JP2003519387A - 車両レーダシステムあるいは車両センサシステムにおける誤調整の認識方法及び装置。 - Google Patents

車両レーダシステムあるいは車両センサシステムにおける誤調整の認識方法及び装置。

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Abstract

(57)【要約】 車両センサシステムにおける誤調整を認識する方法であって,その場合に信号が送信され,固定対象から反射された信号が受信されて,送信された信号と受信された信号を用いて,検出された対象と車両の基準軸との間の相対角度と相対距離又は縦と横の変及び検出された対象と車両との間の相対速度が定められ,その場合に相対角度,相対距離及び車両固有速度を用いて,あるいは縦と横の変位及び車両固有速度を用いて,相対角度のための補正値が定められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は,並列された請求項の上位概念に記載された車両レーダシステムある
いは車両センサシステムにおける誤調整の認識方法及び装置に関する。かかる方
法及びかかる装置は,例えば車両の自動速度制御の範囲内で,先行車両を検出す
るために使用される。この分野に基づくシステムは,アダプティブクルーズコン
トロール(ACC)とも称される。車両レーダシステムを車両内に組み込む場合
には,正確な処置方法と放射される電磁波の中心軸を長手方向における車両のセ
ンターラインへ正確に整合させることが必要である。
【0002】 従来技術 US5930739は,LIDARレーダを具備する車両のヨーレートを測定
する方法を開示している。この方法においては,ヨーレートセンサによって求め
られたヨーレートが,自己車両速度,固定の検出対象からの縦方向の距離及び自
己車両に関する同じ固定の検出対象の相対的な横速度を使用して定められる。こ
の方法の欠点は,ヨーレートを正確に定めあるいは補正するためには,小さいオ
フセットと非常に遠方の検出対象が必要なことに見られる。しかし,特に非常に
遠方の対象は,レーダ使用においては「弱い目標」であって,それは測定が困難
であり,かつ自己車両に対する横方向におけるその位置は,レーダシステムの角
解像度が制限されているために,必ずしも正確に検出できない。同じ理由(制限
された角解像度)から,特に距離が比較的大きい場合には,検出された対象の横
速度の決定にも誤差が伴う。
【0003】 DE19736965C1は,移動する対象(特に車両)のヨーレートを検査
する装置を開示している。その場合にヨーレートは,車両の実際の周囲にある対
象を用いて検査される。前提となるのは,周囲センサによって検出された対象が
固定対象であることである。この場合に,検出された対象の実際の位置が,検出
対象の最初の検出から導出された実際の位置への投影と比較される。そのために
,予め設定された各種時点で検出された対象の全ての位置を含む対象軌跡が定め
られる。その場合に対象軌跡は,検出対象の検出された位置に基づいて車両速度
とヨーレートを使用して形成される。この方法の欠点は,自己車両に対する検出
された対象の所定の半径方向距離をx−位置座標とy−位置座標に分解すること
が必要とされることである。かかる分解に,通常,検出された対象の角度が入り
込み,その角度はレーザベース又はレーダベースで作動するシステムにおいては
,制限された角解像度を前提としなければならないので,特に正確には定められ
ない。
【0004】 DE19751004A1は,レーダ信号を処理する方法を開示しており,同
方法においては検出すべき対象により形成される複数の対象軌跡の評価によって
,実際の移動方向が求められる。この移動方向がレーダ配置の整合方向から変位
した場合に,対象を検出する際にレーダ配置の角解像度の範囲内で求められた対
象角度が所定の偏差によって補正されて,移動方向に関連づけられる。この方法
は,検出された対象の移動経路分析に関するものであって,その場合に特に固定
対象の反射が使用される。というのは,それが平均の移動方向を求めるための特
に好ましい基礎を形成するからである。
【0005】 DE19833065A1からは,車両のための検出システム内で使用するた
めの,レーダ中心軸の角移動を検出する角移動決定装置が既知である。この装置
においては,目標位置を検出する際に2つの状況が区別される。第1の場合は,
自己車両が直線走行にある間に,先行車両が検出される場合である。その場合に
検出システムが正確に調節されているときは,自己の走行方向に対して平行な先
行車両の検出位置の分布が生じる。そうでない場合には,重心形成が実施されて
,好適な補償直線が求められ,それに応じて検出システムが補正される。第2の
場合は,自己車両がカーブ走行にある場合である。この場合には,自己車両と検
出された対象との間の相対速度ベクトルの分析が実施される。この方法の欠点は
,相対速度ベクトルを分析するために,相対速度ベクトルのx−成分とy−成分
が必要であって,それらは既に説明したように,特に正確に定めることができな
いことである。
【0006】 本発明の利点 本発明にかかる方法は,従来技術に比較して,電磁波が送信され,固定対象か
ら反射された電磁波が受信されて,送信信号と受信信号とを用いて固定対象と車
両の基準軸との間の相対角度(alpha_m)と相対距離(d_m)又は縦と
横の変位及び検出された対象と車両との間の相対速度(d_m_punkt)が
定められる,車両レーダシステムにおける誤調整を認識する方法であって,相対
角度(alpha_m),相対距離(d_m)及び車両固有速度(v_F)を用
いて,あるいは縦変位,横変位及び車両固有速度(v_F)を用いて,相対角度
(alpha_m)のための補正値(alpha_null)が定められること
によって,展開されている。この本発明にかかる方法は,車両レーダシステムに
おいてもともと存在している測定値から,システム自体のための補正値を定める
ことができる,という利点を有している。このようにして,車両レーダシステム
の角度測定値の迅速かつ信頼できる補正が可能となる。
【0007】 本発明にかかる方法の好ましい展開においては,相対角度(alpha_m)
,補正値(alpha_null),相対距離(d_m),相対速度(d_m_
punkt),車両固有速度(v_F)及びヨーレートセンサから供給されるヨ
ーレート(Psi_m_punkt)を用いて,ヨーレート(Psi_m_pu
nkt)のための補正値(Psi_null_punkt)が定められる。換言
すると:車両レーダシステムから供給される測定値を用いて,任意の回動率セン
サ(ヨーレートセンサ)から供給されるヨーレート測定値を補正することができ
る。このようにして,車両のヨーレート(回動率)の確実かつ迅速な決定が可能
である。
【0008】 本発明にかかる方法の特に好ましい展開においては,相対角度(alpha_
m),補正値(alpha_null),相対距離(d_m),相対速度(d_
m_punkt)及び車両固有速度(v_F)を用いて,車両のヨーレート(P
si_punkt)が定められる。この本発明にかかる方法によって,車両レー
ダシステムから供給されるデータを用いて,車両のヨーレート(回動率)を確実
かつ迅速に定めることが可能となり,車両内に従来のヨーレートセンサを設ける
必要はない。
【0009】 本発明にかかる方法及び本発明にかかる装置の大きな利点は,角測定値とヨー
レート測定値のオフセット決定及びヨーレート決定を,車両の駆動の間に「オン
ライン」で行うことができることにある。従って車両の駆動の間も,角測定値と
ヨーレート測定値の発生するオフセットを永久的に正しく補正することができる
。例えば工場内で,センサを別に測定することが不要となる。その場合に本発明
にかかる方法は,車両レーダシステムによって検出された,固定対象のデータの
平均値形成にではなく,固定対象から検出されたデータを基礎として有している
計算に基づいている。他の決定的な利点は車両が直線内を移動しているか,ある
いは車両がカーブ走行内にあるかには関係なく,各任意の走行状況において計算
を行うことができることである。
【0010】 実施例の説明 図1は,本発明にかかる車両レーダシステム11を搭載した車両10を示して
おり,同レーダシステムはこの実施例においては走行方向において車両の中央に
取り付けられている。符号12は,車両の車両長手軸を示し,理想的な場合には
レーダシステム11の放射方向もその車両長手軸に整合される。符号13は,レ
ーダシステム11によって検出される可能な固定対象,例えば道路の端の接近距
離標識又は立木を示している。検出された対象13までの距離は符号14で,車
両長手軸12に関する検出された位置の角度は符号15で示されている。本発明
によれば,レーダシステム11の可能な誤調整は,車両固有速度の助けをかりて
固定対象13から供給された測定データを用いて定められる。そのために,極端
な場合には,固定目標13の1つの検出された位置のみが必要とされる。複数の
検出ステップにおいて1つの同じ目標が検出された場合には,計算された,ある
いは定められた,レーダシステムのための補正値を好適にフィルタリングするこ
とができる。実際においてはむしろそうなるが,1以上の固定対象が検出された
場合には,レーダシステムのための所定の補正値を複数の対象にわたって平均す
ることができる。レーダシステムの角度測定のための補正値の決定に続いて,本
発明によれば,車両のヨーレートを定めるか,あるいはヨーレートセンサから供
給された信号を用いて補正することができる。他の統計学的な後処理も,同様に
本発明にかかる方法の範囲内にある。その場合に後処理の方法を,補正値及び/
又はヨーレートを評価あるいは定めるためにどのくらいの時間が提供されるか,
に関係づけることができる。
【0011】 図2は,誤調整を定めるために考慮されなければならない座標系の表示を示し
ている。その場合に世界固定の点,いわゆる「世界座標系」の原点が,符号20
で示されている。符号22は,車両の現在位置を示し,符号21は,検出された
固定対象の可能な位置を示している。23と24は,世界座標系の単位ベクトル
を示し,符号27と28は車両座標系の単位ベクトルを示している。
【0012】 世界座標系内の固定対象21の位置を表すベクトルは,世界座標系の単位ベク
トル23,24のスカラー的複数倍の合計から得られる: R_WO_vektor(t)=x_1w・e_1w_vector+x_2w・e_2w_vector 車両22の視界からは,固定対象21の位置は,車両座標系の単位ベクトル2
3,24のスカラー的複数倍の合計から得られる: R_FO_vektor(t)=x_1F・e_1F_vector+x_2F・e_2F_vector 固定の世界の視界からの車両の位置を表すベクトルが,R_WF_vektor(t)で記述
される場合には,対象22の位置を次のように表すこともできる: R_WO_vektor(t)=R_WF_vektor(t)+R_FO_vektor(t)= R_WF_vektor(t)+x_1F・e_1F_vector+x_2F・e_2F_vector その場合に: (t) =該当する値の時間的依存性 R_WO_vektor(t)=固定の世界から対象へのベクトル25 e_1W_vektor及びe_2W_vektor=世界座標系の単位ベクトル23,24 x_1W及びx_2W=世界座標系におけるスカラー関数 R_FO_vektor(t)=車両から対象へのベクトル29 e_1F_vektor及びe_2F_vektor=車両座標系の単位ベクトル27,28 x_1F及びx_2F=車両座標系におけるスカラー関数 R_WF_vektor(t)=固定の世界から車両へのベクトル26
【0013】 これらの決定に基づいて,図1に示す関係を使用することによって,角度とヨ
ーレートのオフセットについての決定式を定めることができ,その決定式は小さ
い角度オフセットを前提として簡単にすることができる。従って本発明によれば
,角度とヨーレートについてのオフセットは,次の関係に従って得られる: alpha_null≒(-(cos(alpha_m)/sin(alpha_m)) -(1/sin(alpha_m)・d_m_punkt/v_F)) Psi_null_punkt≒Psi_m_punkt-v_F/(d_m・d_m_punkt)・ (d/dt(d_m・sin(alpha_m)) -alpha_null・d/dt(d_m・cos(alpha_m))) その場合に: d/dt(z)=zの時間的な微分商(zを各任意の時間的に導き出すべき値の例と
して) alpha_null=周囲センサの角度オフセット alpha_m=オフセット補正されていない角度測定値 d_m=測定された距離 d_m_punkt=測定された相対速度 v_F=車両固有速度 Psi_null_punkt=ヨーレートオフセット Psi_m_punkt=オフセット補正されていないヨーレート測定値 角度とヨーレートのための絶対的な,オフセットのない値を示そうとする場合
には,本発明によれば,次のようになる: alpha=alpha_m-alpha_null及び Psi_punkt=Psi_m_punkt-Psi_null_punktは, 以下のものから得られる: alpha≒alpha_m+(cos(alpha_m)/sin(alpha_m)) Psi_punkt≒V_F/(d_m・d_m_punkt/v_F)・ (d/dt(d_m・sin(alpha_m)) -alpha_null・d/dt(d_m・cos(alpha_m))) その場合に: alpha=角度について求められたオフセットのない値 Psi_punkt=ヨーレートについて求められたオフセットのない値
【0014】 ここで特に好ましいことに,ヨーレートのための決定式内には,測定されたヨ
ーレートに依存することはもはや存在しない。従ってヨーレートセンサがない,
又は故障した場合に,代替値を定めることができ,あるいは所定のヨーレート値
を測定されたヨーレート値の蓋然性検査に使用することができる。
【0015】 図3は,本発明にかかる方法のフローチャートを示している。ブロック31に
おいて,車両の運転開始あるいは車両レーダシステムの運転開始が行われる。ス
テップ32においては,レーダシステムによって求められた,固定対象の角度,
距離及び相対速度の値が求められる。ステップ33においては,車両固有速度が
測定され,あるいはバスシステム又はコンビ計器から受け取られる。それぞれ,
ヨーレート値を測定されたヨーレート値なしで定めるべきか,あるいは測定され
たヨーレート値のための補正値を定めるべきか,に従って,ステップ34におい
て測定されたヨーレート値が検出される。ステップ35においては,レーダシス
テムの角度エラーのための補正値が本発明に基づいて定められ,かつヨーレート
のための補正値又はヨーレート自体が定められる。これらのデータは,ステップ
36においてメモリへ読み込まれて,そこで図1の説明に従ってフィルタリング
されて,及び/又は平均される。ステップ37においては,レーダシステムの角
度エラーのための最終的に定められた補正値及びヨーレートのための補正値又は
ヨーレート自体の決定が出力される。
【0016】 図4は,本発明にかかる装置の表示を示している。符号41は,レーダセンサ
を示し,そのレーダセンサはその測定データを制御装置42へ伝達する。制御装
置42内にはさらに,メモリ−,フィルタ−及び平均ユニット43が統合されて
おり,それらは図1と3についての説明内で述べられた機能を引き受けることが
できる。車両内に存在している,固有速度のためのセンサは,符号44で示され
ており,ヨーレートセンサは符号45で示されている。符号46は,車両内に同
様に設けられているバスシステム,例えばCAN−バスを示している。
【0017】 本発明にかかる方法の大きな利点は,固定対象の測定データを記載の関係を用
いて角度オフセット,ヨーレートオフセット及びヨーレート自体を定めるために
利用することにある。
【0018】 一般的な場合においては,図4に示されるセンサ41は,一般的なセンサとす
ることができ,そのセンサによって自己車両10に対する目標対象13の位置が
,距離と角度又は縦と横の変位に関して定められる。この種のセンサは,上述し
た図において詳細に説明されたレーダ原理の他に,例えばLIDARセンサとし
て,超音波センサとして,赤外線センサとして,あるいは光学的なCCDセンサ
又はCMOSセンサとして形成することができる。その場合には,自己車両10
と目標対象13との間の定めるべき相対速度を,求められた距離データから計算
することもできる。距離値と角度値の代わりに,縦と横の変位値を使用する場合
には,実施例の説明の中に記載された公式は当業者によってそれに応じて置き換
えられる。
【図面の簡単な説明】
以下,車両レーダシステムにおける誤調整を認識する本発明にかかる方法及び
本発明にかかる装置の実施例を,図面を用いて説明する。 その場合に,
【図1】 図1は,固定対象を検出する車両を示し,
【図2】 図2は,誤調整を定めるために考慮されなければならない座標系の表示を示し
【図3】 図3は,本発明にかかる方法のフローチャートであり,
【図4】 図4は,本発明にかかる装置を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B60R 21/00 B60R 21/00 624G (72)発明者 ウーラー、ベルナー ドイツ連邦共和国 76646 ブルッフザー ル アウグシュタイナーシュトラーセ 11 Fターム(参考) 5H180 AA01 CC03 CC12 CC14 LL04 LL09 5J070 AC02 AC06 AC11 AD01 AE01 AF03 AH39 AJ13

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁波が送信され,固定対象によって反射された電磁波が受
    信されて,送信信号と受信信号とを用いて,検出された対象と車両の基準軸との
    間の相対角度(alpha_m)と相対距離(d_m)又は縦と横の変位及び固
    定対象と車両との間の相対速度(d_m_punkt)が定められる,車両レー
    ダシステムにおける誤調整の認識方法であって, 相対角度(alpha_m),相対距離(d_m)及び車両固有速度(v_F
    )を用いて,あるいは縦変位,横変位及び車両固有速度(v_F)を用いて,相
    対角度(alpha_m)のための補正値(alpha_null)が定められ
    る, ことを特徴とする車両レーダシステムにおける誤調整の認識方法。
  2. 【請求項2】 相対角度(alpha_m),補正値(alpha_nul
    l),相対距離(d_m),相対速度(d_m_punkt),車両固有速度(
    v_F)及びヨーレートセンサから供給されるヨーレート(Psi_m_pun
    kt)を用いて,ヨーレート(Psi_m_punkt)のための補正値(Ps
    i_null_punkt)が定められる, ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 相対角度(alpha_m),補正値(alpha_nul
    l),相対距離(d_m),相対速度(d_m_punkt)及び車両固有速度
    (v_F)を用いて,車両のヨーレート(Psi_punkt)が定められる,
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 方法が,車両の現在の走行状況とは関係なく,特にカーブ走
    行とは関係なく,実施される,ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の車両レーダシステムにおける誤調整を認識
    する方法を実施する装置。
  6. 【請求項6】 信号が送信され,固定対象から反射された信号が受信されて
    ,送信信号と受信信号とを用いて,検出された対象と車両の基準軸との間の相対
    角度(alpha_m)と相対距離(d_m)又は縦と横の変位及び検出された
    対象と車両との間の相対距離(d_m_punkt)が定められる,車両センサ
    システムにおける誤調整の認識方法であって, 相対角度(alpha_m),相対距離(d_m)及び車両固有速度(v_F
    )を用いて,あるいは縦変位,横変位及び車両固有速度(v_F)を用いて,相
    対角度(alpha_m)のための補正値(alpha_null)が定められ
    る, ことを特徴とする車両センサシステムにおける誤調整の認識方法。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の車両レーダシステムにおける誤調整を認識
    する方法を実施する装置。
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