taste 151b nicht
erzeugt wird, geht die Verarbeitung zum Schritt 340 über. Im
erwähnten Schritt wird erkannt, ob das Befehlssignal durch
Drücken der Verkehrsüberlastungstaste 151a erzeugt wurde. In
dem Fall, wenn das Befehlssignal durch Drücken der
Verkehrsüberlastungstaste 151a erzeugt wurde, geht die Verarbeitung
zum Schritt 350 über und der Schritt zum Anzeigen des
Verkehrsüberlastungs-Bezugsabstands wird ausgeführt.
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Die Routine 350 zum Anzeigen des
Verkehrsüberlastungs-Bezugsabstands umfaßt, wie Fig. 9 zeigt, solche Schritte, daß
im Schritt 351 die Zeichenfolge "Verkehrsüberlastung" in dem
Zustandsspeicherbereich des Speichers 111 als anzuzeigende
Kennzeichnungsanzeigemeldung gespeichert wird, im Schritt 352
die durch den Komparator 112 empfangenen, vom
Abstandsinformationssensor 121 ermittelten, den Abstand zwischen den
Fahrzeugen betreffenden Daten in dem für die
Verkehrsüberlastungs-Bezugsinformation vorgesehenen Speicherbereich des
Speichers 111 als Bezugsabstandsinformation gespeichert
werden, und im Schritt 353 beide Informationen auf der
Bildschirmeinheit 160 angezeigt werden. Ein Beispiel der
angezeigten Abbildung ist in Fig. 11 gezeigt.
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Wenn das Befehlssignal weder durch die Taste 151a noch die
Taste 151b erzeugt wird, geht die Verarbeitung zur
Fehlerroutine 360 über. Die Fehlerroutine 360 umfaßt, wie Fig. 12
zeigt, solche Schritte, daß im Schritt 361 die Zeichenfolge
"Fehler" in dem Zustandsspeicherbereich des Speichers 111 als
anzuzeigende Kennzeichnungsanzeigemeldung gespeichert wird,
und im Schritt 362 die Information auf der Bildschirmeinheit
160 angezeigt wird. Ein Beispiel der angezeigten Abbildung
ist in Fig. 13 gezeigt.
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Fig. 14 zeigt ein Beispiel des im Speicher 111 der in Fig. 6
gezeigten Ausführung abgespeicherten Datenformats. Im
Speicher 111 sind der Normalverkehr-Bezugsabstand, der
Verkehrsüberlastungs-Bezugsabstand, die Fahrzeuggeschwindigkeit sowie
das Ausgangssignal des Abstandsinformationsdetektors 121
entsprechend ihren Bezeichnungen gespeichert. Die darin
enthaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten werden in den Speicher
durch Verzweigung des Signals, das dem üblichen
Geschwindigkeitsmesser zugeführt wird. Der Auswahlschalter 113 erzeugt
die der Bildschirmeinheit 160 zuzuführende Anzeigeinformation
und die dem Komparator 112 zuzuführende, zu vergleichende
Bezugsabstandsinformation, die auf den Daten beruht, die im in
Fig. 14 gezeigten Speicher 111 gespeichert sind.
-
Wie Fig. 15 zu entnehmen ist, führt der Komparator 112 eine
Daten-Auslese-Routine 370, um die Daten aus dem Speicher 111
auszulesen, eine Bildschirminformation-Ausgabe-Routine 380
und eine Ausgaberoutine 390 zum Vergleich der
Bezugsabstandsinformation aus, um die Anzeigeinformation und die
Bezugsabstandsinformation auszugeben.
-
Die Bildschirminformation-Ausgabe-Routine 380 umfaßt, wie
Fig. 16 zeigt, solche Schritte, daß im Schritt 381 analysiert
wird,, ob das Befehlssignal durch Drücken der
Normalverkehrstaste 151b erzeugt wurde. In dem Fall, wenn das
Befehlssignal durch Drücken der Taste 151b erzeugt wurde, wird der
Bildschirminformation-Ausgabe-Schritt 382 ausgeführt. Und in
dem Fall, wenn das Befehlssignal durch Drücken der
Normalverkehrstaste 151b nicht erzeugt wurde, wird im Schritt 383
erkannt, ob das Befehlssignal durch Drücken der
Verkehrsüberlastungstaste 151a erzeugt wurde und in dem Fall, wenn das
Befehlssignal durch Drücken der Verkehrsüberlastungstaste 151a
erzeugt wurde, wird der Bildschirminformation-Ausgabe-Schritt
384 ausgeführt. In dem Fall, wenn das Befehlssignal durch
Drücken weder der Taste 151a noch der Taste 151b erzeugt
wurde, wird der Bildschirminformation-Ausgabe-Schritt 385
ausgeführt.
-
Die Ausgaberoutine 390 zum Vergleich der Bezugsinformation
umfaßt, wie Fig. 17 zeigt, solche Schritte, daß im Schritt
391 erkannt wird, ob das Befehlssignal durch Drücken der
Normalverkehrstaste 151b erzeugt wurde, wobei, wenn das
Befehlssignal durch Drücken der Taste 151b erzeugt wurde, der
Ausgabeschritt 392 zum Vergleich der Bezugsabstandsinformation
ausgeführt wird. Und in dem Fall, wenn das Befehlssignal
durch Drücken der Normalverkehrstaste 151b nicht erzeugt
wurde, wird im Schritt 393 erkannt, ob das Befehlssignal durch
Drücken der Verkehrsüberlastungstaste 151a erzeugt wurde. In
dem Fall, wenn das Befehlssignal durch Drücken der
Verkehrsüberlastungstaste 151a erzeugt wurde, wird der Ausgabeschritt
394 zum Vergleich der Bezugsinformation ausgeführt. In dem
Fall, wenn das Befehlssignal durch Drücken weder der Taste
151a noch der Taste 151b erzeugt wurde, wird der Schritt 395
ausgeführt, um die Zeichenfolge "Vergleich unmöglich" als
Information über den Vergleich des Bezugsabstands auszugeben.
-
Der bei dieser Ausführung eingesetzte Komparator 112 führt
die in Fig. 18 dargestellte Vergleichsroutine aus. Zunächst
wird im Schritt 401 die Ausgangsinformation über den
Vergleich des Bezugsabstands vom Auswahlschalter 113 ausgelesen,
wonach im Schritt 402 erkannt wird, ob die Information die
Zeichenfolge "Vergleich unmöglich" darstellt. Wenn die
Information die Zeichenfolge "Vergleich unmöglich" nicht
darstellt, geht die Verarbeitung zum Schritt 403 über und die
Information über den Vergleich des Bezugsabstands wird in die
Vergleichsberechnungsroutine eingegeben. Im nächsten Schritt
404 wird zwischen den ermittelten, den Abstand zwischen den
Fahrzeugen betreffenden Daten und der
Vergleichsbezugsabstandsinformation eine Vergleichsberechnung-Meßverarbeitung
ausgeführt und das Ergebnis wird der Warneinrichtung 171
zugeführt.
-
Die vorhin beschriebene Verarbeitung 330 der Information über
den Verkehrs-Bezugsabstand kann, wie in Fig. 19 gezeigt ist,
modifiziert werden. Die Modifikation besteht in der
Ausführung einer Kontrollfunktion, die anhand einer
Verkehrsgeschwindigkeitsinformation ermittelt, ob beim Drücken der
Taste durch den Fahrer eine fehlerhafte Operation stattgefunden
hat, und wenn der Fehler vorhanden ist, wird eine
Fehlerroutine ausgeführt. Dies bedeutet, daß die Modifikation einen
Schritt 335 zum Lesen von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten aus
dem Speicher 111, einen Schritt 336 zum Bestimmen, ob die
Fahrzeuggeschwindigkeit gleich Null ist und einen Schritt 337
umfaßt, der ausgeführt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
gleich Null ist.
-
Weiterhin kann, wie in Fig. 29 dargestellt ist, die vorhin
beschriebene Verarbeitung 350 der Information über den
Verkehrsüberlastungs-Bezugsabstand modifiziert werden. Die
Modifikation besteht ebenfalls in der Ausführung einer
Kontrollfunktion, die anhand einer
Verkehrsgeschwindigkeitsinformation ermittelt, ob beim Drücken der Taste durch den Fahrer eine
fehlerhafte Operation stattgefunden hat, und wenn der Fehler
vorhanden ist, wird eine Fehlerroutine ausgeführt. Das
bedeutet, daß die Modifikation einen Schritt 355 zum Lesen von
Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten aus dem Speicher 111, einen
Schritt 356 zum Bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit
gleich Null ist und einen Schritt 357 umfaßt, der ausgeführt
wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich Null ist.
-
Beide Modifikationen haben Vorteile beim Speichern und
Anzeigen des Bezugsabstands mit der Kontrolle der Kompatibilität
zwischen dem Drücken der Tasten durch den Fahrer und dem
tatsächlichen Fahrzustand.
-
Fig. 21 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der
zur in Fig. 3 dargestellten Ausführung eine
Rücksetzeinrichtung hinzugefügt wurde, um eine praktischere Konfiguration zu
erhalten. In Fig. 21 werden für die Teile, die die gleiche
Funktion erfüllen, die gleichen Bezugszeichen von Fig. 3
verwendet. Die Rücksetzeinrichtung 152, die einen Bestandteil
der Befehlseingabeeinheit 150 bildet, erzeugt ein
Rücksetzsignal auf Grund des Befehlssignals 131a, das durch Drücken der
Taste durch den Fahrer oder durch Niederdrücken des
Fahrpedals oder durch das von der Ausgabeeinheit oder die
Warneinrichtung 171 erzeugte Signal generiert wird. Das
Rücksetzsignal stoppt den Betrieb des Informationsprozessors 110 und im
Bedarfsfall, des Abstandsinformationsdetektors 121. Die
Rücksetzeinrichtung 152 erzeugt das Rücksetzsignal unmittelbar
als Reaktion auf das durch Drücken der Tasten oder
Niederdrücken des Fahrpedals generierte Befehlssignal, und,
andererseits, erzeugt das Rücksetzsignal nach Ablauf einer
bestimmten Zeit als Reaktion auf das durch die Warneinrichtung
erzeugte Signal.
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Es ist vorteilhaft, wenn ein Rücksetzknopf genauso wie die
vorhin beschriebenen Tasten in der Nähe des Lenkrads
angeordnet sind.
-
Fig. 22 zeigt eine andere konkrete Ausführung des bei der
vorliegenden Erfindung verwendeten
Abstandsinformationsdetektors 121. Bei dieser Ausführung wird ein
Ultraschallwellensignal 121b vom Sender 121a auf das Objekt 301 gerichtet. Das
reflektierte Signal 121d wird vom Empfänger 121c empfangen.
Zu diesem Zeitpunkt wird eine Echtzeituhr 121f durch das mit
der Ausstrahlung des Ultraschallwellensignals 121b
synchronisierte Signal 121e gestartet und durch das mit dem
reflek
tierten Signal 121d synchronisierte Signal 121g gestoppt. Mit
dieser Anordnung wird die Zeit für einen Durchlauf der
Ultraschallwelle mittels der Echtzeituhr 121f gemessen. Die
gemessene Zeit wird der Speicherschaltung 121h zum Speichern
zugeführt und im Abstandswandler 121j in ein Abstandsignal
umgewandelt. In diesem Fall kann der Abstandswandler 121j als ein
Wandler ausgeführt sein, der mit einem Koeffizienten
multipliziert, der sich aus dem Verhältnis zwischen der
Ausbreitungszeit und dem Ausbreitungsabstand der Ultraschallwelle
ergibt, wobei dessen Ausgangssignal die ermittelten, den
Abstand zwischen den Fahrzeugen repräsentierenden Daten 121k
darstellt, die dem Ausbreitungsabstand entsprechen, dessen
Ausbreitungszeit eine Hälfte der gemessenen Zeit beträgt.
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Anstelle der Ultraschallwelle kann auch ein moduliertes
optisches Signal verwendet werden. In diesem Fall kann die
Echtzeituhr 121f als ein Phasendetektor verwendet werden, um die
Phasenverschiebung zwischen dem ausgestrahlten Licht und dem
empfangenen Licht zu ermitteln.
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Fig. 23 zeigt eine andere, modifizierte Ausführung des bei
der vorliegenden Erfindung verwendeten
Abstandsinformationsdetektors 121. Bei dieser Ausführung wird ein von einer EIN-
AUS-Steuereinheit 121 m generiertes EIN-AUS-Signal verwendet,
um einen Laserstrahl 121b zu steuern, der von einem
Lasersender 121a erzeugt wird. Beim Einschalten des Laserstrahls,
d. h., wenn ein Bündellaserstrahl auf das Objekt 301
ausgestrahlt wird, wird das Bild des Objekts 301 durch eine
Kameraeinheit 121p von einem anderen Winkel bezüglich der
Laserausstrahlrichtung aufgenommen, der durch einen Spiegel 121n
bestimmt wird. Das von der Kameraeinheit 121p erzeugte
Bildsignal 121q wird in einem Hilfsspeicher 121r gespeichert. Im
ausgeschalteten Zustand des Laserstrahls, d. h., wenn der
Bündellaserstrahl nicht ausgestrahlt wird, wird das Objekt 301
durch die Kameraeinheit 121p auf die gleiche Art und Weise
aufgenommen und das Bildsignal 121q wird von dem im
Hilfsspeicher 121r gespeicherten Bildsignal 121s in einem
Subtrahierwerk 121t subtrahiert. Dadurch werden die dem Objekt 301
zugeordneten, komplizierten Musterversetzt zueinander
abgebildet. Als Ergebnis wird angenommen, daß das vom
Subtrahierwerk 121t ausgegebene Differenzsignal 121u ein ideales Signal
ist, das lediglich in dem Bereich heller ist, der dem kleinen
Bündellaserstrahl entspricht. Allgemein gilt jedoch, daß der
Signalgeräuschpegel schwach und daher schwer zu
identifizieren ist. Deswegen wird der Laserstrahl wiederholt ein- und
ausgeschaltet und das Differenzsignal 121u des in einem
geläufigen EIN/AUS-Zyklus erhaltenen Bildsignals 121q wird
mittels eines Addierwerkes 121v zu einem Differenzsignal 121x
hinzuaddiert, das im vorausgegangenen EIN/AUS-Zyklus in einem
kumulativen Speicher 121w integriert wurde, wonach das
Ergebnis in den kumulativen Speicher 121w umgespeichert wird. Das
im kumulativen Speicher 121w gespeicherte endgültige
Differenzsignal wird, nachdem es wiederholt gemäß einer vorgegeben
Anzahl von zeitlich versetzten Geräuschen ein-/ausgeschaltet
wurde, als ein Bildsignal eines helleren Bündellaserstrahls
angesehen. Dieses Bildsignal wird gelesen und sein
Schwellenwert wird in einem Positionsdetektor 121y verarbeitet, die
Position, die dem Bündellaserstrahl im Bildsignal entspricht,
wird ermittelt, und es wird angenommen, daß der Wert dem
Abstand zwischen dem Lasersender 121a
(Abstandsinformationsdetektor 121) und dem Objekt 301 entspricht. Da die Richtung
des ausgestrahlten Laserstrahls von der Richtung der
Bildaufnahme abweicht, ändert sich die Position im Bildsignal
nichtlinear mit dem tatsächlichen Abstand. Im Bedarfsfall kann
somit der Wert in einem Abstandswandler 121z umgewandelt
werden. Das Ausgangssignal 121k stellt die Daten dar, die dem
ermittelten Abstand zwischen den Fahrzeugen entsprechen. Ein
Abstandsinformationsdetektor dieser Art ist in der
veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 61-37563 (1986)
ausführlicher beschrieben.
-
Fig. 24 zeigt einen Teil einer weiteren Ausführung der
Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. In
dieser Figur werden für die Teile, die die gleiche Funktion
erfüllen, die gleichen Bezugszeichen von Fig. 1 verwendet.
Die Ausführung zeigt den tatsächlichen Aufbau, bei dem die
Relativposition zum vorausfahrenden Fahrzeug (Abstand
zwischen den Fahrzeugen) beim Normalverkehr auf dem gewünschten
Wert gehalten wird, um dem betreffenden Fahrzeug zu
ermöglichen, dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen. Ein Fahrzeug
auf diese Weise zu steuern ist insbesondere während der
Fahrten auf der Autobahn besonders sinnvoll, da im Sinne der
Erhöhung der Sicherheit das Ermüden des Fahrers verhindert
wird. Wenn der Fahrer versucht, dem vorausfahrenden Fahrzeug
zu folgen, wird die Information über den Abstand zwischen den
Fahrzeugen bzw. vom betreffenden Fahrzeug 301, wie bei den
vorhin erwähnten Ausführungen, von dem
Abstandsinformationsdetektor 121 gelesen und gemäß dem Befehlssignal, das von der
Befehlseinheit 151, wie z. B. einem Anlasserknopf, in dem im
Informationsprozessor 110 enthaltenen Speicher 111
abgespeichert.
-
In diesem Fall kann der Abstandsinformationsdetektor 121 den
Abstand zwischen den Fahrzeugen ermitteln und kontinuierlich
oder zyklisch so lange ausgeben, bis die Rücksetzeinrichtung
152 durch das von der Befehlseinheit 151 erzeugte Signal
aktiviert wird. Dies kann auch durch die Verwendung des in Fig.
22 und 23 gezeigten Abstandsinfoxmationsdetektors 121
realisiert werden, wenn der Detektor 121 durch das vom
Informationsprozessor 110 erzeugte Signal wiederholt aktiviert wird.
Die gemessene und kontinuierlich aktualisierte ermittelte
Information über den Abstand zwischen den Fahrzeugen wird mit
der vorgegebenen Bezugsabstandsinformation verglichen und im
Speicher 111 des Komparators 112 abgespeichert. Dann wird die
Differenz zwischen dem ermittelten Signal und dem
eingestell
ten Wert der Steuereinheit 172 zugeführt. In der
Steuereinheit 172 werden das Fahrpedalbetätigungssignal 172a und das
Bremsbetätigungssignal 172b erzeugt und zur automatischen
Steuerung der veränderbaren Variable für die Beschleunigungs-
oder die Bremsmittel gemäß dem Differenzsignal mit positivem
oder negativem Wert verwendet. Diese Signale ermöglichen eine
automatische Abstandsregelung zum Einhalten des Abstands
zwischen den Fahrzeugen bzw. zum vorausfahrenden Fahrzeug auf
einem konstanten Wert.
-
Um einen derartigen automatischen Abstandsregelmodus
aufzuheben ist es lediglich notwendig, das Fahrpedal oder die
automatisch betätigte Bremse kurz niederzudrücken. Die
Rücksetzeinrichtung 152 wird dann mittels des durch das kurze
Niederdrücken des Fahr-/Bremspedals erzeugten Signals
aktiviert und das Operations-Rücksetzsignal wird dem
Informationsprozessor 110 zugeführt.
-
Wenn das betreffende Fahrzeug während der Abstandsregelung in
eine Kurve kommt, werden Bilder von einer Kameraeinheit, wie
z. B. einer wahlweise eingesetzten Fernsehkamera, verwendet,
um während der Bildverarbeitung den Zustand der Kurve zu
ermitteln, z. B. durch Analysieren der Begrenzung oder der
Mittellinie der Fahrbahn, um die Zielrichtung des
Abstandsinformationsdetektors 121 zu steuern, um dem vorausfahrenden
Fahrzeug folgen zu können. Die Position des vorausfahrenden
Fahrzeuges in seinem Bild kann durch die Bildverarbeitung erkannt
werden und das Ziel des Abstandsinformationsdetektors 121
kann in diese Richtung eingestellt werden. In der Figur ist
ein vereinfachtes Verfahren dargestellt. Bei diesem Verfahren
wird das durch einen einfachen Winkelsensor ermittelbare
Signal 131b, das den Lenkradwinkel des betreffenden Fahrzeuges
repräsentiert, verwendet, um den Winkelregler 122 zu
aktivieren und die im Regler 122 enthaltene Zielrichtung des
Abstandsinformationsdetektors 121 zu bestimmen, um annähernd
die Richtung des vorausfahrenden Fahrzeugs zu halten. In
diesem Fall wird der Normalfahrbetrieb sichergestellt, auch wenn
der Abstandsinformationsdetektor auf Grund einer plötzlichen
Änderung der Zielrichtung des vorausfahrenden Fahrzeuges
ausfällt und die ermittelten, gemessenen
Abstandsinformationsdaten sich abrupt ändern. Der Regler 172 erzeugt akustische
Warnsignale, um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu wecken, und
hält, während das vorausfahrende Fahrzeug seine Richtung
plötzlich ändert, die Geschwindigkeit vorübergehend auf einem
festen Wert. Eine solche Verarbeitung kann mühelos realisiert
werden, z. B. mit einem Informationsprozessor 110, der einen
Mikroprozessor enthält.
-
In dem Fall, wenn das vorausfahrende Fahrzeug seine
Geschwindigkeit erhöht oder verringert, soll das betreffende Fahrzeug
diesem Fahrzeug in einem geeigneten Abstand zwischen den
Fahrzeugen folgen, der dieser Geschwindigkeit entspricht. In
einem solchen Fall ist es lediglich erforderlich, den
geeigneten Bezugsabstand zwischen den Fahrzeugen zu finden, wobei
das die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeuges
repräsentierende Signal 131c unter Verwendung des Wandlers 132
verwendet wird, um die im Speicher 111 enthaltenen Daten zu
aktualisieren. Die Abhängigkeit zwischen dem Eingangs- und dem
Ausgangssignal des Wandlers 132 wird als die Kurve C in Fig.
25 dargestellt. Die Kurve kann mühelos z. B. durch Verwendung
eines Mikroprozessors mit einer Speicherschaltung realisiert
werden, die zu einem Funktionsgenerator kombiniert werden, um
eine Funktion zu generieren, die durch den Punkt A in der
Figur, der der zu diesem Zeitpunkt eingestellten
Geschwindigkeit v und dem Abstand d zwischen den Fahrzeugen entspricht,
sowie durch den Punkt B hindurchgeht, der dem gewünschten
Abstand b zwischen den Fahrzeugen bei einer Geschwindigkeit =
0, d. h., wenn das Fahrzeug anhält, entspricht. Um diese
Funktion mit der einfachsten geraden Linie zu realisieren wird
die Beziehung zwischen dem Abstand D zwischen den Fahrzeugen
und der Geschwindigkeit V durch die folgende Gleichung
ausgedrückt:
-
D = (d - b) / v · V + b... (Gleichung 1)
-
So ist es lediglich erforderlich, daß der Wandler 122 als ein
Rechenwerk ausgebildet ist, das gemäß der Gleichung den
geeigneten Abstand D zwischen den Fahrzeugen, der der
Geschwindigkeit V entspricht, berechnet. In diesem Fall, wenn der
Abstand b zwischen den Fahrzeugen bei der Null-Geschwindigkeit
5 m beträgt, kann der Abstand zwischen den Fahrzeugen richtig
eingestellt werden und das betreffende Fahrzeug kann in einem
Endabstand zwischen den Fahrzeugen von 5 m angehalten werden,
wenn das vorausfahrende Fahrzeug seine Geschwindigkeit
verringert und anhält.
-
Wenn der Fahrer die Abstandsregelung einschaltet, während er
mit der Geschwindigkeit v fährt und während der Abstand b vom
vorausfahrenden Fahrzeug unzureichend bezüglich der
Geschwindigkeit v ist, dann ist die Abstandsregelung gefährlich. Mit
anderen Worten, es kann gefährlich werden, wenn die Funktion
durch den in Fig. 25 gezeigten Punkt A(v, d) hindurch
verläuft. In solch einem Fall kann auch eine Standardfunktion C&sub0;
verwendet werden, die die Abstandsregelung in einen Modus
versetzt, in dem ein Sicherheitsabstand eingehalten wird. Mit
anderen Worten werden die Werte d und d&sub0; (s. Fig. 25) der
beiden vom Wandler 132 generierten Funktionen C und C&sub0; dem
Informationsprozessor 110 zugeführt. Dann wird der im
Speicher 111 voreingestellte Wert d des Abstands zwischen den
Fahrzeugen, der am Anfang gemäß dem Ausgangswert der Funktion
C eingestellt wurde, bei bestimmten Abständen zwischen den
Fahrzeugen über zwischen C und C&sub0; liegende Werte auf den der
Funktion C&sub0; entsprechenden Abstand d&sub0; nach und nach
aktualisiert und am Ende in den der Funktion C&sub0; entsprechend
eingestellten Wert d&sub0; des Abstands zwischen den Fahrzeugen
umge
wandelt. Eine ähnliche Verarbeitung kann mühelos durch den
Informationsprozessor 110 ausgeführt werden, der einen
Mikroprozessor enthält. Das betreffende Fahrzeug wird somit durch
einen Sicherheitsabstand zwischen den Fahrzeugen vom
vorausfahrenden Fahrzeug getrennt, und am Ende kann das betreffende
Fahrzeug in einen Abstandsregelmodus übergehen, der den
Sicherheitsabstand zwischen den Fahrzeugen einhält.
-
Andererseits kann das Fahrunterstützungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung, ohne Modifikation oder mit kleinen
Änderungen, auch bei einem Fahrzeug verwendet werden, das auf
einer spezifischen Eisenbahn fährt. In diesem Fall kann das
Fahrzeug ein bemanntes Eisenbahnfahrzeug, ein unbemanntes
Eisenbahnfahrzeug oder ein unbemannter automatischer Träger
(Roboter) sein, der in Fabriken läuft. Fig. 26 zeigt den
Aufbau einer Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung, die
bei unbemannter Lenkung von Fahrzeugen verwendet werden kann.
-
Bei dieser Ausführung kann der Abstandsinformationsdetektor
121 als ein Meßgerät zur indirekten Abstandsmessung, wie z. B.
ein Abstandsrechner, ausgebildet sein, der zum Messen des
Abstands zwischen dem Subjekt und dem vorausfahrenden Fahrzeug
entsprechend den Positionssignalen vom Subjekt und dem
vorausfahrenden Fahrzeug, die über die Operationssteuerzentrale
der betreffenden Eisenbahn oder des unbemannten Trägersystems
übertragen werden, benutzt wird. Der Abstand zwischen den
beiden Fahrzeugen wird während dieser Zeit nicht direkt
gemessen. Die Bezugsabstandsinformation wird nicht durch einen
Schritt erhalten, in dem mit dem Startbefehl des Fahrers die
Abstandsinformation vom Abstandsinformationsdetektor 121 dem
Speicher 111 nicht zugeführt wird, sondern durch Versuche,
bei denen mit dem Befehl von der Befehlseinheit 151 die
Abstandsinformation von der Operationssteuerzentrale gesendet
wird und im Speicher 111 als eine festgelegte
Bezugsabstandsinformation abgespeichert wird oder zu Beginn der
Systemope
ration von der Befehlseinheit 151 eine festgelegte
Abstandsinformation im Speicher 111 eingestellt wird. Insbesondere
im Falle eines unbemannten Fahrzeuges wäre es vorteilhaft,
die voreingestellte festgelegte Abstandsinformation zu
verwenden. Der Abstand zwischen den Fahrzeugen bzw. zum
vorausfahrenden Fahrzeug, der direkt gemessen oder indirekt
berechnet wird, wird im Laufe der Zeit aktualisiert und mit der im
Speicher 111 enthaltenen, voreingestellten
Bezugsabstandsinformation durch den Komparator 112 verglichen, und das
Differenzsignal wird dem Regler 172 zugeführt. Der Regler 172
erzeugt das Signal zum Betätigen des Fahrpedals, d. h., das
Beschleunigungssignal 172a und das Signal zum Betätigen der
Bremse, d. h., das Geschwindigkeitsverringerungssignal 172b in
Abhängigkeit davon, ob der Zustand des Differenzsignals
positiv oder negativ ist. Wenn der Abstand vom vorausfahrenden
Fahrzeug sich verringert, wird auch die Geschwindigkeit des
betreffenden Fahrzeuges verringert. Die im Speicher 111
voreingestellte Information über den Bezugsabstand zwischen den
Fahrzeugen wird im Sinne einer Verringerung durch den Wandler
132 gemäß der Geschwindigekitsverringerung automatisch
aktualisiert, wie in Fig. 25 dargestellt ist. Als Ergebnis wird
die Geschwindigkeitsverringerung in diesem Fall nicht abrupt,
sondern weich durchgeführt. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug
in dieser Zeit anhält, hält auch das betreffende Fahrzeug im
gewünschten Anhalteintervall b an. Wenn das vorausfahrende
Fahrzeug anfängt, sich zu bewegen, wird das Intervall auch
vergrößert. Das betreffende Fahrzeug fängt somit an, dem
vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen. Wenn der Abstand zum
vorausfahrenden Fahrzeug sich vergrößert, wird das betreffende
Fahrzeug beschleunigt. Auf diese Art und Weise wird bei einer
Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit der eingestellte Wert im
Speicher 111 entsprechend dem Signal vom Wandler 132
vergrößert. Die Abstandsregelung wird somit bei einem spezifischen
Abstand zwischen den Fahrzeugen durchgeführt, der länger ist
als der, der dem Anhalten des betreffenden Fahrzeugs
ent
spricht.
-
Fig. 27 zeigt den gewünschten Aufbau einer Ausführung der
Haltevorrichtung zum Anbringen eines
Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeug. Bei
dieser Ausführung ist der Abstandsinformationsdetektor 121 am
Vorderteil des betreffenden Fahrzeuges vorgesehen. Die
Bildschirmeinheit 160, die Befehlseinheit 151 und die
Ausgabeeinheit 170 sind in der Nähe des Fahrersitzes vorgesehen. Somit
können Befehlsoperationen mühelos ausgeführt werden und
Warnsignale können dem Fahrer sicher mitgeteilt werden.
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Fig. 28 zeigt eine andere, am Fahrzeug angebrachte Ausführung
eines Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei dieser Ausführung ist die Ausgabeeinheit 170 in der
Nähe des (nicht dargestellten) Fahrzeugreglers angeordnet.
Dies ermöglicht eine Vereinfachung des Aufbaus für eine
automatische Fahrsteuerung.
-
Fig. 29 zeigt eine weitere, am Fahrzeug angebrachte
Ausführung eines Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei dieser Ausführung sind die Befehlseinheit 151
und die Bildschirmeinheit 160 als ein Headup-Display mit
einer Berührungsfläche ausgebildet, um die Bilder auf der
Windschutzscheibe darzustellen.
-
Fig. 30 und Fig. 31 zeigen andere, am Fahrzeug angebrachte
Ausführungen der Befehlseinheit 151 und der Bildschirmeinheit
160 gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 30 sind die
Befehlseinheit 151 und die Bildschirmeinheit 160 am
Armaturenbrett angeordnet. In Fig. 31 ist die Befehlseinheit 151 am
Armaturenbrett angeordnet, während die Bildschirmeinheit 160
als ein Headup-Display ausgebildet ist.
-
Andererseits kann das Fahrunterstützungssystem gemäß der
vor
liegenden Erfindung auch für ein Treffen von sich bewegenden
Körpern, beispielsweise künstlichen Satelliten, eingesetzt
werden. Mit anderen Worten, wenn ein Satellit sich dem
vorausfliegenden Satelliten nähert, um mit ihm verbunden zu
werden, wird anstelle der Eingangscharakteristik C des in Fig.
25 gezeigten Wandlers 132 die Kurve C&sub1; oder eine Gerade
verwendet, die, wie in Fig. 20 gezeigt ist, durch den Nullpunkt
hindurch verläuft. In diesem Fall wird, wenn die
Geschwindigkeit verringert wird, der Abstand zwischen den Satelliten
kleiner, so daß er sich nach und nach der Null nähert.
Dadurch wird ein Treffen ohne Aufprall ermöglicht.
-
Das Fahrunterstützungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
kann auch für fliegende Körper, wie Raketengeschosse
verwendet werden. Um das Fahrunterstützungssystem zu verwenden, um
ein Ziel mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu treffen
kann die Kurve C&sub2; oder eine Gerade verwendet werden, die, wie
in Fig. 32 gezeigt ist, die horizontale Achse im Punkt P
schneidet. In diesem Zeitpunkt, wenn der Abstand zum Ziel
Null wird, erreicht die Geschwindigkeit, d. h., die
Geschwindigkeit im Punkt P, den für die Kollision gewünschten Wert.
-
Da gemäß der vorliegenden Erfindung Fahrzeuge einer Straße
oder einer Eisenbahn eher als beim herkömmlichen Verfahren
zugeordnet werden, kann eine hohe Verkehrsdichte und eine
hocheffiziente Abstandsregelung realisiert werden. Zu diesem
Zweck kann insbesondere für eine Eisenbahn in einer
überfüllten Stadt ein wirksameres System als ein
Schleifen-Eisenbahnsystem entwickelt werden.
-
Wie vorhin erwähnt wurde, kann das Fahrunterstützungssystem
während des Anhaltens ein Wiederanfahren des vorausfahrenden
Fahrzeuges überwachen, wodurch die Belastung des Fahrers in
einem Verkehrsstau verringert wird. Während des Fahrbetriebs
kann der Fahrer, während er einen geeigneten Abstand vom
vor
ausfahrenden Fahrzeug einhält, dem vorausfahrenden Fahrzeug
folgen, wodurch gewährleistet wird, daß der Fahrer,
insbesondere auf der Autobahn, sicher fährt. Somit kann der Fahrer
von der während der Fahrt auftretenden mentalen und der
physischen Belastung weitgehend befreit werden, wodurch ein
sicheres Fahren ermöglicht wird.
-
Fig. 33 zeigt einen Teilaufbau einer weiteren Ausführung des
Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der Figur wird mit dem Bezugszeichen 100 ein Fahrzeug
bezeichnet, in dem das Fahrunterstützungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
-
Das erwähnte Unterstützungssystem 110 umfaßt einen
Körperbewegungsdetektor 114, einen Hindernisdetektor 115, einen am
Fahrzeug angebrachten Informationsspeicher 116, eine Einheit
117 zur Verarbeitung von Umgebungsinformationen sowie einen
Verkehrslenkungsinformationsselektor 118, die in einer
Mikroprozessoreinheit enthalten sind. Ein Umgebungssensor 120
umfaßt eine Fernsehkamera 124 und einen Nahbereichssensor 125.
Ein Fahrzeugkarosseriesensor 130 umfaßt einen
Raddrehzahlsensor 133, einen Raddrehrichtungssensor 134 und einen
Lenkradwinkelsensor 135. Eine Befehlseinheit 152 ist als eine
Befehlseingabeeinheit ausgebildet, die eine Taste zum Abfragen
von Informationen über Hindernisse im Umkreis des Fahrzeuges
und eine Taste zum Abfragen von Verkehrslenkungsinformationen
in einer Parklücke aufweist.
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Der Karosseriebewegungsdetektor 114 erzeugt Bewegungsdaten
114a und 114b, die auf einem Bewegungssignal 131e vom
Fahrzeugkarosseriesensor 130 beruhen.
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Der Hindernisdetektor 115 erzeugt Hindernisdaten 115a, die
auf den Umgebungsdaten 126a vom Umgebungssensor 120 und den
Bewegungsdaten 114a vom Karosseriebewegungsdetektor 114
beru
hen. Der am Fahrzeug angebrachte Informationsspeicher 116
umfaßt einen Fahrzeugabmessungsspeicher 116a und einen
Tabelleninformationsspeicher 116b.
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Die Einheit 117 zur Verarbeitung der Umgebungsinformationen
erzeugt in Abhängigkeit vom Befehlssignal 152a von der
Befehlseinheit 152 zahlreiche Informationen 117a über die
Umgebung im Umkreis des Fahrzeuges durch Berechnung unter
Verwendung der Bewegungsdaten 114b vom Fahrzeugkarosseriesensor
114, der Hindernisdaten 115a vom Hindernisdetektor 115 und
der Speicherdaten 116c vom am Fahrzeug angebrachten
Informationsspeicher 116. Der Verkehrslenkungsinformationsselektor
118 stellt durch Selektieren der von der
Informationsverarbeitungseinheit 117 entsprechend dem Befehlssignal 152a
erzeugten Umgebungsinformation 117a der Bildschirmeinheit 160
eine geeignete Verkehrslenkungsinformation 118a zur
Verfügung.
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In der nachfolgenden Beschreibung wird jeder das vorhin
beschriebene Unterstützungsystem bildende Teil ausführlich
erläutert.
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Der Karosseriebewegungsdetektor 114 empfängt das
Bewegungssignal 131e von dem Raddrehzahldetektor 133, dem
Raddrehrichtungdetektor 134 und dem Lenkradwinkeldetektor 135, erhält
Informationen über die Fahrtrichtung und die
Fahrzeuggeschwindigkeit durch Verwendung des Bewegungssignals 131e und
gibt dann das Ergebnis als die Bewegungsdaten 114a und 114b
aus.
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Der Hindernisdetektor 115 erhält durch Verwendung der
Fernsehkamera 124 und/oder des Nahbereichssensors 125
Informationen über die Position und die Gestalt der im Umkreis des
Fahrzeuges befindlichen Hindernisse sowie die Bewegungsdaten
114a vom Karosseriebewegungsdetektor 114 und gibt das
Ergeb
nis als die Hindernisdaten 115b aus.
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Die Einheit 117 zur Verarbeitung der Umgebungsinformationen
empfängt die Speicherdaten 116c vom
Fahrzeugabmessungsspeicher 116a und vom Tabelleninformationsspeicher 116b, die
Bewegungsdaten 114b vom Karosseriebewegungsdetektor 114 und die
Hindernisdaten 115a vom Hindernisdetektor 115 und mischt sie,
um durch die Berechnung die Umgebungsinformation 117 im
Umkreis des Fahrzeuges in der Echtzeit zu finden und
auszugeben, die den realen Abmessungen des Fahrzeuges entspricht.
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Der Verkehrslenkungsinformationsselektor 118 wählt dann die
vom Standpunkt der Sicherheit, Zulässigkeit, usw. geeignetste
Verkehrslenkungsinformation 118a für den Fahrer entsprechend
dem Kriterium, ob es für den Fahrer möglich ist, die
Information subjektiv zu beurteilen. Das ausgewählte Ergebnis wird
auf der Bildschirmeinheit 160, wie z. B. einer
Instrumententafel, einer Konsole, usw., ausgegeben.
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Obwohl in der Figur nicht dargestellt, kann die
Verkehrslenkungsinformation zum Aktivieren einer Informationseinrichtung
verwendet werden, die Informationen an andere menschliche
Sinne als den visuellen Sinn vermittelt, z. B. eines
Bildschirms oder einer Einrichtung, die, um etwas Wichtiges
anzuzeigen, Warnsignale erzeugt und den Fahrersitz schüttelt.
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Obwohl in der Figur nicht dargestellt, kann die
Verkehrslenkungsinformation zum Verhindern eines Unfalls verwendet
werden, wenn eine Kollision droht, durch Umwandeln der
Information in ein Signal zum Ansteuern der Bremsen und/oder des
Lenkrads in einem Fall, in dem der Zustand der Umgebung als
gefährlich angesehen wird.
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Gemäß dieser Ausführung kann die vorliegende Erfindung, wie
oben erwähnt wurde, ein Fahrunterstützungssystem darstellen,
das verhältnismäßig einfache "Datenverarbeitung" bei der
"Fahrerinformationserzeugung" ( = Interpretation der
Umgebungsbedingungen) ausführen kann.
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Fig. 34 ist eine Ansicht, die den Ermittlungszustand und das
auf dem Bildschirm 160 angezeigte Ergebnis zeigt, wenn der
Nahbereichssensor 125 als Umgebungssensor 120 verwendet wird.
Der Nahbereichssensor 125 kann z. B. als eine Kombination
einer LED (etwa Infrarotstrahldiode) mit einer PD (Photodiode)
ausgebildet werden, die als ein Gürtel am Umfang des
Fahrzeuges 100 angeordnet ist. Das Umgebungssignal des
Nahbereichssensors 125 wird zur Vermittlung von Informationen über die
Form von Zielhindernissen verwendet, die sich in der Nähe des
betreffenden Fahrzeuges befinden. Die Information wird auf
der Bildschirmeinheit 160 als eine Ansicht aus
Vogelperspektive dargestellt, die auch das Fahrzeug selbst umfaßt.
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Das durch den Nahbereichssensor 125 ermittelte Ergebnis wird,
wie in der Figur dargestellt ist, als weißer Kreis 125a, wenn
kein Hindernis ermittelt wird, und als schwarzer Kreis 125b
angezeigt, wenn ein Hindernis ermittelt wird. Ein schwarzes
Dreieck 100a bezeichnet die Vorwärtsrichtung 100b des
Fahrzeuges. Wenn auf der Bildschirmeinheit 160 Daten angezeigt
werden, kann der Fahrer ein Hindernis X, das sich hinten
links befindet, sowie dessen Form erkennen.
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Fig. 35 zeigt, wie Umgebungsbedingungen durch Verwendung des
Umgebungssignals 126a vom Nahbereichssensor 125 und der
Bewegungsdaten 114a überwacht werden. Anhand der Fig. 35 wird der
Verarbeitungsablauf für die Überwachung der
Umgebungsbedingungen erläutert.
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Im Schritt S01 wird das die im Umkreis des Fahrzeuges
ermittelten Hindernisse anzeigende Umgebungssignal 126a vom
Nahbereichssensor 125 empfangen. Im Schritt 502 wird das Signal
als ein Umgebungssignal 126b im Speicher abgespeichert.
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Im Schritt 503 empfängt der Karosseriebewegungsdetektor 114
die Fahrzeugbewegungsdaten 131e von den vom
Raddrehzahldetektor 133, dem Raddrehrichtungsdetektor 134 und dem
Lenkradwinkeldetektor 135 erzeugten Signalen und gibt dann die
Bewegungsdaten 114a und 114b aus.
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Im Schritt 504 stellt der Hindernisdetektor 115 die
Fahrzeugfahrtrichtung als Zielbereich bezüglich des Umgebungssignals
126b und der Bewegungsdaten 114a vorübergehend ein. Im
Schritt 505 wird entschieden, ob im Zielbereich Hindernisse
existieren. Wenn kein Hindernis ermittelt wird, wird der
Bereich als Zielbereich im Schritt 506 angesehen. Wenn ein
Hindernis existiert, wird im Schritt 507 die zum Hindernis
führende Richtung weiter geprüft, um zu entscheiden, ob der
Bereich als Zielbereich gewählt werden kann. Die Genauigkeit
des Nahbereichssensors 125 wird so gewählt, daß er nur den
notwendigen Bereich erfaßt, wodurch der Einfluß von
Geräuschen erheblich reduziert wird. Im nächsten Schritt 508
entscheidet der Hindernisdetektor 125 über den Beurteilungsgrad
für den Ermittlungsbereich 125c und die existierende
Einschränkung des Hindernisses. Im Schritt 509 empfängt der
Hindernisdetektor 115 das Umgebungssignal 126a vom
Nahbereichssensor 125. Im nächsten Schritt S10 wird von diesem
Umgebungssignal 126a das vorhin abgespeicherte Umgebungssignal
126b subtrahiert, um genauere Hindernisdaten 115a zu
erhalten.
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Im Schritt 511 empfängt die Einheit 117 zur Verarbeitung von
Umgebungsinformationen die abgespeicherten Daten über die
Fahrzeugabmessungen 116c vom Fahrzeugabmessungsspeicher 116a,
die Bewegungsdaten 114b vom Karosseriebewegungsdetektor 114
und die Hindernisdaten 115a vom Hindernisdetektor 115, um
mittels der mit diesen Informationen durchgeführten
Berech
nung eine Information über die Form des Fahrzeuges selbst,
die Form des in der Nähe des Fahrzeuges ermittelten
Hindernisses X sowie die Umgebungsinformation 117a, die der
Fahrzeugbewegung entspricht, zu erzeugen.
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Danach erzeugt der Verkehrslenkungsinformationsselektor 118
im Schritt 512 entsprechend dem Befehlssignal 152a von der
Befehlseinheit 152 die Verkehrslenkungsinformation 118a, die
eine Ansicht aus Vogelperspektive darstellt, die das eine
andere Information überlappende Fahrzeug enthält, und zeigt es
auf der Bildschirmeinheit 161 an, wodurch eine genaue
Verkehrslenkungsinformation über das Hindernis X zum richtigen
Zeitpunkt zur Verfügung gestellt wird.
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Im Schritt 513 entscheiden der Hindernisdetektor 115, der
Umgebungsinformationsprozessor 117 und der
Verkehrslenkungsinformationsselektor 118, ob die Verarbeitung bezogen auf das
Befehlssignal 152a fortgesetzt werden soll. Wenn entschieden
wird, daß eine Fortsetzung notwendig ist, kehrt die
Verarbeitung zum Schritt 502 zurück, um das Umgebungssignal 126a als
das Umgebungssignal 126b abzuspeichern.
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Fig. 37 zeigt einen Teilaufbau einer weiteren Ausführung des
Fahrunterstützungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Unterstützungssystem ist ein System, bei dem zu der im
Zusammenhang mit den Fig. 33 bis 36 beschriebenen Ausführung
eine Kommunikationseinheit 140 hinzugefügt wurde. Das System
kann umfangreiche Informationen wie etwa Tabelleninformation
(map information), Verkehrsüberlastungsinformation,
Fahrtrichtung, Information über andere Fahrzeuge usw. in der
Echtzeit von einem außerhalb des Fahrzeuges 141 angeordneten
Speicher erhalten, beispielsweise mittels Kommunikation
zwischen Straße und Fahrzeug, zwischen zwei Fahrzeugen oder von
einem Satelliten für eine Infrastruktur oder dgl. Die
Kommunikationseinheit 140 kommuniziert mit dem außerhalb des
Fahr
zeuges 141 angeordneten Speicher und überträgt die
Kommunikationsdaten 140a zum Umgebungsinformationsprozessor 117.
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Fig. 38 zeigt den Verarbeitungsablauf zur Erzeugung der
Verkehrslenkungsinformation für das Einparken unter Verwendung
des in Fig. 37 gezeigten Unterstützungssystems. Fig. 39 und
Fig. 40 zeigen Beispiele von Parkvorgängen als Ansichten aus
Vogelperspektive. Dieser Verarbeitungsablauf entspricht im
wesentlichen dem Ablauf bei der in Fig. 36 dargestellten
Hindernisermittlung. Die Verarbeitung wird anhand der Fig. 38
ausführlicher erläutert. Die Umgebungsinformation, die im
Schritt 701 lediglich im Umkreis des betroffenen Fahrzeugs
ermittelt wird, entspricht den Schritten 501 bis 511 von Fig.
36.
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Danach erhält der Umgebungsinformationsprozessor 117 im
Schritt 702 die Information vom an einem anderen Fahrzeug
angebrachten Nahbereichssensor 125 über die
Kommunikationseinheit 140 als Kommunikationsdaten 140a. Im Schritt 703 wird
die Information in der erwähnten
Umgebungsinformationsverarbeitungseinheit 117 vermischt und berechnet, um die
umfangreiche Umgebungsinformation 117b zu erhalten, die das
Hindernis enthält, das mit der Fahrzeugbewegung interferieren
könnte.
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Für das Fahrzeug, das sich bewegt oder beginnt, sich zu
bewegen, wird die Bewegungsrichtung als ein Vektor dargestellt.
Die Länge des Pfeilzeichens bezeichnet die
Bewegungsgeschwindigkeit und der Typ des Pfeilzeichens zeigt das
Gefahrenniveau an. Präziser ausgedrückt existieren folgende Typen von
Pfeilzeichen: Ein schwarzes Pfeilzeichen A, ein quadratisches
Zeichen mit hohlem Pfeil B, und ein kreisförmiges Zeichen mit
hohlem Pfeil C. Der Sicherheitsgrad sinkt in der Reihenfolge
A, B und C. Mit anderen Worten hat C die größte Möglichkeit
einer Kollision oder eines Kratzers. Konkret zeigt das
schwarze Pfeilzeichen A an, daß in der Bewegungsrichtung kein
Hindernis existiert. Das quadratische Zeichen mit hohlem
Pfeil B zeigt an, daß sich das Fahrzeug auf das Hindernis zu
bewegt. Das kreisförmige Zeichen mit hohlem Pfeil C zeigt an,
daß sich das Hindernis (ein anderes Fahrzeug vorn, das als
ein Hindernis angesehen wird) auch auf das betreffende
Fahrzeug zu bewegt (Näherung).
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Als Ergebnis berechnet der
Verkehrslenkungsinformationsselektor 118 im Schritt 704, ob sich in der Nähe des betreffenden
Fahrzeuges ein Hindernis befindet. Wenn kein Hindernis
existiert, wählt das System im Schritt 706 das Pfeilzeichen A.
Wenn ein Hindernis vorhanden ist, berechnet das System im
Schritt 705 weiter, ob sich das Hindernis auf das betreffende
Fahrzeug zu bewegt. Wenn nicht, wählt das System im Schritt
707 das Pfeilzeichen B. Wenn das Hindernis kommt, wählt das
System im Schritt 708 das Pfeilzeichen C. Dann legt das
System im Schritt 709 die Richtung und die Länge des
Pfeilzeichens entsprechend der Bewegungsrichtung und der
Geschwindigkeit jedes Hindernisses fest und entscheidet über die Art des
anzuzeigenden Pfeilzeichens. Der
Verkehrslenkungsinformationsselektor erzeugt im Schritt 710 die umfangreiche
Verkehrslenkungsinformation 118a und im Schritt 711 zeigt die
Bildschirmeinheit 160 das Ergebnis an.
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Danach entscheiden im Schritt 712 der Hindernisdetektor 115,
der Umgebungsinformationsprozessor 117 und der
Verkehrslenkungsinformationsselektor 118, ob die Verarbeitung bezogen
auf das Befehlssignal 152a wieder fortgesetzt werden soll.
Wenn entschieden wird, daß eine Fortsetzung notwendig ist,
kehrt die Verarbeitung zum Schritt 701 zurück.
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Der Fahrer kann den Zustand des gesamten notwendigen Raums
kennenlernen, z. B. durch die abgebildete umfangreiche
Verkehrslenkungsinformation, wie sie in Fig. 39 dargestellt ist.
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Der Fahrer kann somit den für ihn am besten geeigneten
Parkplatz wählen. Zusätzlich zur An- oder Abwesenheit von
Hindernissen kann der Fahrer auch Informationen über das
Gefahrenniveau und die Richtung erhalten, in der das Hindernis
ermittelt wird.
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Der Fahrer kann auch die Information über den Umkreis der
Parkfläche P, z. B. über das Haus H, den Tennisplatz T u. ä.
nutzen, um eine Handlung zu wählen, die er, nachdem er sein
Fahrzeug verlassen hat, frei und effizient durchführen kann.
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Ein Fahrzeug, das schräg steht, in Fig. 39 in der Richtung,
in der es sich bewegt oder beginnt, sich tatsächlich zu
bewegen, wird als ein Block D dargestellt. In Fig. 40 wird das
Fahrzeug jedoch als ein Block E angesehen, der von Teillinien
begrenzt wird, die sowohl senkrecht als auch parallel
bezüglich des in Draufsicht dargestellten Fahrzeuges verlaufen.
Der Vektor der Bewegungsrichtung ist in X- und
Y-Richtungsvektoren aufgeteilt. Jeder Vektor wird dann als ein
Pfeilzeichen entsprechend dem Gefahrenniveau in jeder Richtung
dargestellt. Diese beiden Darstellungsmethoden können ausgewählt
werden, um die optimale Parkverkehrslenkung zu erreichen. Zum
Beispiel wird die erste Methode verwendet, wenn, wie in Fig.
39 gezeigt, die aktuelle Parksituation, so bald wie möglich
bekannt werden soll, während die zweite Methode, wie Fig. 40
zeigt, dann Verwendung findet, wenn die Zuordnung der
Fahrzeuge zu beachten oder das Gefahrenniveau zu ermitteln ist.
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Fig. 41 zeigt einen Teil des außerhalb des Fahrzeuges 141
angeordneten Informationsspeichers. In der Figur ist eine
Bildinformation gezeigt, die auf der vom Parkplatzverwalter
benutzten Bildschirmeinheit 142 des außerhalb des Fahrzeuges
angeordneten Speichers angezeigt wird. Fig. 42 zeigt das
Sehfeld des Fahrers während der Parkverkehrslenkungsoperation.
Wenn der Parkplatzverwalter dem Fahrzeug 100 mittels einer
Maus 143 die Richtungsinformation übermittelt, um auf den
Parkplatz zu fahren, wird die Information über die
Kommunikationseinheit 140 zum Umgebungsinformationsprozessor 177
übertragen und auf der Bildschirmeinheit 161 angezeigt. Der
Fahrer kann viel effizienter sowohl bezüglich des Raumes als
auch bezüglich der Zeit auf den Parkplatz geführt werden als
in einem Fall, in dem er sich nur auf die Information
verläßt, die der Verwalter direkt durch die Windschutzscheibe
übermittelt. Zusätzlich kann auch eine andere Methode zur
Unterstützung des Parkens des Fahrzeuges 100 in Betracht
gezogen werden. In diesem Fall braucht der Fahrer sein Fahrzeug
zum Parkplatz nicht zu führen. Der Fahrer und/oder der
Parkplatzverwalter teilen dem Fahrzeug 100 die Richtungen mit, um
ihm einen Parkplatz zuzuweisen. Die
Verkehrslenkungsinformation wird zu dem Fahrzeug entsprechend den Richtungen
übertragen.
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Wie oben erläutert wurde, kann die vorliegende Erfindung
durch Aufbau eines integrierten Unterstützungssystems mittels
ausgewählter Kombination von Teilen der oben beschriebenen
Ausführungen dem Fahrer eine optimierte Information zur
Verfügung stellen, die von mehreren Fahrzuständen abhängig ist.