DE69829946T2 - Prädikatives kollisionsentdeckungssystem - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Radarsysteme und insbesondere Automobil-Radarsysteme, die Teil von Kollisionsvermeidungs- und Sicherheitsrückhaltesystemen von Fahrzeugen sind.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein Fahrzeug kann automatische Sicherheitsrückhalteaktuatoren enthalten, die ansprechend auf einen Unfall des Fahrzeugs zum Zweck der Abschwächung von Verletzungen an Insassen aktiviert werden. Beispiele solcher automatischen Sicherheitsrückalteaktuatoren umfassen Luftsäcke, Sitzgurtstraffer und ausfahrbare Kniestützen. Eine Zielsetzung eines automatischen Rückhaltesystems ist es, Verletzungen der Insassen abzumildern und dabei mit dem automatischen Rückhaltesystem nicht mehr Verletzungen zu verursachen, als sie durch den Unfall hervorgerufen würden, wäre das automatische Rückhhaltesystem nicht aktiviert worden. Im allgemeinen ist es wünschenswert, automatische Sicherheitsrückhalteaktuatoren nur dann zu aktivieren, wenn sie zur Abmilderung von Verletzungen benötigt werden, und zwar wegen des Aufwands, die zugehörigen Komponenten des Sicherheitsrückhaltesystems zu ersetzen, und wegen der Möglichkeit, dass solche Aktivierungen den Insassen Schaden zufügen. Dies gilt insbesondere für Luftsack-Rückhaltesysteme, bei denen Insassen, die sich zum Zeitpunkt der Auslösung zu nahe bei dem Luftsack befinden – d.h. Insassen an einer falschen Position –, Verletzungen oder Tod durch den auslösenden Luftsack erleiden können, und zwar selbst dann, wenn der zugehörigen Fahrzeugunfall relativ schwach ist. Insassen, die von kleiner Statur oder schwacher Konstitution sind, wie etwa Kinder, kleine Erwachsene oder Menschen mit gebrechlichen Knochen, sind zudem besonders anfällig für Verletzungen infolge des Aufblähens des Luftsacks. Darüber hinaus sind Kleinkinder, die in einem normal angeordneten, nach hinten zeigenden Kindersitz nahe eines fahrgastseitigen Luftsacks für einen Vordersitz ordnungsgemäß gesichert sind, ebenfalls anfällig für Verletzungen oder Tod durch den auslösenden Luftsack aufgrund der engen Nähe der Kindersitzrückseite zum Aufblähmodul des Luftsacks.
  • Aufbläher für Luftsäcke sind für eine gegebene Rückhaltekapazität ausgelegt, wie beispielsweise die Kapazität, 50% der nicht angegurteten normal sitzenden Insassen zu schützen, wenn sie einem Unfall ausgesetzt werden, der äquivalent zu einem Aufprall mit 30 Meilen pro Stunde ist, was zu zugehörigen Energie- und Wuchtwerten führt, die bei falsch sitzenden Insassen Verletzungen hervorrufen können. Wenngleich sie relativ selten sind, haben Verletzungs- oder Todesfälle, die durch aufblähende Luftsäcke bei Unfällen hervorgerufen wurden, welche die Insassen ansonsten relativ unbeschadet überstanden hätten, den Anstoß dazu gegeben, das Potential zu verringern oder zu beseitigen, dass aufblähende Luftsäcke die Insassen verletzen, die sie ja schützen sollen.
  • Bekannte Auslösesysteme für Fahrzeugsicherheitseinrichtungen wie einen Luftsack erfordern, dass das Fahrzeug, in dem sie eingebaut sind, mit einem Hindernis oder einem anderen Fahrzeug tatsächlich zusammenstößt, bevor der Entscheidungsprozess für die Auslösung einsetzt. Die Sensoren erfassen in diesem Moment eine Verlangsamung des Fahrzeugs und lösen ein oder mehrere Sicherheitssysteme aus. Der Unfall wird somit allein anhand der Charakteristik der gemessenen Beschleunigung in Abhängigkeit von der Zeit erkannt. Der Nachteil bestehender Post-Unfall-Erfassungssysteme rührt von der Tatsache, dass die zur Auslösung einer aktiven Sicherheitseinrichtung verfügbare Zeit sehr kurz ist, insbesondere bei einem seitlichen Aufprall oder bei Frontalzusammenstößen mit hoher Geschwindigkeit, wo Insassenrückhaltesysteme erheblichen Nutzen für die Sicherheit bieten können. Diese kurzen Zeitrahmen führen zu Aufblähgeschwindigkeiten der Luftsäcke, die so groß sind, dass Verletzungen oder Tod möglich sind, wenn der Insasse nicht richtig gegenüber dem Luftsack orientiert ist.
  • Eine Technik zur Abschwächung von Verletzungen an Insassen durch das Aufblähen des Luftsacks ist, die Wucht und Energiewerte des zugehörigen Luftsackaufblähers zu verringern, beispielsweise indem die Menge an Gas, die in dem Luftsackaufbläher erzeugt wird, oder die Aufblähgeschwindigkeit verringert wird. Dies reduziert das Risiko, dass die Insassen durch den aufblähenden Luftsack Schaden nehmen, setzt aber gleichzeitig die Rückhaltefähigkeit des Luftsackaufblähers herab, was die Insassen einem größerem Verletzungsrisiko bei ernsteren Unfällen aussetzt.
  • Eine andere Technik zur Abmilderung von Verletzungen an Insassen durch den Luftsackaufbläher ist, die Aufblähgeschwindigkeit oder die Kapazität des Aufblähers abhängig von einer Messung der Schwere des Unfalls zu steuern. Der Stand der Technik lehrt die Verwendung von mehrstufigen Aufblähern mit gesonderten unabhängigen aufgeteilten Stufen und entsprechenden Zündkreisen, wobei die Stufen in verzögerter Folge gezündet werden können, um die effektive Aufblähgeschwindigkeit zu steuern, oder es kann das Zünden von Stufen unterbunden werden, um die effektive Aufblähkapazität zu steuern. Der Stand der Technik lehrt außerdem die Verwen dung eines hybriden Aufblähers mit einer Kombination von gespeichertem Gas und mehreren pyrotechnischen Gaserzeugerelementen, die unabhängig gezündet werden. Darüber hinaus lehrt der Stand der Technik auch die Verwendung von Steuerventilen zur Steuerung des abgegebenen Gasstroms des Aufblähers. Die Aufblähgeschwindigkeit und -kapazität können abhängig von der erfassten oder geschätzten Schwere des Unfalls gesteuert werden, wobei eine geringere Schwere eine geringere Aufblähgeschwindigkeit oder Aufblähkapazität als ein schwererer Unfall erfordern. Da weniger schwere Unfälle wahrscheinlicher sind als solche mit größerer Schwere und da ein derartiger gesteuerter Aufbläher weniger aggressiv unter den Verhältnissen eines weniger schweren Unfalls als unter denen eines Unfalls größerer Schwere sein wird, erleiden Insassen, die aufgrund ihrer Größe oder Position Gefahr laufen, durch den aufblähenden Luftsack verletzt zu werden, insgesamt weniger Verletzungen, weil sie sich mit höherer Wahrscheinlichkeit einem weniger aggressiven Aufbläher gegenübersehen. Das Verletzungsrisiko für solche Insassen würde allerdings unter den Verhältnissen eines Unfalls größerer Schwere nicht abgemildert sein, wenn der Aufbläher beabsichtigtermaßen aggressiv arbeitet, um hinreichenden Rückhalt für normal positionierte Insassen zu bieten.
  • Idealerweise würde der Luftsack vor jeglicher Interaktion mit einem normal sitzenden Insassen aufgebläht und dies mit einer Geschwindigkeit, die hinreichend niedrig ist, damit ein falsch positionierter Insasse durch den aufblähenden Luftsack nicht Schaden nimmt. Für einen Unfall hinreichender Schwere erfordert dies, dass das Unfallerfassungssystem in der Lage ist, bevorstehende Unfälle vorherzusagen, weil die Zeit, die erforderlich ist, um den Sack mit einer Aufblähgeschwindigkeit aufzublähen, die ausreichend niedrig ist, um für falsch positionierte Insassen sicher zu sein, größer sein kann als jene, die der Insasse benötigt, um sich zu bewegen und in Wechselwirkung mit einem aufgeblähten Luftsack zu treten, oder jene, um den Insassen sicher abzubremsen.
  • Gegenwärtige Messtechnologie verwendet Beschleunigungsmesser, um das Auftreten des eigentlichen Unfalls zu erfassen, und macht es daher unmöglich, die Sicherheitseinrichtung vor dem Unfall zu aktivieren. Es werden gegenwärtig Radarsensoren für intelligente Reisesteueranwendungen untersucht, die für den Bediener des Fahrzeugs lediglich eine Annehmlichkeit im Hinblick auf die Beibehaltung eines sicheren Abstands von anderen Fahrzeugen bieten und das Fahrzeug durch Bremsung oder Drosselung des Motors verlangsamen. Das Versagen eines solchen Systems ist nur eine Lästigkeit für den Fahrer und zwingt ihn, seinen eigenen Abstand beizubehalten. Kollisionsvorhersagesensoren müssen allerdings mit 100%-iger Wirksamkeit arbeiten, da die Fahrgastsicherzeit auf dem Spiel steht. Diesbezüglich muss das System unter allen vorstellbaren Betriebsbedingungen und Verkehrsszenarien in zuverlässiger und robuster Weise arbeiten.
  • Radarsensoren werden gegenwärtig auch für die Kollisionsvermeidung untersucht, wobei das Fahrzeug, in dem sie eingebaut sind, radikal verlangsamt oder von dem Zusammenstoß weggelenkt wird. Diese Systeme sind allerdings nicht in den Prozess der Auslöseentscheidung für die Sicherheitsrückhaltesysteme integriert.
  • Der Nachteil bestehender Post-Unfall-Erfassungssysteme rührt von der Tatsache, dass die zur Auslösung einer aktiven Sicherheitseinrichtung verfügbare Zeit sehr kurz ist, insbesondere bei einem Seitenaufprall oder bei Frontalzusammenstößen mit hoher Geschwindigkeit, wo Insassenrückhaltesysteme beträchtlichen Nutzen für die Sicherheit bieten können. Diese kurzen Zeitrahmen führen zu Aufblähgeschwindigkeiten der Luftsäcke, die so groß sind, dass Verletzungen oder Tod möglich sind, wenn der Insasse nicht richtig gegenüber dem Luftsack orientiert ist.
  • Der Nachteil der vorgeschlagenen intelligenten Reisesteuersysteme ist, dass das Sichtfeld lediglich wenige Bahnbreiten vor dem Fahrzeug beträgt (maximal 10–12 Grad). Diese Systeme sind folglich nicht in der Lage, frontale oder seitliche Auffahrunfälle aus größeren Winkeln zu erkennen.
  • Der Nachteil der Kollisionsvermeidungssysteme ist, dass dem Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug genommen wird, um das Fahrzeug aktiv in Sicherheit zu lenken. Dies verlangt beträchtliche Intelligenz, um einen sicheren Fahrverlauf zu erkennen, was wiederum die für die Verarbeitung erforderliche Zeit und die Gesamtkosten des Systems erhöht. Die meisten Kollisionsvermeidungssysteme behandeln zudem nur die Situation, dass sich das Stammfahrzeug bewegt und mit einem anderen Objekt zusammenstößt. Die Frage eines stationären Träger- bzw. Stammfahrzeugs und eines Zielfahrzeugs, das sich bewegt und für den Zusammenstoß verantwortlich ist, wird nicht richtig behandelt.
  • Um Objekte zu messen, die winkelmäßig in engem Abstand voneinander liegen, verlassen sich alle Systeme auf sehr schmale Radarstrahlbreiten, die dem System weitere Kosten aufbürden und die Antenne unerwünscht groß und ihren Einbau am Fahrzeug schwierig machen können.
  • Im allgemeinen verwenden bekannte Automobil-Radarsysteme Informationen über den Bereich bzw. die Entfernung zu einem Ziel und schätzen dann eine Zielgeschwindigkeit mit Hilfe von aufeinanderfolgenden Entfernungsmessungen, um die zeitliche Änderung der Entfernung zu ermitteln. Derartige Automobil-Radarsysteme nutzen entweder ein Doppelfrequenz-Entfernungsmessverfahren oder linear frequenzmodulierte (FM) Dauerstrichsignale. Die Doppelfrequenzmethode verwendet zwei Töne, um die Entfernung aus der relativen Phase zwischen den zwei Signalen herzuleiten. Der lineare FM-Ansatz verwendet eine kontinuierlich durchlaufende gerampte Wellenform, deren Frequenz mit der Zeit zunimmt. Dies wird dann ständig wiederholt.
  • Die Doppelfrequenzmethode ist nützlich, um für ein einzelnes Ziel in dem Radarstrahl die Entfernung abzuschätzen. Bei einer prädiktiven Kollisionserfassungsanwendung muss das Radar allerdings mehrere Ziele in unterschiedlichen Entfernungen innerhalb eines interessierenden Felds verfolgen, weil jedes derartige Ziel eine potentielle Kollision ist. Für mehrere Ziele wären mehrere Rampen erforderlich, was die Notwendigkeit für ein sehr kompliziertes Radarsystem schafft, das die verschiedenen Rampen und ihre resultierenden Signale erfassen kann.
  • WO 95/14939 A beschreibt ein Radarverfahren sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, welches die Abschätzung eines Azimutwinkels jedes Zielobjekts aus ermittelten Variablen für Abstand oder Bereich, Relativgeschwindigkeit und Relativbeschleunigung nach Kalman-Filterung sowie die Herausnahme von Zielobjekten mit physikalisch unmöglichem Verhalten (Verfolgung und Prädiktion) umfasst und dazu verwendet wird zu ermitteln, welche Zielobjekte sich auf einer von einem Fahrzeug befahrenen Straße befinden und welche von diesen die gefährlichsten sind. Anzeige-, Warn-, oder Aktionsschwellen werden abhängig vom Fahrverhalten des Fahrers, den Straßenverhältnissen und den Wetterverhältnissen festgelegt. Anzeige-, Warn-, oder Aktionssignale (an Bremsen, Drosselventil oder Gangwechsel des Fahrzeugs) entstehen, wenn die Schwellen von dem Bereich, der Relativgeschwindigkeit und der Relativbeschleunigung überschritten oder unterschritten werden.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein System bereitzustellen, das Objekte, welche mit dem Stammfahrzeug zusammenstoßen können, vor dem eigentlichen Aufprall erfassen kann. Die vorliegende Erfindung schätzt die Zeit bis zum Aufprall des kollidierenden Objekts, identifiziert den Typ und schätzt die Schwere des Unfalls zur Steuerung einer oder mehrerer der folgenden fahrzeugseitigen Einrichtungen, um so die Sicherheit der Insassen des Fahrzeugs zu verbessern: a) Warneinrichtungen, um den Fahrer vor der bevorstehenden Gefahr eines möglichen Unfalls zu warnen, b) das Brems- und/oder Lenksystem des Fahrzeugs, um einen potentiellen Unfall automatisch zu vermeiden, sofern möglich, und c) Insassenrückhalteeinrichtungen wie etwa energieabsorbierende Sitzgurtspanner und Luftsackaufbläher variabler Geschwindigkeit.
  • Wie nachstehend näher erläutert, stellt die vorliegende Erfindung ein prädiktives Kollisionserfassungs- und Auslösesteuersystem mit den folgenden Merkmalen bereit:
    • 1. Es tastet über einen großen Winkelbereich (z.B. > ±100 Grad) um den Geschwindigkeitsvektor des Stammfahrzeugs ab.
    • 2. Es verfolgt gleichzeitig mehrere (z.B. > 25) Objekte, um zu gewährleisten, dass alle potentiell gefährlichen Objekte berücksichtigt werden.
    • 3. Es projiziert die Bahnen zeitlich voraus, um für die Auslösung des aktiven Sicherheitssystems die Wahrscheinlichkeit eines Aufpralls, die Zeit bis zum Aufprall, die Schwere des Aufpralls und den Ort/Winkel des Aufpralls herzuleiten.
    • 4. Es behandelt jede Sensormeldung als mögliches kollidierendes Objekt und führt eine Bedrohungsbewertungsanalyse durch, um festzustellen, ob eine gegebene Sensormeldung ein falscher Alarm war, und um auf diese Weise stark die Wahrscheinlichkeit herabzusetzen, dass eine Kollision übersehen wird.
    • 5. Es erfordert keine Daten betreffend Geschwindigkeit, Richtung, Ort usw. des Stammfahrzeugs und braucht auch keine Daten über den Zustand der Straße (z.B. kurvig, gerade) und kein Wissen über den Ort des Stammfahrzeugs auf der Straße, um das Verpassen möglicher kollidierender Objekte weiter zu verhindern und auf diese Weise die Zuverlässigkeit des Systems beim Rutschen oder Schleudern, wenn das Fahrzeug außer Kontrolle ist, zu erhöhen.
    • 6. Es ist aufgrund eindeutiger Signalcodierung immun gegenüber Störungen von anderen ähnlichen Systemen im Gebiet.
    • 7. Es wird verwendet zur Auslösung und Steuerung des Einsatzes und der Mischung der Auslösung von Fahrzeugsteuer- und Insassenrückhaltesystemen wie etwa einer Kombination von Sitzgurtstraffern, Luftsäcken, Bremsen sowie äußeren Schadenminderungssystemen wie etwa äußeren Luftsäcken. Außerdem wird es dazu verwendet, den Bediener vor einem bevorstehenden Unfall für eine Vermeidung auf Bedienergrundlage (d.h. Lenken oder zusätzliches Bremsen) zu warnen.
    • 8. Es bewegt oder richtet die Antenne adaptiv, um die Rate der Aktualisierungen von informationsstarken Orten im Fall eines möglichen Ziels großer Gefahr zu erhöhen und die Abschätzung der Kollisionszeit und -schwere zu verbessern.
    • 9. Es erfasst über einen weiten Bereich von Näherungswinkeln, ob das Stammfahrzeug mit einem anderen sich bewegenden oder stationären Objekt kollidieren wird oder ob ein anderes Fahrzeug mit dem Stammfahrzeug kollidieren wird, auch wenn das Stammfahrzeug stationär ist.
  • Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es, ein prädiktives Automobil-Kollisionserfassungsradar bereitzustellen, welches ohne schmale Radarstrahlbreite Objekte erfasst, die winkelmäßig in engem Abstand voneinander angeordnet sind, stationäre und sich bewegende Objekte auflöst, die sich in gleicher Entfernung befinden (d.h. Autos und Brückenpfeiler), und verbesserte Eigenschaften gegenüber volumetrischen Störungen bietet.
  • Eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, ein prädiktives Automobil-Kollisionserfassungssystem bereitzustellen, das ein verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis für eine verbesserte Zielerfassung sowie eine verringerte Sendeleistung des Radars für dicht besiedelte Gebiete aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Entfernungs-Doppler-Bild nicht nur zur augenblicklichen Erzeugung der Geschwindigkeit aller Ziele verwendet, sondern auch, um eine Subantennenstrahl-Auflösbarkeit mehrerer Ziele in dem Radarstrahl vorzusehen. Dies ermöglicht es, dass das System der vorliegenden Erfindung einen breiteren Strahl verwendet und ein Suchvolumen um das Auto insgesamt schneller abdeckt. Es verringert auch die Komplexität des Radarsystems hinsichtlich der Anzahl der Strahlen, die in einer Mehrstrahlanordnung (MBA) verwendet würden, oder hinsichtlich der Größe eines phasengesteuerten Antennenfelds.
  • Die vorliegende Erfindung enthält auch eine adaptive Entfernungs-Doppler-Bildgebung für verbesserte Eigenschaften gegenüber volumetrischen Störungen. Würde man beispielsweise eine Sammlung von kleinen Objekten wie etwa Erfri schungsgetränkedosen von einer Überführung herunterwerfen, würden sich die meisten bekannten Radarsystem täuschen lassen und eine bevorstehende Kollision vorhersagen. Die vorliegende Erfindung verwendet dagegen eine Kombination aus verbesserter Entfernungsauflösung und Entfernungs-Doppler-Bildgebung, um die Störungen als ungefährlich aufzulösen.
  • Die vorliegende Erfindung bietet ein variables Verweilen der Antenne auf einem bestimmten Ort und ermöglicht hierdurch eine Doppler-Sammlung mit jeder beliebigen gewünschten Auflösung, während sie gleichzeitig für eine automatisch verstärkte Überwachung von Regionen sorgt, die eine Gefahr enthalten können.
  • Diese und andere Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 stellt eine mögliche Umgebung der vorliegenden Erfindung dar.
  • 2 stellt Beispiele möglicher Anbringungsorte der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeug dar.
  • 3 ist ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung.
  • 4a stellt einen Prozess der sequenziellen Abtastung gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • 4b stellt einen Prozess der adaptiven Abtastung gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • 5 ist ein Blockdiagramm eines Aspekts eines HF-Sender/Empfänger-Moduls gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 6 stellt die Anordnung der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug dar.
  • 7 stellt ein allgemeines Blockdiagramm der Verarbeitungsschritte gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • 8 stellt die Radarrückkehrsignale für eine mögliche Umgebung der vorliegenden Erfindung dar.
  • 9 ist ein Blockdiagramm der Funktionsweise des Host-Computers gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 10 stellt die Verbesserung der Querbereichsauflösung bei abnehmender Entfernung zum Ziel dar und stellt ferner dar, wie Entfernungsmessungen für benachbarte Abtastorte durch Bündelung kombiniert werden können, um die Größe eines gegebenen Ziels zu schätzen.
  • 11 stellt ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung dar.
  • 12 stellt die Amplitude des Radarrückkehrsignals für eine Umgebung mit vier Objekten in drei unterschiedlichen Entfernungen dar, wobei zwei der Objekte in gleicher Entfernung liegen, jedoch unterschiedliche Geschwindigkeit gegenüber dem Stammfahrzeug haben.
  • 13 stellt die Entfernung/Doppler-Karte der Objekte gemäß 12 dar.
  • 14 stellt ein quantisiertes LFM-Signal dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
  • Bezugnehmend auf 1, die ein Beispiel einer Umgebung eines prädiktiven Kollisionserfassungssystems darstellt, bewegt sich ein Stammfahrzeug 3 längs einer Straße (oder es kann stationär auf der Straße sein). Entlang der Straße befindet sich eine Vielzahl von stationären Objekten wie etwa Straßenschilder, Leitplanken, Überführungen, Bäume, geparkte Autos usw. Darüber hinaus gibt es andere nichtstationäre Objekte wie etwa Fußgänger, Fahrräder, Motorräder, Autos, Lastwagen und möglicherweise Züge, die auf parallelen oder querenden Gleisen fahren.
  • Das Stammfahrzeug 3 bewegt sich durch diese komplexe Szenerie, wobei das prädiktive Kollisionserfassungssystem der vorliegenden Erfindung zum Ziel hat zu ermitteln, welches, wenn überhaupt, der Objekte (stationär oder bewegend) eine Bedrohung für das Stammfahrzeug darstellt. Es werden dann die Bedrohungswahrscheinlichkeit und die Art der Bedrohung berechnet und es muss eine geeignete Aktion ausgeführt werden, die Warnungen an den Fahrer, ein Sitzgurtspannen, die Bereitmachung und das Aufblähen eines Luftsacks und eine Bremsung umfasst, jedoch nicht hierauf beschränkt ist. Bedrohungen für das Stammfahrzeug 3 können aus einer Vielzahl von Richtungen kommen und sie können unterschiedliche Stärken haben, die eine Aktivierung bestimmter Komponenten in dem aktiven Rückhaltesystem erforderlich machen können oder nicht. Beispielsweise wird für ein mit dem Stammfahrzeug 3 kollidierendes Fahrrad eine andere Strategie als für ein mit dem Trägefahrzeug 3 kollidierendes Auto verwendet.
  • Die Sensoröffnung 12 des prädiktiven Kollisionserfassungssystems 10 der vorliegenden Erfindung ist in die Außenseite eines Fahrzeugs integriert. Der Ort der Sensoröffnung 12 beruht darauf, eine ungehinderte Sicht auf das gesamt gewünschte Abdeckungsgebiet zu bieten. 2 zeigt Beispiele möglicher Orte des Systems: an der Dachlinie über der Windschutzscheibe 12a, an der Unterseite der Windschutzscheibe auf der Haube 12b, mutig auf der Haube angeordnet wie ein Lufteinlass 12c, über jedem Scheinwerfer 12d oder in jeder Ecke der Stoßstange 12e angeordnet, um für die gewünschte volle Winkelabdeckung zu sorgen.
  • Das prädiktive Kollisionserfassungssystem 10 der vorliegenden Erfindung umfasst die in 3 gezeigten Elemente. Diese Elemente umfassen: die Sensoröffnung 12, einen Strahllenkmechanismus 14, einen Sensorsender 36, einen Sensorempfänger 38 sowie einen Signalprozessor 30, der einen Sensorprozessor 33, einen Host-Computer 34 sowie Schnittstellen 35 umfasst, welche für die Verbindung mit den aktiven Rückhaltesystemen sorgen.
  • Die Sensoröffnung 12 stellt ein "Fenster" für den Sensor zur außenseitigen Umgebung dar. Die Durchlasseigenschaften der Sensoröffnung 12 hängen von der Wellenlänge des für die Erfassung der Umgebung zu verwendenden elektromagnetischen Signals ab, wie etwa IR-, Mikrowellen- oder Millimeterwellen-HF-Signale. Im Fall von Systemen, die Mikrowellen- oder Millimeterwellen-HF-Signale verwenden, kann die Sensoröffnung 12 auch die Systemantenne enthalten oder umfassen. Der Strahllenkmechanismus 14 gestattet es dem System, das gesamte interessierende Feld (wenigstens ±100 Grad) abzutasten und dabei ein System mit sehr hoher Winkelgenauigkeit beizubehalten. Darüber hinaus ermöglicht der Strahllenkmechanismus 14 die Positionierung des Strahls elektromagnetischer Strahlung in Intervallen von ungefähr 10 Grad über den azimutalen Abtastbereich. Speziell kann eine Mehrstrahlantenne 14 bis zu 30 und vorzugsweise 21 gesonderte Strahlpositionen haben, die den gesamten Abtastbereich überdecken. Der Strahllenkmechanismus 14 kann elektro nisch (z.B. phasengesteuertes Antennenfeld oder Mehrstrahlantenne), elektrooptisch oder mechanisch sein. Die Methodik der vorliegenden Erfindung unterstützt ein sequenzielles repetitives Abtasten, wie in 4a dargestellt, oder ein adaptives oder zufälliges Abtasten, wobei die Antenne 12 unter gleichzeitiger Abtastung rasch auf einen bestimmten Ort gerichtet werden kann (d.h. eine Verschachtelung des Schauens auf einen Ort mit einer Abtastung), um eine präzisere Analyse zu ermöglichen, z.B. eine längere Verweilzeit für eine feinere Geschwindigkeitsauflösung bedrohungsstarker Ziele, wie in 4b dargestellt. Der Strahllenkmechanismus 14 ist in der Lage, das gesamte Abtastvolumen mit mindestens 20–40 Hz abzutasten. Im adaptiven oder zufälligen Abtastmodus ist das System dazu ausgelegt, innerhalb weniger Mikrosekunden auf eine bestimmte Richtung zu zeigen, um die Sensortotzeit aufgrund des Effekts der Schwenkgeschwindigkeit zu verringern. An jedem Strahlort kann der Sensor abhängig von der gewünschten Zielauflösung und -genauigkeit für eine variable Zeit verbleiben. Bei einem HF-Sensoransatz verwendet der Strahllenkmechanismus eine Monopuls-Winkelschätzung basierend auf einer sequenziellen Ausrichtung der Antenne 12 auf benachbarte Strahlorte. Wenn beispielsweise der Sensor so ausgerichtet wird, dass er auf den Strahlort 6 zeigt, so würde er auch auf 5 und/oder 7 zeigen, um für eine bessere Winkelgenauigkeit zu sorgen.
  • Der Sensorsender 36 wandelt einen elektronischen Befehl zur Signalaussendung in das tatsächlich abgegebene HF- oder elektrooptische Signal um. Der Sensorsender 36 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, das Signal zu codieren, um eine präzise Entfernungsanalyse zu ermöglichen sowie Störungen des Systems von anderen ähnlichen Systemen her zu vermeiden, die in gleicher Nähe in Gebrauch sein können. Bei einer HF-Implementierung ist es die bevorzugte Vorgehensweise, dass der Sensor eine linear frequenzmodulierte (LFM) Dauerstrichwellenform (CW) verwendet. Diese Wellenform sieht eine Detektierbarkeit bis innerhalb eines Meters vom Fahrzeug vor, erlaubt einen Sender mit minimaler Spitzenleistung und kann zur Bereitstellung der Zielgeschwindigkeit genutzt werden. Ein gepulstes HF-System kann ebenfalls verwendet werden, es erfordert aber sehr schmale Pulse, um eine Nahbereichs-Zielerfassung zu unterstützen. Diese schmalen Pulse erfordern dann eine sehr hohe Spitzenleistung, um eine Fernbereichserfassung zu ermöglichen, oder eine komplexere Wellenform, die eine Mischung aus kurzen und langen Pulsen für den Nah- und Fernbereichsbetrieb aussendet. Dieses Merkmal der Nahbereichserfassung ist wichtig für das Kollisionsprädiktionssystem, da das System in der Lage sein muss, eine Verfolgung bis zum Moment des Aufpralls beizubehalten, um so präzise Schätzungen der Kollisionszeit zu liefern. Für andere Automobil-Radaranwendungen wie etwa die adaptive Reisesteuerung ist diese Nahbereichserfassung nicht wesentlich, da das Sys tem dazu ausgelegt ist, eine große minimale Entfernung zu einem anderen Fahrzeug beizubehalten.
  • Die bevorzugte Ausführungsform der LFM-Wellenform ist die Verwendung einer diskreten gestuften Frequenzapproximation der LFM, wie in 14 dargestellt. Diese Ausbildung unterstützt die Verwendung der aufkommenden kostenarmen Technologie direkter digitaler Synthetisierer, die bestimmte Frequenzen sehr genau erzeugen können. Sie unterstützt auch ohne weiteres die Vorsehung eines eindeutigen Satzes von Frequenzen für jedes Fahrzeug, um die Effekte gegenseitiger Fahrzeugstörungen zu verringern. Die bevorzugte Ausführungsform des Sendersubsystems bei einer HF-Implementierung ist die Verwendung einer Aufwärtswandler-Mischerarchitektur, wie sie in 5 gezeigt ist, die das LFM-Signal bei einer niedrigeren Frequenz erzeugt und es dann auf die Sendefrequenz umwandelt. Dieser Ansatz sorgt für eine verbesserte Fähigkeit, die Linearität des LFM-Signals über einen weiten Temperaturbereich trotz der in einem Kraftfahrzeug bereitgestellten stark irregulären Grundenergie sorgfältig zu steuern. Wenn ein elektrooptischer Sensor statt eines HF-Sensors verwendet wird, ist die bevorzugte Ausführungsform die Verwendung der Laufzeit eines sehr schmalen Laserpulses.
  • Der Sensorempfänger 38 wandelt das übertragende Signal zurück in ein geeignetes elektrisches Signal für die Analyse durch den Signalprozessor. Dies umfasst die Abwärtswandlung des übertragenen Signals, die Demodulation einer etwaigen bei der übertragenen Wellenform verwendeten Codierung sowie die Erzeugung eines Basisbandvideosignals zur Verarbeitung durch den Systemprozessor. Die bevorzugte Ausführungsform des Empfängers für ein elektrooptisches System ist die Verwendung eines Fotodetektionskonzepts, welches die Erfassung des zuletzt zurückgekehrten Pulses innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters unterstützt. Dies ermöglicht es dem System, durch Teilchen an der Sensoröffnung 12 bedingte zurückkommende Pulse aus sehr naher Entfernung oder durch Nebel oder Schmutz bedingte Rückkehrsignale zu ignorieren.
  • Insbesondere bei einem HF-System enthält mit Bezug auf 5 ein Radarsystem 10 einen direkten digitalen Synthetisierer (DDS) 24 zur Synthetisierung einer bestimmten Folge von Frequenzen unter Steuerung eines Signalprozessors 30. Der direkte digitale Synthetisierer 24 ändert die erzeugten Frequenzen sehr rasch, beispielsweise durch Ändern der Frequenz in Intervallen von 40–100 Nanosekunden. Der direkte digitale Synthetisierer 24 kann aus einem einzelnen speziellen Breitbandgerät oder aus einem standardmäßigen Schmalband-Synthetisierer mit einem Kammfilter-Netzwerk von Offset-Frequenzen gebildet sein, welche das gesamte gewünschte Frequenzband abdecken, wie es einem Fachmann wohl bewusst ist. Eine Zwischenfrequenz-(ZF)Quelle 26 wird mittels eines Mischers 18.3 mit dem Ausgang des direkten digitalen Synthetisierers 24 gemischt, wobei der Ausgang des Mischers 18.3 durch Mischen mit dem Ausgang eines direkten Referenzoszillators (DRO) 20 oder einer Gunn-Diode mittels eines Mischers 18.1 weiter aufwärtsgewandelt wird, um so ein HF-Sendesignal mit einer Frequenz von näherungsweise 47 GHz zu erzeugen. Das HF-Sendesignal geht durch einen Zirkulator 16 in einen Antennenstrahlrichter 14 unter der Steuerung des Signalprozessors 30, welcher bewirkt, dass das Signal durch eine oder mehrere von einer oder mehreren Antennen 12.1, 12.2, 12.3 abgestrahlt wird, um so einen interessierenden Bereich nahe des Fahrzeugs 3 auszuleuchten. Es kann eine Mehrzahl von feststehenden Antennen 12.1, 12.2, 12.3, eine einzelne bewegliche Antenne oder eine phasengesteuerte Antennengruppe eingesetzt werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Das übertragende Signal wird an einem oder mehreren, feststehenden oder beweglichen Zielen reflektiert und dann von dem Antennensystem 12 empfangen. Das empfangene Signal wird dann von dem Zirkulator 16 zu einem Mischer 18.2 geleitet, welcher das Signal durch Mischen mit dem Ausgang eines direkten Referenzoszillators 20 abwärtswandelt, wobei das abwärtsgewandelte Signal mit dem Ausgang des direkten digitalen Synthetisierers 24 mittels eines Mischers 18.4 gemischt wird, wodurch es weiter abwärtsgewandelt wird, um ein moduliertes ZF-Radarsignal zu bilden. Das modulierte ZF-Radarsignal wird mittels eines Quadratur-Phasenschiebers 28 phasengeschoben, und sowohl das modulierte ZF-Radarsignal als auch dessen phasenverschobene Quadratur-Version werden mittels eines jeweiligen A/D Wandlers 26.1, 26.2 abgetastet, um so dem Signalprozessor 30 einen die Amplitude und Phase (A, Φ) des modulierten ZF-Radarsignals umfassenden komplexen Messwert zu liefern. Der Signalprozessor 30 erfasst den Abstand und die Geschwindigkeit der Ziele im Gesichtsfeld des Radarsystems 10 und sagt vorher, ob eine Kollision stattfinden wird oder nicht, und – falls ja – sendet ein geeignetes Zeitsignal zur Steuerung der Aktivierung des Sicherheitsrückhaltesystems 32, um so Verletzungen der Insassen abzuschwächen.
  • Bezugnehmend auf 6 sind die mehreren Antennen 12.1, 12.2, 12.3 im vorderen Bereich eines Fahrzeugs 3 montiert und mit einem Radarprozessor 100 verbunden, welcher ferner mit dem Sicherheitsrückhaltesystem 32 gekoppelt ist, das beispielsweise Luftsacksysteme 7.1, 7.2 abhängig von einem bevorstehenden Unfall aktiviert.
  • Der Sensorprozessor 33 analysiert die eingehenden Daten und detektiert Ziele und falsche Alarme. Der Sensorprozessor 33 umfasst eine geeignete Programmierung, um die Entfernung, die Entfernungsrate, die Richtung und die Amplitude des Ziels zu berechnen und diese Daten zusammen mit einem Zeitmerker, einer Abtastnummer oder einer momentanen Strahlnummer für jeden Sensorbericht zum Host-Computer zu übertragen. Zu beachten ist, dass diese Verarbeitung lediglich für die HF-Sensorimplementierung ist. Bei einem elektrooptischen System liefert der Sensordetektor die Entfernung, den Winkel und die Amplitude direkt zum Host-Computer. Die bevorzugte Ausführungsform der funktionalen Aufgaben der HF-Sensorverarbeitung ist in 7 dargelegt. Die Verarbeitung beinhaltet die Aufgaben der Vorverarbeitung (202) der Entfernungskompression (204), der Integration (206) und der Detektion (208).
  • Die Vorverarbeitungsaufgabe (202) umfasst die Beseitigung einer Gleichvorspannung, die Kontrolle des I/Q-(In-Phase/Quadratur-Phase)Amplitudenungleichgewichts und die Leckagebeseitigung bei einer (LF-CW-Implementierung). Die Gleichvorspannung dient zur Beseitigung jeglichen Konstantamplitudenoffsets in der ankommenden Radarwellenform und die I/Q-Ungleichgewichtssteuerung dient zur Anpassung an eine etwaige Variabilität zwischen dem Inphase- und dem Quadraturdetektor im Sensorempfänger. Die Leckagebeseitigung dient zur Beseitigung eines etwaigen Signals, das bedingt ist durch die endliche Leistungsfähigkeit der Aperturschalter, welche die HF-Energie in die verschiedenen Strahlrichtungen lenken. Für das Kollisionsprädiktionssystem ist diese Beseitigung notwendig, da die Leckage typischerweise größer als viele Ziele ist und dazu führen kann, dass Nahbereichsziele durch diese Energie verdeckt werden. Die bevorzugte Ausführungsform ist, eine dynamische Leckagebeseitigung vorzunehmen, wobei die tatsächliche Leckage bei Gelegenheit berechnet wird, wenn keine Ziele vorhanden sind, und sie gespeichert wird, um später zur Korrektur der eingehenden Signale verwendet zu werden, wie in dem oben erwähnten US-Patent 5,969,667 beschrieben.
  • Die Entfernungskompressionsaufgabe (204) hat zwei verschiedene Ausgestaltungen, nämlich eine, wenn der verwendete HF-Sensor gepulst ist, und die andere, wenn er ein Dauerstrich-Sensor ist. Bei einer Dauerstrich-Ausgestaltung nimmt die Entfernungskompressionsaufgabe eine Frequenzanalyse der ankommenden Wellenform unter Verwendung einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) als bevorzugte Ausführungsform vor. Beim LFM-CW-System ist die Entfernung eines Ziels direkt proportional zur Frequenz des rückkehrenden Signals, weswegen die FFT das Radarsignal in eine Darstellung der Zielamplitude gegenüber der Entfernung umwandelt. Bei einer gepulsten Ausgestaltung ist diese Aufgabe für die Dekomprimierung der zeitlich längeren Pulse verantwortlich, die für die Fernbereichserfassung verwendet werden, damit das System eine konstante Entfernungsauflösung und eine konstante Erfassungsleistung bis hin zur maximalen Arbeitsreichweite des Sensors beibehält. Die bevorzugte Ausführungsform ist die Verwendung eines digital codierten Pulses hierfür, damit jedes Fahrzeug seine eigene Codierung haben kann, um die Wirkungen gegenseitiger Störungen zu verringern. Dies ist nützlich für diese Langbereichspulse, da die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich ein anderes Auto im Operationsgebiet des Stammfahrzeugs befindet, bei Fernbereichspulsen im Vergleich zu Nahbereichspulsen zunimmt, und zwar wegen des größeren Gebiets, das vom Sensor des jeweiligen Fahrzeugs abgedeckt wird, wenn der Bereich vergrößert wird.
  • Die Integrationsaufgabe (206) verbessert das Signal/Rausch-Verhältnis des Zielsignals durch eine weitere Prozessorverstärkung. Zwei beispielhafte Ausführungsformen dieser Aufgabe umfassen entweder eine kohärente oder eine inkohärente Integration mehrerer Zeitpunkte der verarbeiteten entfernungsbezogenen Amplitudendaten. Im kohärenten Modus werden mehrere Schnappschüsse der Entfernung/Amplitude-Daten für jeden Bereichsort nochmals einer schnellen Fourier-Transformation unterzogen, um für jede Bereichszelle Doppler-Informationen bereitzustellen. Dies ist die bevorzugte Ausführungsform, da sie es dem System gestattet, stationäre und bewegliche Ziele aufzulösen, die dieselbe Bereichszelle belegen können, wie etwa ein an einem Brückenpfeiler vorbeifahrendes Auto. Im nichtkohärenten Modus werden die mehreren Entfernung/Amplitude-Signale für jede Bereichszelle entweder mit einem Mittelungsfilter oder einem statistischen Rangordnungsfilter gefiltert. Die Rangordnungsstatistik wird in Situationen bevorzugt, wo der Sensor anfällig für fehlerhafte Daten aufgrund von Energieversorgungsrauschen usw. ist. Dieser Modus wird benutzt, wenn das Radar unfähig ist, die Kohärenz über mehrere LFM-Rampen oder Pulsgruppierungen aufrechtzuerhalten.
  • Bezugnehmend auf 12 erzeugt das prädiktive Kollisionserfassungssystem 10 eine Reihe von Entfernung/Amplitude-Profilen aus einer herkömmlichen LFM-Stufenfrequenzverarbeitung an jedem Strahlort. Diese Entfernungsprofile werden dann durch Erzeugung einer schnellen Fourier-Transformierten (FFT) der jeder Bereichszelle bis zur maximalen Reichweite des Systems entsprechenden Zeitreihe sequenziell verarbeitet. Das Ergebnis ist ein Entfernung/Doppler-Bild für einen gegebenen Ort wie in 3 gezeigt. Wie bei dem in 12 gezeigten Beispiel dargestellt, geben die Entfernungsprofile an, dass vor dem Fahrzeug drei Ziele erfasst wurden, wobei allerdings das Entfernung/Doppler-Bild der 13 anzeigt, dass tatsächlich vier Ziele vorhanden sind und dass zwei von ihnen in gleicher Entfernung liegen. Die Doppler-Verarbeitung gestattet die Erfassung mehrerer Ziele unterschiedlicher Geschwindigkeit (oder möglicherweise verschiedener Orte in einem Azimut-Winkel innerhalb des Strahls).
  • Der Nutzen einer solchen für das Automobilradarsystem vorgesehenen Anordnung ist somit, dass dann, wenn sich ein kleines Fahrzeug, beispielsweise ein langsam bewegendes Motorrad, vor dem Stammfahrzeug befindet und sich in der nächsten Spur ein Lastwagen mit einer anderen Geschwindigkeit als das Motorrad bewegt, das Trägerauto das Motorrad nicht sehen würde, was zu einer nicht erfassten Kollision führen könnte. Das System der vorliegenden Erfindung mit Doppler-Verarbeitung würde das Motorrad erkennen. Ein weiteres Beispiel der Vorteile der Doppler-Verarbeitung ist die Situation, dass das Trägerauto in einem Tunnel oder unter einer Brückenüberführung ist, wobei sich ein anderes Fahrzeug vor dem Trägerauto befindet und sich langsamer bewegt. Ohne Doppler-Verarbeitung könnte das Radar das Zielauto wegen der Störungen von der Tunnel-/Brückenstruktur nicht sehen, mit Doppler-Verarbeitung aber kann das Auto erfasst werden.
  • Ein weiteres besonderes Merkmal, das für die Automobil-Radaranwendung von Doppler wichtig ist, liegt darin, dass die Integrationszeit oder die Anzahl der Entfernungsprofile, die mit der FFT-(Doppler-)Verarbeitung integriert werden, variabel ist und von der Bedrohungsverarbeitungslogik abhängt, wie in 11 erkennbar. Wenn beispielsweise ein Ziel vor dem Fahrzeug erfasst wird und es erwünscht ist festzustellen, ob es tatsächlich mehrere Ziele in derselben Entfernung gibt, würde der Radar-Controller die Antenne so richten, dass sie an diesem Ort bleibt, und es würde ein längerer Satz von Entfernungsprofilen gesammelt werden. Dieser längere Satz würde für eine verbesserte Auflösbarkeit des Dopplers der Ziele sorgen.
  • Wenn beispielsweise das Radar bei einem 46 GHz-Radar für lediglich 3,7 Millisekunden auf einen gegebenen Ort schauen soll, könnte das System Ziele auflösen, die geschwindigkeitsmäßig nur 1,9 Meilen pro Stunde auseinanderliegen, wohingegen bei einer 37 Millisekunden langen Integration das System eine Erfassungsauflösung von 0,2 Meilen pro Stunde haben würde. Bei höherfrequenten Radaren wird diese Zeit bei gleicher Auflösung sogar noch kürzer. Dies ist eine hinreichende Auflösung, um zwei Ziele trennen, die sich in einer Entfernung von 50 Metern in benachbarten Autobahnspuren befinden, und ermöglicht es dem Stammfahrzeug, ein Motorrad von einem benachbarten Lastwagen zu unterscheiden und dennoch weiterhin einen breiteren Antennenstrahl zu verwenden. Um eine höhere Auflösung an einem bestimm ten Ort zu erhalten, wird das Radarsystem von dem Radarcontroller angewiesen, eine Abtastung des Radars zu überspringen und stattdessen auf einen einzelnen Strahlort von hohem Interesse zu fokussieren. Der Controller steuert dann, wie oft dies geschieht, um zu verhindern, dass der Suchraum insgesamt zu wenig abgetastet wird und eine unerfasste Kollision riskiert wird.
  • Das System der vorliegenden Erfindung ist ideal für das Problem der Kollisionsvorhersage, wenn ein großes Gebiet von der Antenne abgetastet werden muss (z.B. > 180 Grad). Bei Verwendung einer sehr schmalen Strahlbreite könnte das System nicht lange an einem Ort verweilen und könnte keine exakte Doppler-Messung der Ziele vornehmen, um eine hohe winkelmäßige Auflösbarkeit zu erzielen. Die Fähigkeit des Systems, die Zeit bis zum Aufprall präzise abzuschätzen, wird hierdurch beschränkt. Die vorliegende Erfindung sieht eine exakte Doppler-Messung der Ziele zur Abschätzung der Zeit bis zum Zusammenstoß vor und stellt auch ein Mittel zur Auflösung winkelmäßig eng beabstandeter Ziele bereit, sodass das System potentielle Kollisionsereignisse robuster erfassen kann.
  • Das System der vorliegenden Erfindung steuert auch die Entfernungsauflösung des Systems, damit das Radar für einen gegebenen Strahl eine sehr hohe Entfernungsauflösung erzeugen kann, wenn beispielsweise das System die Art des Ziels anhand von dessen Entfernungsprofil verifizieren soll (ist es etwa ein Auto oder lediglich ein Straßenschild).
  • Die Erfassungsaufgabe (208) führt für jede Bereichszelle eine Verarbeitung betreffend den konstanten Fehlalarmanteil (CFAR) durch, indem sie das Signal von der Zelle mit den umgebenden Hintergrundsignalen vergleicht. Die bevorzugte Ausführungsform der CFAR ist eine statistische Ordnungs-CFAR, wo die Amplitude jedes Entfernungsorts mit der N-ten Zelle eines amplitudensortierten Fensters um diese Bereichszelle verglichen wird. Dies liefert exzellente Erfassungen von eng beabstandeten Zielen, etwa zwei nahen Autos, was für ein prädiktives Kollisionserfassungssystem wichtig ist.
  • Eine Verkehrs-"Szene", wie beispielsweise in 8 dargestellt, setzt sich im allgemeinen aus einer Mehrzahl von Sensormeldungen zusammen. Der Host-Computer 34 ist dafür verantwortlich, die primären prädiktiven Kollisionserfassungssystemalgorithmen auszuführen. Der Host-Computer empfängt die Sensormeldungen, welche echte Sensormeldungen sowie Sensormeldungen von stationären Objekten wie etwa Gebäuden, Bäumen, Straßenschildern usw. und falsche Sensormeldungen bedingt durch verschiedene Rauschquellen im Sensorempfänger umfassen (manchmal auch fehlende Sensormeldungen oder vermisste Sensormeldungen, da ein Ziel aufgrund seiner Größe oder Streueigenschaften nahe der Detektionsfähigkeit des Systems liegen kann). Der Gesamtarbeitsablauf des Host-Computers 34 in Bezug auf diese Eingangssignale ist im Flussdiagramm der 9 gezeigt.
  • Die primäre Funktion des Host-Computers 34 ist die Entwicklung von Verfolgungsbahnen für jedes der möglichen Ziele, die der prädiktive Kollisionssender erfasst. Eine Verfolgungsbahn ist als geglätteter Zustandsvektor definiert, der den Sensormeldungen entspricht. Die bevorzugte Ausführungsform des Verfolgers ist die Verwendung eines auf dem Kalman-Filter beruhenden Mehrzustandsalgorithmus zur Verfolgung in einem kartesischen Koordinatensystem. Das kartesische Koordinatensystem wird verwendet, da die Verfolgungsbahnen für die Ziele (Autos usw.) in diesem Raum linear sind, im Unterschied zu Entfernung/Winkel-(polaren)-Sensorkoordinaten. In Polarkoordinaten zeigen vorbeigehende Ziele eine stark nichtlineare Dynamik wie etwa radikale Richtungsbeschleunigungen, wenn das Ziel in engem Abstand an dem Stammfahrzeug vorbeigeht. Bei der bevorzugten Ausführungsform hält der Verfolger Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsinformationen für jedes Ziel in dem x-y-Koordinatensystem. Darüber hinaus hält der Verfolgungszustandsvektor ein Maß für die Ausdehnung oder Größe des Ziels, was ein Schlüsselelement bei der Abschätzung der Unfallschwere ist. Diese Zustände werden alle bei der nachfolgenden Kollisionsabschätzungsverarbeitung benötigt, um den Punkt der dichtesten Annäherung (und folglich der Zusammenstoßwahrscheinlichkeit) des Zielfahrzeugs mit dem Stammfahrzeug zu bestimmen.
  • Der Host-Computer 34 führt zwei Arten von Verfolgungsbahnen: feste und vorläufige. Feste Bahnen sind Bahnen, die von dem Sensorprozessor 33 "gesehen" wurden und von ausreichender Qualität sind, wie beispielsweise durch Aktualisierungen anhand von Sensormeldungen für M der letzten N Abtastungen, durch einen gleitenden Fenstermittelwert der Kalman-Reste oder durch eine andere geeignete Metrik charakterisiert. Der Bahnrest ist definiert als die Differenz zwischen dem erwarteten Ort der Zielbahn und dem Ort der tatsächlichen Sensormeldung, der zur Aktualisierung dieser Bahn verwendet wurde. Vorläufige Bahnen sind alle Bahnen, die eine verringerte Qualität besitzen, wie beispielsweise dadurch charakterisiert, dass sie nur weniger als M mal innerhalb der letzten N Abtastungen gesehen wurden. Das System geht davon aus, dass alle Sensormeldungen mögliche Bahnen sind, bis das Gegenteil bewiesen ist, um die Möglichkeit, ein Objekt zu verpassen, erheblich zu verringern. Vorläufige Bahnen werden in der gleichen Weise wie die etablierten Bahnen auf ihr Bedro hungspotential hin analysiert, da eine geringere Bahnqualität von Effekten herrühren kann, die szenarieabhängig sind, wie etwa eine vorübergehende Nichtsichtbarkeit eines bedrohlichen Fahrzeugs durch ein anderes, nicht bedrohliches Fahrzeug.
  • Bezugnehmend auf 9 erhält der Host-Computer 34 die Sensormeldungen von dem Sensorprozessor 33 und konsolidiert (102) sofort solche Sensormeldungen, die demselben Ziel entsprechen. Es wird ein Bündelungsalgorithmus ausgeführt, um die mehreren Sensormeldungen von einzelnen großen Objekten (z.B. Seiten von Lastwagen, Leitplanken, Gebäuden) zu reduzieren, um die Anzahl der verfolgten Objekte zu reduzieren und vollständige Objekte logisch zusammenzufassen und zu verfolgen statt Teile von Objekten, wie in 10 für nahe und ferne Ziele dargestellt. Diese Bündelung beruht auf der Entfernung, dem Winkel und der Geschwindigkeit der Sätze von möglichen Zielrückkehrsignalen, auf Grundlage einer normierten "Abstands"-Funktion, wie etwa – ohne jede Einschränkung – dem gewichteten euklidischen Abstand und einem k-Mittel-Bündelungsalgorithmus: Abstand = Quadratwurzel ((Abstand Entfernung/Entfernungsvarianz des Sensors)2 + (Abstand Querbereich/Querbereichsvarianz des Sensors)2 + (Abstand Geschwindigkeit/Geschwindigkeitsvarianz des Sensors)2)
  • Dies ermöglicht es dem System, Autos nahe bei Brücken und anderen stationären Objekten gesondert zu verfolgen. Zusätzlich zur Ermittlung des Schwerpunkts des Bündels von Sensormeldungen, die vom selben Ziel kommen, berechnet der Algorithmus auch die Querbereichsausdehnung des Ziels. Dieser Wert ist ebenfalls in den Verfolgungssystemparametern enthalten, und eine geglättete Abschätzung dieses Werts wird bei jeder zusätzlichen Sensoreingabe berechnet. Ziele wie etwa weit entfernte Automobile werden aufgrund der beschränkten Sensorwinkelgenauigkeit keine präzise Schätzung ergeben; mit abnehmender Zielentfernung schneidet das Ziel allerdings mehrere Strahlen, sodass eine genauere Abschätzung möglich ist. Die Ausdehnung eines Ziels wird mit Hilfe einer gewichteten Kombination der insgesamt berechneten Ausdehnung für jede Antennenabtastung sowie einer zeitlichen Analyse der Zufallsvariation der Querbereichs-Sensormeldungsabschätzung berechnet, da ein Teil der Variation der Winkelposition eines Ziels durch Glitzereffekte bedingt ist (zufällig streuende Orte auf dem Ziel). Dies wird dadurch erreicht, dass das Kalman-Filter um einen Zustand zur Verfolgung der Größe des Ziels erweitert wird. Der Größenzustand wird aktualisiert und vorhergesagt auf Grundlage seines Werts und des Abstands zum Ziel (den x- und y-Zuständen), da das Ziel größer wird, wenn es näher rückt. Dies ermöglicht es dem System, den Unterschied zwischen relativ kleinen Ob jekten – wie etwa Straßenschildern oder Fahrrädern – und Fahrzeugen oder anderen großen und massiven, potentiell gefährlichen Objekten zu erkennen.
  • Der Host-Computer 34 führt dann an den Sensormeldungen eine Vorauswahl (104) in Vorbereitung ihrer Zuordnung zu den Verfolgungsbahnen durch, indem er Sätze von Sensormeldungen, die eng beabstandet sind (hinsichtlich Entfernung, Entfernungsgeschwindigkeit und Richtung), logisch zusammenfasst und diese nur mit solchen Bahnen in Verbindung setzt, die ebenfalls ähnlich eng beabstandet sind. Dies teilt den gesamten Suchraum effektiv in interessierende Regionen auf. Dies verringert auch die späteren Verarbeitungsanforderungen an das System bei der anschließenden Sensormeldung-Bahn-Zuordnung beträchtlich. Der Host-Computer 34 ordnet dann die Sensormeldungen Bahnen zu (106). Zunächst werden die festen (oder etablierten) Bahnen mit Hilfe der Sensormeldungsliste zugeordnet und dann die verbleibenden Sensormeldungen den vorläufigen Bahnen zugeordnet. Die Zuordnung kann mit Hilfe eins globalen Optimierungsalgorithmus erfolgen, um den Gesamtabstand zwischen allen Sensormeldungen und allen Bahnen zu minimieren, oder mit Hilfe probabilistischer Methoden, bei denen angenommen wird, dass alle einander nahen Sensormeldungen zur Bahnaktualisierung auf Grundlage ihres relativen Abstands vom projizierten Bahnort beitragen. Dieser relative Abstand zwischen Bahnen und Sensormeldungen wird zur Bestimmung des relativen Beitrags jeder Sensormeldung zur jeweiligen Bahn verwendet.
  • Sobald die Zuordnungen vollständig sind, werden die Bahnen mit Hilfe dieser neuen Sensormeldungsdaten aktualisiert (108). Bahnen, die nicht mit neuen Daten aktualisiert werden, werden "gegisst", indem ihre erwartete Position bei der nächsten Abtastung unter Verwendung des vermuteten Fahrzeugbewegungsmodells vorbewegt wird. Provisorische Bahnen, die mit Sensormeldungsdaten aktualisiert wurden und von hoher Qualität sind (d.h. M der letzten N Abtastungen aktualisiert, gleitender Mittelwert der Bahnreste oder andere Qualitätsmaße), werden dann in einen festen Status überführt (110), wohingegen feste und provisorische Bahnen, die nicht von ausreichender Qualität sind (d.h. die nicht bei mindestens K der letzten N Abtastungen positiv aktualisiert wurden), von den Listen entfernt werden (112). Dies ermöglicht es, Objekte fallenzulassen, die sich an dem Stammfahrzeug vorbeibewegt haben und nicht mehr im Gesichtsfeld des Sensors sind, da sie nicht mehr von Interesse für das System sind. Die Verwendung einer Qualitätsmaßstrategie zum Aktualisieren und Fallenlassen ermöglicht dem System die Handhabung verpasster Sensormeldungen aufgrund zufälliger Zielsignalschwankungen oder aufgrund einer kurzzeitigen Maskierung des verfolgten Fahrzeugs durch andere Objekte.
  • Sobald die Bahnen vollständig aktualisiert sind, werden sie für jede einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen zeitlich vorausprojiziert (114). Diese Verzögerungen entsprechen der Zeit, die benötigt wird, um jedes der entsprechenden Sicherheitsrückhaltesysteme und -geräte im Fahrzeug 3 auszulösen. Es wird dann die Bedrohung durch jede Bahn mit Hilfe einer Analyse des Punkts der wahrscheinlichen nähesten Annäherung bewertet, wobei zugewiesene Grade der Bedrohung auf dem Ort des Ziels innerhalb einer Reihe von konzentrischen Ellipsen beruhen, wobei die engste Ellipse die größte Bedrohung darstellt. Es wird dann dem eindringenden Objekt eine Bedrohungswahrscheinlichkeit abhängig von der Genauigkeit der Bahn, ihrem Zustand (provisorisch oder fest) und der Qualität der Bahn (d.h. Zeit der letzten aktiven Aktualisierung und der Gesamtzahl der Aktualisierungen in dem Zeitintervall, in dem sich das Ziel im Gesichtsfeld des Sensors befand, oder ein anderes Maß) zugewiesen. Für jede Bahn werden die Bahnzustandswerte, das zugewiesene Qualitätsmaß und die zugeordnete Kovarianzmatrix des Kalman-Filters dazu verwendet, ein Maß für das Vertrauen hinsichtlich des Gebiets, in dem sich das Zielfahrzeug zu einem gewissen zukünftigen Zeitpunkt T am wahrscheinlichsten befinden wird, und hinsichtlich des Überlappungsgrads zwischen dieser Ellipse und dem Ort des Stammfahrzeugs zu liefern. Ortsfehlerellipsen werden für mehrere Zeitpunkte statt für einen einzelnen Zeitpunkt berechnet. Diese Zeitintervalle werden anhand der Reaktionszeit und dem Maß an Eingriff der verschiedenen aktiven Sicherheitseinrichtungen ermittelt. Die Fehlerellipse für jede Zeitprojektion, die Drohobjektgeschwindigkeit und die Drohobjektgröße werden alle dem Verarbeitungsalgorithmus für die optimale Rückhaltestrategie zugeführt (120). Basierend auf diesen Parametern wird die Kombination von Rückhalteinrichtungen ausgewählt. Die Strategienanalyse liefert Auslösebefehle, welche aus Auslösezeitpunkten, Auslöseraten und Auslösebeträgen zur Luftsackaufblähung, Sitzgurtspannung und anderen möglichen Geräten mit variabler Rate bestehen. Eine mögliche Hierarchie der aktiven Einrichtungen ist beispielsweise:
    • 1. eine hörbare Fahrerwarnung
    • 2. eine Sitzgurtvorspannung
    • 3. eine Fahrzeugbremsung
    • 4. eine Außenairbagauslösung
    • 5. eine Innenairbagauslösung
  • Zu beachten ist, dass die zeitliche Vorausprojektion der Bahn abhängig von der Zeitantwort und dem Maß an Eingriff ist. Beispielsweise braucht ein Fahrer viel länger, um auf eine hörbare Warnung zu reagieren, als ein Airbag zum Auslösen benötigt, sodass die Bahn für eine Warnung um möglicherweise zwei Sekunden vorausprojiziert wird und für den Airbag um zweihundert Millisekunden. Auch stellt die hörbare Warnung einen schwächeren Eingriff dar, sodass eine falsche Warnung nicht so kritisch wie eine falsche Luftsackauslösung ist. Diese Parallelität zwischen dem Maß an Rückhalteeingriff und Auslösezeit ist vorteilhaft, da der Fehler in den Ortsschätzwerten umso größer ist, je weiter die Bahn zeitlich vorausprojiziert wird. Je stärker der Eingriff des Systems ist, umso präziser ist daher inhärent der Zielfahrzeugort und umso geringer die Wahrscheinlichkeit eines falschen Alarms.

Claims (30)

  1. Prädiktives Kollisionserfassungssystem (10) für ein Fahrzeug (3), umfassend: a. ein Radar-Sender/Empfänger-Modul zur Bestrahlung einer dem Fahrzeug (3) nahen Zone mit einem Strahl elektromagnetischer Energie und zum Empfang von Teilen des Strahl elektromagnetischer Energie, die von einem oder mehreren Objekten zurückgeworfen werden, welche mit der elektromagnetischen Energie bestrahlt werden, um hierdurch eine Abschätzung der Entfernung zu dem Ziel relativ zum Fahrzeug (3) zu liefern; b. einen betriebsmäßig mit dem Radar-Sender/Empfänger-Modul (12, 36, 38) gekoppelten Signalprozessor (30); c. ein Mittel (14) unter Steuerung des Signalprozessors (30) zum Bewegen des Strahls elektromagnetischer Energie über einen Azimut-Bereich nach Maßgabe eines Azimutabdeckungsmusters, wobei das Azimutabdeckungsmuster kontinuierlich ist; d. einen durch den Signalprozessor (30) realisierten Zielverfolgungsalgorithmus (104, 106, 108, 110, 112, 114) zur Verfolgung des einen oder der mehreren Objekte relativ zu dem Fahrzeug (3); e. einen durch den Signalprozessor (30) realisierten Bündelungsalgorithmus (102) zur Gruppierung gesonderter Spuren des einen oder der mehreren Objekte; f. einen durch den Signalprozessor (30) realisierten Zielgrößenschätzalgorithmus (102) zum Schätzen der azimutalen Ausdehnung des einen oder der mehreren von dem Zielverfolgungsalgorithmus verfolgten Objekte anhand der Abschätzung der Entfernung und anhand des azimutalen Abtastwinkels des Strahls elektromagnetischer Energie; und g. einen durch den Signalprozessor (30) realisierten Gefahrenbewertungsalgorithmus (116) zur Bewertung der Gefahr für das Fahrzeug (3) durch das eine oder die mehreren Objekte, wobei der Signalprozessor (30) eine oder mehrere auf die Bewertung der Gefahr ansprechende fahrzeugseitige Einrichtungen (7.1, 7.2, 32) im Sinne einer Erhöhung der Sicherheit der Insassen des Fahrzeugs (3) steuert.
  2. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Radar-Sender/Empfänger-Modul (12, 36, 38) ferner für jedes der einen oder mehreren Objekte eine Abschätzung der Geschwindigkeit relativ zu dem Fahrzeug (3) liefert.
  3. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Radar-Sender/Empfänger-Modul (12, 36, 38) eine Antenne (12.1, 12.2, 12.3) mit einer Mehrzahl verschiedener Strahlpositionen umfasst.
  4. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Radar-Sender/Empfänger-Modul (12, 36, 38) eine Mehrstrahlantenne (12.1, 12.2, 12.3) umfasst.
  5. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der mit dem Azimutabdeckungsmuster verbundene Bereich von Azimutwinkeln mindestens +/–100 Grad relativ zur Vorderseite des Fahrzeugs (3) beträgt.
  6. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Größe des Strahls elektromagnetischer Energie annähernd 10 Grad beträgt.
  7. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Strahl elektromagnetischer Energie sequentiell über das Azimutabdeckungsmuster bewegt wird, wenn der Zielverfolgungsalgorithmus kein Objekt verfolgt, und wobei der Strahl elektromagnetischer Energie adaptiv in Antwort auf den Weg des einen oder der mehreren Objekte bewegt wird, wenn der Zielverfolgungsalgorithmus das eine oder die mehreren Objekte verfolgt.
  8. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Bahn des einen oder der mehreren Objekte in kartesischen Koordinaten relativ zu dem Fahrzeug (3) verfolgt wird.
  9. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Zielverfolgungsalgorithmus ein Kalman-Filter umfasst.
  10. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren fahrzeugseitigen Einrichtungen aus der Gruppe gewählt sind, welche aus einer oder mehreren Warneinrichtungen, dem Fahrzeugbremssystem, dem Fahrzeuglenksystem und einer oder mehreren Insassenrückhalteeinrichtungen (7.1, 7.2, 32) besteht.
  11. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Energie Energie umfasst, die aus einer Gruppe gewählt ist, welche aus HF-Energie, Mikrowellenenergie und Millimeterwellenenergie besteht.
  12. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei das Radar-Sender/Empfänger-Modul (12, 36, 38) im gepulsten Modus arbeitet.
  13. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei das Radar-Sender/Empfänger-Modul (12, 36, 38) im linearfrequenzmodulierten Dauerstrichmodus arbeitet.
  14. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei der linearfrequenzmodulierte Dauerstrichmodus eine quantisierte Wellenform beinhaltet.
  15. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Energie optische Energie umfasst.
  16. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug (3) und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen (7.1, 7.2, 32), umfassend: a. Messen des Bereichs eines oder mehrerer Objekte relativ zu dem Fahrzeug (3) mittels eines azimutal bewegten Radarstrahls; b. Berechnen der Bahn des einen oder der mehreren Objekte aus den Bereichsmessungen; c. Bündeln (102) gesonderter Spuren des einen oder der mehreren Objekte; d. Schätzen (102) der azimutalen Ausdehnung des einen oder der mehreren Objekte aus den Bereichsmessungen und aus dem azimutalen Abtastwinkel des Radarstrahls; e. Bewerten (116) der Gefahr für das Fahrzeug durch das eine oder die mehreren Objekte anhand einer Kombination der Bahn und der azimutalen Ausdehnung des einen oder der mehreren Objekte; und f. Steuern (120) eines oder mehrerer auf die Bewertung der Gefahr ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen (7.1, 7.2, 32) im Sinne einer Erhöhung der Sicherheit der Insassen des Fahrzeugs (3).
  17. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, ferner umfassend den Vorgang des Messens der Geschwindigkeit eines oder mehrerer Objekte relativ zu dem Fahrzeug (3) mittels des bewegten Radarstrahls.
  18. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei das Bewegen des bewegten Radarstrahls auf die Gefahrenbewertung für das Fahrzeug durch das eine oder die mehreren Objekte anspricht.
  19. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei die Bahn des einen oder der mehreren Objekte durch Kalman-Filterung in kartesischen Koordinaten berechnet wird.
  20. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei die azimutale Ausdehnung des einen oder der mehreren Objekte mittels einer Bündelungsanalyse geschätzt wird.
  21. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei die Gefahrenbewertung eine Abschätzung der Schwere des Zusammenstoßes beinhaltet.
  22. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei die Gefahrenbewertung eine Abschätzung der Zeit des Zusammenstoßes beinhaltet.
  23. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei die Gefahrenbewertung einer Abschätzung der Richtung des Zusammenstoßes beinhaltet.
  24. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei die Gefahrenbewertung eine Abschätzung der Zusammenstoßwahrscheinlichkeit beinhaltet.
  25. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei die eine oder die mehreren fahrzeugseitigen Einrichtungen aus der Gruppe gewählt sind, welche aus einer oder mehreren Warneinrichtungen, dem Fahrzeugbremssystem, dem Fahrzeuglenksystem und einer oder mehrerer Insassenrückhalteeinrichtungen (7.1, 7.2, 32) besteht.
  26. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 17, wobei die Vorgänge des Messens des Bereichs und der Geschwindigkeit eines oder mehrerer Objekte relativ zu dem Fahrzeug unter Verwendung eines azimutal bewegten Radarstrahls umfassen: a. Erzeugen (24, 26, 18.3, 20, 18.1) eines HF-Dauerstrichsignals mit einer sich wiederholenden Sequenz gleichmäßig beabstandeter Frequenzen, um so ein gesendetes Signal zu bilden; b. Bestrahlen des Objekts mit dem HF-Dauerstrichsignal; c. Empfangen der von dem einen oder den mehreren Objekten reflektierten Komponente des HF-Signals, um so ein empfangenes Signal zu bilden; d. Mischen (18.2, 18.3) des empfangenen Signals mit dem gesendeten Signal zur Bildung eines Frequenzdifferenzsignals mit komplexer Amplitude aus der Frequenzdifferenz zwischen denselben; e. Vergleichen des Realteils des komplexen Frequenzdifferenzsignals mit einer Mehrzahl monoton steigender Schwellenwerte, wobei benachbarte Schwellenwerte den Grenzen einer zugeordneten Bereichszelle entsprechen; f. Speichern der komplexen Amplituden des empfangenen Signals für jede zugeordnete Bereichszelle, um einer zugeordnete Liste von komplexen Amplituden zu bilden; g. Berechnen der Doppler-Verschiebung für jede zugeordnete Bereichszelle anhand einer spektralen Analyse der zugeordneten Liste komplexer Amplituden; und h. Sammeln der Doppler-Verschiebungsberechnungen für alle zugeordneten Bereichszellen, um so eine Bereichs-Doppler-Karte für das eine oder die mehreren Objekte zu bilden und hierdurch die Entfernung und Geschwindigkeit des einen oder der mehreren Objekte relativ zum Fahrzeug bereitzustellen.
  27. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Bündelungsalgorithmus auf Bereich, Querbereich und Geschwindigkeit nach Maßgabe einer normierten Entfernungsfunktion anspricht.
  28. Prädiktives Kollisionserfassungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Kalman-Filter um einen Zustand zur Verfolgung der Zielgröße erweitert ist.
  29. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 16, wobei die Bündelung der gesonderten Spuren des einen oder der mehreren Objekte den Schritt des Berechnens einer normierten Entfernungsfunktion umfasst, welche auf Bereich, Bereichsvarianz, Querbereich, Querbereichsvarianz, Geschwindigkeit und Geschwindigkeitsvarianz anspricht.
  30. Verfahren zum Vorhersagen eines Zusammenstoßes für ein Fahrzeug und zum Steuern einer oder mehrerer hierauf ansprechender fahrzeugseitiger Einrichtungen nach Anspruch 19, wobei die Kalman-Filterung um einen Zustand zur Verfolgung der Zielgröße erweitert ist.
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