JP2004508627A - 経路予測システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野
本発明は、一般的には、自動車運転者補助に関し、更に特定すれば、適応的クルーズ(巡航)制御と共に用いる経路予測システム、および自動車用衝突回避システムに関し、経路予測システムは当該システムを搭載する車両と同じ高速道路車線においてターゲットを追跡する。
【0002】
発明の背景
自動車機構の技術改善に関して、運転者の利便性を高める機構を設けようとする機会が常にある。自動車の利便性を高めることができる領域の1つに、車両の巡航制御システムがある。巡航制御システムは、運転手に所定の走行速度を設定させ、車両をこの所定速度に維持するように制御する。以後、運転者の車両のことを「自車両」と呼ぶ場合もある。
【0003】
巡航制御システムを採用した場合、自車両が高速道路内で、当該運転者の車線における別の車両のような障害物に接近する際、運転者の注意および介入によって、自車両のブレーキを作動させて巡航制御システムを無効にし、こうして衝突を回避することが必要となる。
【0004】
巡航制御システムの利便性を高めるために、「インテリジェント」巡航制御システムが提案されている。通例では、インテリジェント巡航制御システムは、車両の経路内にある障害物を検出する検出器と、障害物の検出に応答して車両のブレーキを作動させ、巡航制御システムを無効にする制御部とを含む。インテリジェント巡航制御システムには、衝突を回避するための運転者に対する依存性を低下させることができるという利点がある。
【0005】
自動車の利便性を高めることができる別の領域は、衝突回避システムである。インテリジェント巡航制御システムと同様、衝突回避システムは、一般に、自車両の経路内にある障害物を検出する検出器と、障害物検出に応答して車両のブレーキを作動させ、衝突を回避する制御部とを含む。
【0006】
インテリジェント巡航制御および衝突回避双方の用途において、車両の経路内にある障害物を精度高くまた信頼性高く検出可能な検出器を設ける必要がある。このような検出器は、自動車および障害物の相対的な位置に対しては比較的不感応でなければならない。しかしながら、巡航制御システムおよび衝突回避システムに伴う問題の1つに、障害物または自車両がコーナを曲がると、自車両の前にある障害物の検出を停止してしまう可能性があることがあげられる。また、これらのシステムは、降雨、霧または靄、高湿、および極端な温度というようなある種の環境条件の下では、その有効性が低下する虞れもある。
【0007】
したがって、車両および障害物のいずれかまたは双方が直線経路または曲線経路のいずれを走行していても、車両の前方経路内にある障害物の存在を検出可能なシステムを設けることができれば、望ましいであろう。
発明の概要
前述の要望に鑑み、本発明によれば、自動車の利便性向上の必要性が、障害物検出の有用性および希求性と1つにまとまり、簡素で、精度高く、コスト効率的で、動作しなければならない環境およびその他の動作条件の下でも高い信頼性が得られる経路予測システムおよび方法を提供するという課題に至った。したがって、ある自動車両の前方および同じ高速道路車線における障害物の存在を信頼性高く指示するシステムおよび方法に対する要望を満たすことができれば、望ましいであろう。
【0008】
本発明の原理によれば、高速道路の車線上で移動する自車両の予測経路内にある物体を検出するシステムが開示される。この検出システムは、車両前方の視野内にある物体の距離、角度および速度データを与える前方監視センサを含む。また、検出システムは、自車両の速度およびヨー・レートを与える測定システムを含む。更に、検出システムは、前方監視センサおよび測定システムに応答して、車両の速度およびヨー・レートに基づいて、当該車両の推定経路を算出し、物体の各々に対して推定経路を算出し、車両の予測経路からの各物体の横方向距離を判定し、各物体を、車両の高速道路車線内または車線外として分類する処理システムを含む。
【0009】
本発明の好適な実施形態では、前方監視センサは、レーダ・システムを備え、ヨー・レート測定システムはジャイロコンパスまたはその他の角度レート・センサを備えている。
【0010】
更に、本発明の原理によれば、高速道路の車線上で移動する自車両の予測経路内にある物体を検出する方法が開示される。この方法は、車両前方の視野内にある物体の距離、角度および速度データを与える前方監視センサと、車両の速度およびヨー・レートを与える測定システムと、前方監視センサおよび測定システムに応答する処理システムとを含むシステムにおいて用いる。この方法は、(a)車両の速度およびヨー・レートに基づいて、当該車両の推定経路を算出するステップと、(b)物体の各々に対して推定経路を算出するステップと、(c)車両の予測経路から各物体の横方向距離を判定するステップと、(d)各物体を、車両の高速道路の車線内または車線外として分類するステップとを含む。
【0011】
更にまた、本発明の原理によれば、高速道路の車線上で移動する自車両の予測経路内にある物体を検出する更に別の方法をここに開示する。この方法は、自車両前方の視野内にある物体の距離、角度および速度データを与える前方監視センサと、自車両の速度およびヨー・レートを与える測定システムと、前方監視センサおよび測定システムに応答する処理システムとを含むシステムにおいて用いる。この方法は、(a)前方監視レーダ・システムおよび測定システムからデータ入力を収集し、これらから加速度および側方(横方向)速度ターゲット・データを導出するステップと、(b)速度およびヨー・レート・データから、自車両経路推定値を算出するステップと、(c)自車両経路推定値によって、ターゲット位置ヒストリー(履歴)を広める(拡張する)ステップと、(d)長手(縦)方向および横方向ターゲット位置状態ベクトルによって、ターゲット位置を前方に拡張するステップと、(e)自車両およびターゲット位置ベクトルに対して多項式曲線あてはめ(曲線近似)を算出するステップと、(f)自車両およびターゲット経路を相関付け、ターゲット経路を加重平均として融合することによって、予測経路を生成するステップと、(g)ターゲット・クロスレンジ(交差距離)位置を予測経路と比較し、ターゲットを、自車両の高速道路の車線に対して、車線内または車線外として分類するステップと、(h)前方監視レーダ・システムから更新データを受信するステップと、(i)連続的にステップ(a)ないし(h)を繰り返すステップとを含む。
【0012】
この直前の方法は、自車両による高速道路の車線変更を検査するプロセスを含む。このプロセスは、自車両による高速道路の車線変更を確認することを含み、その際に、積分したヨー・レートを各ターゲット・ヘッディング(進行方向)係数と比較し、これが等しくかつ逆向きであるか否か調べ、ターゲットの大多数が自車両と逆の方向に移動していることを確認し、逆方向の運動が、前方監視レーダ・システムからのデータ更新において2回連続して発生したことに注目する。
発明の詳細な説明
本発明の前述の特徴、および本発明自体は、以下の図面と関連する説明から一層深く理解することができよう。種々の図における同様の参照番号および指示は、同一または実質的に同一のエレメントを示す。
【0013】
この説明を通じて好適な実施形態および例を示すが、これらは本発明の限定としてではなく、例示として見なすものとする。
最初に図1を参照すると、ここに示す輸送手段(車両)10は、車両が高速道路の車線に沿って移動する際に、車両の予測経路内において物体を検出するシステム12を含む。以後、車両10のことを「自車両」と呼ぶこともある。検出システム12は、前方監視センサ14を含み、車両10の前方にある前方監視センサ14の視野内にある物体の距離、速度および角度データを与える。
【0014】
また、検出システム12は、車両10の速度を測定する速度測定システム16も含む。更に、検出システム12は、車両10のヨー・レートを測定するヨー・レート測定システム18も含む。更にまた、検出システム12は、異なる形態のデータ信号を図1に示す種々のサブシステム間で通信するディジタル・インターフェース・ユニット22も含む。最後に、前方監視センサ14、速度測定システム16およびヨー・レート測定システム18のデータ出力に応答して、適応的巡航(クルーズ)制御システム24および衝突回避システム26に信号を発生する、信号処理システム20を含む。これらの信号は、車両10が高速道路の車線に沿って移動する際に、車両10の予測経路内で検出したターゲットを示す。
【0015】
レーダは、自動車用前方監視センサを実施するのに適した技術である。この目的に特に適したレーダの一種に、周波数変調連続波(FMCW:frequency modulated continuous wave)レーダがある。典型的なFMCWレーダでは、送信CW信号の周波数は、第1所定周波数から第2所定周波数まで線形に増加し、次いで逆方向に周波数掃引を繰り返す。FMCWレーダには、感度が高く、送信電力が比較的低く、距離分解能が高いという利点がある。
【0016】
次に図2を参照すると、本発明の好適な実施形態は、1999年7月27日に発行された、Automotive Forward Looking Sensor Architecture(自動車用前方監視センサ・アーキテクチャ)と題する米国特許第5,929,802号に記載されている形式にすることができ、この特許の内容は、この言及により、その全体が本願にも援用されることとする。前方監視センサ14は、アンテナ部(アセンブリ)141、414、送信機422および受信機424双方を有するマイクロ波部(アセンブリ)420、ならびに制御回路434を含む電子装置アセンブリ428から成る。前方監視センサ14は、レーダ技術を利用し、車両上に搭載して、前方監視センサ14の視野内にある1つ以上の物体即ちターゲットを検出するのに適している。この用途では、ターゲットは、その他の車、木々、標識、歩行者等を含む。
【0017】
速度測定システム16およびヨー・レート測定システム18からの制御信号、ならびに前方監視センサ14が受信した反射RF信号に応答して、センサ14は、その視野内にある各ターゲットを特徴付ける1つ以上の出力信号を発生する。これらの出力信号は、センサ14の視野内にある各ターゲットの距離、各ターゲットに伴う距離レート、即ち、速度、および車両10に対する各ターゲットに伴う方位、即ち、角度に関係する。
【0018】
アンテナ・アセンブリ414は、2つのアンテナ、RF信号を受信する受信アンテナ416およびRF信号を送信する送信アンテナ418を含む。前方監視センサ14は、バイスタティック・レーダ・センサとして特徴付けることもできる。何故なら、これは別個の送信アンテナおよび受信アンテナを含むからである。アンテナ416、418はマルチローブ式(multi−lobed)であり、同じ方向に照準を合わせるように、並列に制御される。それぞれのアンテナ416、418の角度を選択するには、多重位置送信および受信アンテナ・スイッチを含む様々の相応しい回路がある。
【0019】
受信アンテナ416からの出力信号は、マイクロ波受信機424に結合され、ここで1つ以上の局部発振信号の周波数は、送信信号周波数から固定量だけオフセットされる(ずれが生じる)。受信機424の出力信号424は、ターゲット周波数に対して、それよりも高いかあるいは低いオフセット周波数を有する。
【0020】
受信機424は、アナログ−ディジタル(A/D)変換器を含み、受信機からの最高周波数よりも少なくとも2倍のレートで、受信RF信号を増幅した信号をサンプリングする。これらの信号サンプルは、FFTによって処理され、種々の周波数範囲内における信号の内容を判断する。FFT出力は、ディジタル信号プロセッサ20へのデータとして適している。ディジタル信号プロセッサ20が受信RF信号を処理し、ターゲットの距離、距離レートおよび方位を示す前述の出力信号を車両10に供給する方法は、2000年6月4日に発行された、「Radar System and Method of Operating Same」(レーダ・システムおよびその動作方法)と題する米国特許第6,011,507号に記載されている。その内容は、この言及により、その全体が本願にも援用されることとする。
【0021】
一実施形態では、前方監視センサ14は、7つのアンテナ・ビームを有するアンテナ・アセンブリを含む。多数のアンテナ・ビームを使用することによって、前方監視センサ14から約120メートルないし150メートルの範囲の距離にある多数の物体を精度高く解明することが可能となる。
【0022】
再度図1を参照すると、速度測定システム16は、通例では、自車両10の速度を示す信号をディジタル・インターフェース・ユニット22に供給する速度計から成る。好ましくは、ヨー・レート測定システム18は、ジャイロコンパスまたは同様の角度レート・センサから成り、自車両10のヨー・レートを示す信号をディジタル・インターフェース・ユニット22に供給する。ディジタル・インターフェース・ユニット22は、前方監視センサ14、速度測定システム16、ヨー・レート測定システム18、ディジタル信号プロセッサ20、適応的巡航制御システム24、および衝突回避システム26間で、データおよび制御信号を結合する。
【0023】
信号処理システム20は、好ましくは、プログラマブル・ディジタル信号プロセッサであり、前方監視センサ14およびディジタル・インターフェース・ユニット22から受け取った信号に応答し、以下の節で詳細に説明するプロセスを実行する。これらのプロセスの結果、データがディジタル・インターフェース・ユニット22を通じて結合され、例えば、適応的巡航制御システム24および衝突回避システム26に適用される。これらのデータは、自車両10の予測経路内にある1つ以上の物体に関係する。
【0024】
次に図3を参照すると、ここに示す概略フロー図は、図1の信号処理システム20が自車両10の予測経路内においてターゲット検出を実施する際に用いる技法を示す。このフロー図は、無限ループから成り、前方監視センサ14として用いるレーダ・システムを更新する毎に1回実行する。本発明に意図した使用法では、このような更新は、50ないし100ミリ秒毎に1回行われる、即ち、図3のループを毎秒10ないし20サイクル実行すると推定される。
【0025】
プロセス・ステップ30において、信号処理システム20はデータ入力を収集する。前方監視センサ14から、自車両10に対する距離、角度、速度および加速度に関係するデータを、追跡対象の各ターゲット毎に受け取る。この情報から、システム20はデータを距離、角度、速度よび加速度に変換する。角度および距離を用いて横方向速度を計算する。このプロセス・ステップにおいて、システム20は、それぞれ、速度測定システム16およびヨー・レート測定システム18からの車両10の速度およびヨー・レートも入力する。
【0026】
図3のプロセスは、プロセス・ステップ32に進み、ここで自車両の速度およびヨー・レートに基づいて、自車両10の経路を推定する。自車両の経路推定は、2状態カルマン・フィルタの適用によって算出され、曲率パラメータを追跡し、自位置ベクトルを射程(レンジ:距離範囲)内で前方に拡張(拡大)する。このプロセスの詳細については、後に図4に関してより詳細に説明する。
【0027】
図3のプロセスは、プロセス・ステップ34に進み、ここで、ターゲット毎に、自車両速度およびヨー・レートに基づいて位置履歴を拡張し、ターゲット位置を長手(縦)方向および横方向位置状態ベクトルによって前方に拡張する。このプロセスの詳細については、後に図5に関してより詳細に説明する。
【0028】
図3の処理は、プロセス・ステップ36に進み、ここで、自車両曲率レート・データに曲線あてはめ(curve fit)を適用し、ターゲット毎に、ターゲット履歴データならびに長手方向および横方向の位置および速度推定値から前方に拡張したデータを用いて、曲線を生成する。このプロセスの詳細については、後に図6に関してより詳細に説明する。
【0029】
図3のプロセスは、プロセス・ステップ38に進み、ここで、自経路およびターゲット経路を相関付け、重み付けターゲット経路を融合することにより、予測経路を生成する。このプロセスの詳細については、後に図7に関してより詳細に説明する。
【0030】
図3のプロセスは、プロセス・ステップ40に進み、ここで、ターゲット交差距離(cross range)を自車両10の予測経路と比較し、ターゲットを自車線内または自車線外として分類する。このプロセスの詳細については、後に図14に関してより詳細に説明する。
【0031】
プロセス・ステップ40の完了後、前方監視センサ14として用いたレーダ・システムの更新を行い、信号処理システムは、更新したターゲット・データを用いて、プロセス・ステップ30に進む。
【0032】
次に図4を参照すると、図3のステップ32のプロセスの詳細なフロー図が示されている。このステップでは、自車両10の速度およびヨー・レートに基づいて、自車両10の経路を推定する。自車両経路推定は、二状態カルマン・フィルタの適用によって算出し、曲率パラメータを追跡し、自位置ベクトルを射程内で前方に拡張する。曲率状態ベクトルは、曲率レート(゜/メートル)および曲率レート変化(゜/メートル2)から成る。カルマン・フィルタは、更新毎に、測定の分散に応じた重み付けによって、曲率レートの平均を取る。これによって、ノイズの極値、例えば、高速道路の隆起によって生じたヨー・レートのスパイクを除去する。曲率レートの測定値を生成するには、ヨー・レートを車速で除算する。曲率状態ベクトルのフィルタ処理を行った後、状態遷移マトリクスによって前方に拡張し、円弧に沿って固定長の刻み(ステップ)で自車両の中心から前方に拡張する。本例では、刻みの長さは10メートルである。
【0033】
ステップ32のプロセスは、判断ステップ50にて開始し、ここで、現更新が最初の更新か否か問い合わせる。そうである場合、制御はステップ52に移り、カルマン・フィルタを初期化し、制御はステップ70に移る。最初の更新ではない場合、制御はステップ54に移り、自車両が走行した距離を推定する。最後の推定からの経過時間を計算し、この経過時間を自車両の速度と共に用いて、走行距離を計算する。続くステップ、ステップ56では、走行距離を用いて、状態遷移マトリクスおよび状態共分散ドリフト・マトリクスを規定する。ステップ58において、状態遷移マトリクスおよび状態共分散ドリフト・マトリクスを用いて、状態ベクトルおよび状態ベクトル共分散を予測する。次に、状態ベクトルを用いて測定値を予測する。ステップ60において、ヨー・レート、速度および分散を用いて、曲率レート測定値および測定分散を計算する。
【0034】
判断ステップ62において、測定予測ウインドウ(領域幅)を決定しなければならない。このウインドウは、測定値を受け入れる両側境界を規定する。この例では、測定値は状態ベクトルにおける最初の要素と同じ量とし、閾値境界は、当該状態要素変動と測定ノイズ推定値の和の平方根の3倍とする。測定と予測測定値との差を閾値と比較することにより、測定値の更新を行うか否かの判定を行う。
【0035】
更新を実行する場合、制御はプロセス・ステップ68に移り、カルマン利得を計算し、状態ベクトルおよび共分散を更新する。更新を実行しない場合、制御は判断ステップ64に移り、最後の有効な更新からの経過時間を検査する。ある最大時間を超過していた場合、プロセス・ステップ52においてカルマン・フィルタを初期化し直し、制御はプロセス・ステップ70に移る。最大時間を超過していない場合、制御はプロセス・ステップ66に移り、ここで状態ベクトルおよび共分散を予測値として採用する。次いで、制御はプロセス・ステップ70に移り、現曲率レートおよび曲率レート変化を、曲線経路に沿って固定の刻みサイズで拡張する。
【0036】
プロセス・ステップ72において、デカルト座標系を用いて、拡張位置毎のx座標およびy座標を判定する。ここで、xは自車両10の右側が正であり、yは自車両10の前方の直線である。プロセス・ステップ72の終了時に、制御は図3のプロセス・ステップ34に移る。
【0037】
次に、図5を参照すると、図3のステップ34のプロセスの詳細なフロー図が示されており、ターゲット毎に、自車両の速度およびヨー・レートに基づいて位置履歴を拡張し、ターゲット位置を長手方向および横方向位置状態ベクトルによって前方に拡張する。
【0038】
最初のプロセス・ステップ80において、ヨー・レート、速度および最後の更新以来の経過時間から、自車両10の長手方向および横方向ヘッディング・ベクトルを算出する。プロセス・ステップ82において、最初のターゲットに対し、自車両10の更新したヘッディング・ベクトルに応じてターゲット位置履歴点を拡張し、回転させる。ステップ84において、ターゲット位置履歴の内、自車両の後ろ側となった点、即ち、x座標が負の点を全て履歴から削除する。
【0039】
判断ステップ86において、ターゲットが直線道路上にあり、車線変更を実行せず、許容可能な距離(レンジ)以内にあるか否か、プロセスは問い合わせを行う。これらの条件の内いずれかが偽である場合、制御は判断ステップ90に移る。これらの条件全てが真である場合、制御はプロセス・ステップ88に移り、ここで、長手(縦)方向および横方向ターゲット位置状態ベクトルおよび状態遷移マトリクスによって、ターゲット位置を前方に拡張する。次に、制御は判断ステップ90に移り、全てのターゲットに対してステップ82ないし88の拡張更新を行ったか否か問い合わせを行う。行っていない場合、制御はステップ82に戻り、次のターゲットを処理する。全てのターゲットをそのように拡張し終えた場合、制御は判断ステップ90から図3のプロセス・ステップ36に移行する。
【0040】
次に、図6を参照すると、図3のステップ36のプロセスの詳細なフロー図が示されている。このプロセスでは、曲線あてはめを自車両曲率レート・データに適用し、ターゲット毎に、ターゲット履歴データ、ならびに長手方向および横方向の位置および速度推定値から前方に拡張したデータを用いて、曲線を生成する。曲線は、双方とも次の形態の二次多項式である。
【0041】
【数3】
x=c0+c1・y+c2・y2
ここで、xは横方向、yは長手方向であり、c0、c1およびc2は、0次、一次、および二次多項式係数であり、それぞれ、クロスレンジ(交差距離)次元(cross range dimension)において曲線の形状を指定する。
【0042】
最初のステップは、プロセス・ステップ100であり、固定の長手方向ベクトルを生成する。次いで、プロセス・ステップ102において、二次多項式曲線あてはめを次車両予測位置ベクトルに適用する。交差距離多項式係数(c0、c1およびc2)を生成し、固定長手方向ベクトルに対して評価する。
【0043】
判断ステップ104において、十分な数のターゲット位置点を読み取ったか否か問い合わせを行う。本例では、毎秒10ないし20回のレーダ更新という前述のレーダ走査レートで、2秒周期で10ないし20のターゲット位置点が得られる。これは、満足のいく曲線当てはめには十分と思われる。未だ十分な数のターゲット位置点を読み取っていない場合、制御は判断ステップ108に移る。十分な数を読み取った場合、制御はプロセス・ステップ106に移り、ターゲット位置履歴/予測ベクトルに二次多項式曲線あてはめを適用する。交差距離多項式係数(c0、c1およびc2)を生成し、固定長手方向ベクトルに対して評価する。
【0044】
次に、制御は判断ステップ108に移り、全てのターゲットを検査し終えたか否か問い合わせを行う。未だであれば、制御は判断ステップ104に戻り、次のターゲットを処理する。全てのターゲットを検査し終えた場合、制御は判断ステップ108から図3のプロセス・ステップ38に移る。
【0045】
次に図7を参照すると、図3のステップ38のプロセスの詳細なフロー図が示されている。プロセス・ステップ38では、自経路およびターゲット経路の相関付けを行うことにより、予測経路を生成する。
【0046】
最初のステップは、判断ステップ110であり、代替経路推測が存在するか否か問い合わせを行う。代替経路推測については、図10に関する本文において説明する。代替経路推測が存在する場合、プロセス・ステップ112において、直前の更新から判断距離を更新する。プロセス・ステップ112の詳細については、図8に関する後の論述において、詳細に説明する。ステップ112に続いて、制御はプロセス・ステップ114に移る。代替推測が存在しない場合、プロセス・ステップ114では、検査(分析)を行い、自車両が車線変更を実行中か否か判定を行う。プロセス・ステップ114の詳細については、図9に関する後の論述において、更に完全に説明する。
【0047】
次に、制御はプロセス・ステップ116に移り、自経路およびターゲット経路の相関付けを行う。プロセス・ステップ116の詳細については、図10aないし図10cに関する後の論述において、更に完全に説明する。ステップ116に続いて、プロセス・ステップ118において、自車両10からターゲットの距離に基づいて、デフォルトの融合重み(fusion weight)を生成する。プロセス・ステップ118の詳細については、図11に関する後の論述において、詳細に説明する。
【0048】
ステップ118に続いて、判断ステップ120において、自車両10の車線変更が検出されたか否か問い合わせを行う。検出されていない場合、プロセス・ステップ122において、経路判断ツリーを実行する。経路判断ツリーについては、図12aないし図12cに関する後の論述において、十分説明する。次に、制御はステップ124に移り、ターゲット経路を融合し、予測経路データを生成する。判断ステップ120において、車線変更が検出されたと判断した場合、制御はステップ124に移り、ターゲット経路を融合し予測経路データを生成する。プロセス・ステップ124の詳細については、図13に関する後の論述において、十分説明する。プロセス・ステップ124の終了時に、制御は図3のプロセス・ステップ40に移る。
【0049】
次に図8を参照すると、図7のステップ112のプロセスの詳細なフロー図が示されている。最初のステップは、判断ステップ130であり、ここで一般代替推測が存在するか否か問い合わせを行う。存在する場合、制御は判断ステップ132に移り、ターゲットがこの推測を承認(是認)するか否か問い合わせを行う。承認する場合、プロセス・ステップ134において、ターゲットの道路速度および加速度によって判断距離を更新し、制御は判断ステップ138に移る。判断ステップ132からの結果、ターゲットはその推測を承認しない場合、制御はプロセス・ステップ136に移り、自車両10の道路速度および加速度によって判断距離を更新し、制御は判断ステップ138に移る。判断ステップ130からの結果、一般代替推測は存在しない場合、制御は判断ステップ138に移る。
【0050】
判断ステップ138では、主代替推測が存在するか否か問い合わせを行う。車線内において自車両に対して最も接近したターゲットを主ターゲットとして規定する。主代替推測が存在する場合、制御は判断ステップ140に移り、この推測を承認(是認)するターゲットがあるか否か問い合わせを行う。ある場合、プロセス・ステップ142において、このターゲットの道路速度および加速度によって判断距離を更新し、制御は図7のプロセス・ステップ114に移る。判断ステップ140からの結果、推測を承認するターゲットがない場合、制御はプロセス・ステップ144に移り、自車両10の道路速度および加速度によって判断距離を更新し、制御は図7のプロセス・ステップ114に移る。判断ステップ138の結果、主代替推測が存在しない場合、制御は図7のプロセス・ステップ114に移る。
【0051】
次に図9を参照すると、図7のステップ114のプロセスの詳細なフロー図が示されている。これは、自車両10による車線変更を検査するルーチンである。車線変更の第1の指標は、ゼロ以外のヘッディング(進行方向)角度である。ヘッディングがゼロでない場合、予測経路からの逸脱、即ち、等価的に、予測曲率レートを示す。このルーチンは、ヘッディング角度の変化によって、ターゲットを回転し相関付けなければならない。自車両10が車線変更を行うとき、全てのターゲットはヘッディングの変更によって回転する。ターゲットが逆回転した場合、回転位置をその以前の位置に相関付けなければならない。これを実施するには、ターゲット経路の一次多項式係数c1を積分したヨー・レート、即ち、自車両のヘッディングに、道路形状には関係なく、比較する。
【0052】
最初のステップは、プロセス・ステップ150であり、ここで、フィルタ処理されていない自車両10のヨー・レート測定値を、直前の更新経路ヘッディング係数に自車両10の速度の2倍を乗算した値と比較する。次に、判断ステップ152において、この値が所定の閾値を超過するか否か問い合わせを行う。答えが否定の場合、制御はプロセス・ステップ154に移り、自車両10が車線を変更していないことを知らせる。
【0053】
ステップ150において比較した値が、判断ステップ152において閾値を超過する場合、制御はプロセス・ステップ156に移り、自車両10の積分したヨー・レートを各ターゲット・ヘッディング係数と比較し、これが等しくて反対方向(逆向き)であるか否か判定を行う。判断ステップ158において、ターゲットの大多数が自車両10と反対の方向に移動していない場合、自車両10は車線を変更しておらず、制御はステップ154に移る。判断ステップ158における答えが肯定の場合、制御は判断ステップ160に移り、連続的なレーダ更新においてこのような逆向き運動が2回連続して検出されたか否か問い合わせを行う。この例では、自車両10による車線変更を承認するには、大多数のターゲットが自車両10とは逆方向に移動していることを、2回連続して検出する必要がある。判断ステップ160における答えが否定である場合、承認条件を未だ満たしておらず、制御はプロセス・ステップ154に移る。判断ステップ160における答えが肯定である場合、承認条件が満たされ、制御はプロセス・ステップ162に移り、自車両10が車線変更を実行中であることを知らせる。ステップ154またはステップ162のいずれかに続いて、制御は図7のプロセス・ステップ116に移る。
【0054】
次に図10aないし図10cを参照すると、これらは、実際には1つのフロー図を3枚の図に分解して読みやすくしたのであり、これを纏めて図10と呼ぶことにする。ここには、図7のステップ116のプロセスの詳細なフロー図が示されている。このルーチンは、ターゲット経路を自車両経路に相関付ける。その際、ターゲットに対する経路一致クロスレンジ(交差距離)と自車両10のヨー・レートとの間の差の分散を検査する。射程(距離範囲)内で最も遠いターゲットのことを「パック・リーダ」と呼ぶ。このパック・リーダから開始して、このターゲットが自車両経路から逸脱している場合、システムは同時検出(同一位置:co−located)ターゲットを探す。本例では、同時検出ターゲットとは、2.5メートル以内にある移動ターゲットと定義する(典型的な高速道路の速度である毎秒25メートル、および毎秒10回のレーダ更新レートに基づく)。同時検出ターゲットも自車両経路から逸脱しており、ターゲット経路に相関がある場合、プログラムは道路逸脱と想定する。これによって、経路融合における重みを増加させ、逸脱に合わせるようにする。隣接するターゲットがない場合、道路の曲率変化があると想定し、代替経路推測を設定する。実際の経路はターゲットに追従する。代替経路はターゲットを無視する。射程内で次に近いターゲットは、経路変更を検証または無効にする。ターゲット速度およびターゲット距離微分差(differential difference)によって計算するときに、次のターゲットが先頭のターゲットに追従せず、代わりに代替経路に追従する場合、プログラムはこの代替経路を選択し、先頭のターゲットは車線変更を行っているか、あるいは高速道路から出ようとしていると想定する。
【0055】
最初のステップは、プロセス・ステップ170であり、自車両予測経路交差距離(クロスレンジ)曲線あてはめを、ターゲット経路交差距離曲線あてはめから0次多項式係数c0を減じた値から減算することによって形成されるベクトルの分散を計算する。次に、判断ステップ172では、ステップ170からの分散が、ターゲット距離に基づく閾値よりも大きいか否か問い合わせを行う。大きい場合、判断ステップ174において、連続するレーダ更新において、2回連続して経路変更が検出されたか否か問い合わせを行う。検出された場合、プロセス・ステップ178において、ターゲットが経路変更を行ったことのマークを付け、制御は判断ステップ180に移る。検出されない場合、プロセス・ステップ176において、ターゲットが経路変更を行っていないことのマークを付け、制御は判断ステップ180に移る。判断ステップ172からの結果、ステップ170からの分散が、ターゲット距離に基づく閾値以下である場合、プロセス・ステップ176において、ターゲット経路に経路変更がなかったことのマークを付け、制御は判断ステップ180に移る。
【0056】
判断ステップ180では、ターゲットの後ろに別の車両があるか否か問い合わせを行う。ない場合、制御は判断ステップ192に移る。後続車両がある場合、プロセス・ステップ182において、ターゲットおよび後続ターゲットの経路交差距離曲線あてはめからそれらの0次多項式係数c0を減算することによって形成されたベクトルの分散を計算する。次に、判断ステップ184において、ステップ182からの分散が距離に基づく閾値よりも大きいか否か問い合わせを行う。大きい場合、判断ステップ186において、連続するレーダ更新において、このような検出が2回あったか否か問い合わせを行う。あった場合、プロセス・ステップ190において、ターゲットが先頭―後続経路変更(lead−lag path change)を行ったことのマークを付け、制御は判断ステップ192に移る。なかった場合、プロセス・ステップ188において、ターゲットが先頭―後続経路変更を行っていないことのマークを付け、制御は判断ステップ192に移る。判断ステップ184からの結果、ステップ182からの分散が距離に基づく閾値以下である場合、プロセス・ステップ188において、ターゲットが先頭―後続経路変更を行っていないことのマークを付け、制御は判断ステップ192に移る。
【0057】
判断ステップ192では、ターゲットに対して別の同時検出車両があるか否か問い合わせを行う。ない場合、制御は判断ステップ204に移る。同時検出車両がある場合、プロセス・ステップ194において、ターゲットおよび特定ターゲット経路交差距離曲線あてはめからそれぞれの0次多項式係数c0を減算することによって形成されたベクトルの分散を計算する。次に、判断ステップ196では、ステップ194からの分散が距離に基づく閾値よりも大きいか否か問い合わせを行う。大きい場合、判断ステップ198では、連続するレーダ更新において、このような検出が2回あったか否か問い合わせを行う。あった場合、ステップ202において、ターゲットが局部経路変更を行ったことのマークを付け、制御は判断ステップ204に移る。大きくない場合、プロセス・ステップ200において、ターゲットが局部経路変更をしなかったことのマークを付け、制御は判断ステップ204に移る。判断ステップ196からの結果、ステップ194からの分散が距離に基づく閾値以下である場合、プロセス・ステップ200は、ターゲットが局部経路変更をしなかったことのマークを付け、制御は判断ステップ204に移る。
【0058】
判断ステップ204では、ターゲットが代替推測を是認するか否かについて問い合わせを行う。是認しない場合、制御は判断ステップ224に移る。ターゲットが代替推測を是認する場合、プロセス・ステップ206において、ターゲットおよび代替推測ターゲット経路交差距離曲線あてはめからそれぞれの0次多項式係数c0を減算して形成されたベクトルの分散を計算する。
【0059】
次に、判断ステップ208では、ステップ206からの分散が、距離に基づく閾値よりも大きいか否か問い合わせを行う。大きい場合、判断ステップ210において、連続するレーダ更新においてこのような検出が2回あったか否か問い合わせを行う。あった場合、判断ステップ218において、是認した推測が主推測であるか否か問い合わせを行う。そうである場合、プロセス・ステップ220において、ターゲットの主代替経路変更を検出したことのマークを付ける。次いで、制御は判断ステップ224に移る。
【0060】
判断ステップ218において、是認した推測が主推測ではないことがわかった場合、プロセス・ステップ222において、ターゲットの一般代替経路変更が検出されたことのマークを付ける。次いで、制御は判断ステップ224に移る。判断ステップ210において、2回連続して経路変更が検出されなかったことがわかった場合、制御は判断ステップ212に移る。
【0061】
判断ステップ208において、ステップ206からの分散が距離に基づく閾値以下であることがわかった場合、制御は判断ステップ212に移る。判断ステップ212では、是認した推測が主推測か否か問い合わせを行う。そうである場合、プロセス・ステップ214において、ターゲットの主代替経路変更が検出されなかったことのマークを付ける。次に、制御は判断ステップ224に移る。判断ステップ212において、是認した推測が主推測でないことがわかっった場合、プロセス・ステップ216は、ターゲットの一般代替経路変更が検出されなかったことのマークを付ける。次いで、制御は判断ステップ224に移る。
【0062】
判断ステップ224では、検査すべきターゲットが未だ残っているか否か問い合わせを行う。残っている場合、制御はこのルーチンの先頭のステップ170に戻る。ターゲットがもはや残っていない場合、制御は図7のステップ118に戻る。
【0063】
次に図11を参照すると、図7のステップ118のプロセスの詳細なフロー図が示されている。このステップでは、自車両10からターゲットの距離に基づいて、デフォルトとして融合重みを生成する。重みは、図12aないし図12cに関して説明する後続の処理において調節する。この例では、デフォルトの重みには、自車両10とターゲットの現在位置との間の距離に対して、1の値、およびターゲットを越えてレーダ・システム14の距離範囲終端まで単調に減少する値を割り当てる。したがって、重みを融合した場合、最も遠いターゲットが最も大きな影響を及ぼすことがわかるであろう。
【0064】
最初のステップは、判断ステップ230であり、主代替推測が受け入れられたか否か問い合わせを行う。受け入れられた場合、ステップ232において、一般代替推測をクリアし、制御はプロセス・ステップ234に移る。主代替推測が受け入れられなかった場合、制御は直接ステップ234に移る。
【0065】
プロセス・ステップ234において、前述の距離に基づくデフォルトの重みを適用する。これに続いて、判断ステップ236において、受け入れられたかまたは拒絶された代替経路推測があったかについて問い合わせを行う。なかった場合、制御は図7の判断ステップ120に戻る。受け入れられたかまたは拒絶された代替経路推測があった場合、ステップ238において、融合重みを調節する。推測のために拒絶されたターゲットがあった場合、その重みを0に設定する。ステップ238に続いて、制御は図7の判断ステップ120に戻る。
【0066】
次に図12aないし図12cを参照すると、これらは、実際には、1つのフロー図を3枚の図に分解して読みやすくしたものであり、これを纏めて図12と呼ぶことにする。ここには、図7のステップ122のプロセスの詳細なフロー図が示されている。このルーチンは、経路予測に対する判断ツリーである。相関分析の出力が、融合重みを制御する一連の判断を通過する。同様に、代替推測を設定し、維持し、解明する。
【0067】
このルーチンは、プロセス・ステップ240から開始し、ここで、射程内で最も遠いターゲットを特定する。このターゲットをパック・リーダとも呼ぶ。次に、判断ステップ242では、パック・リーダの経路が変化しているか否か問い合わせを行う。変化していない場合、制御はプロセス・ステップ250に移る。変化している場合、判断ステップ244において、同時検出ターゲットが存在するか否か問い合わせを行う。存在しない場合、プロセス・ステップ252において、パック・リーダに追従しない代替推測を設定し、制御はプロセス・ステップ250に移る。
【0068】
判断ステップ244において、同時検出ターゲットが存在すると判定した場合、制御は判断ステップ246に移る。判断ステップ246では、同時検出ターゲットの経路が変化しているか否か問い合わせを行う。変化していない場合、プロセス・ステップ254において、同時検出ターゲットに追従し、パック・リーダに追従する代替推測を設定し、制御は継続ステップ258に移る。判断ステップ246において、同時検出ターゲットの経路が変化していると判定した場合、制御は判断ステップ248に移り、同時検出ターゲット経路の変化が、パック・リーダの経路変更と相関付けられているか否か問い合わせを行う。相関付けられている場合、制御はプロセス・ステップ250に移る。判断ステップ248において、2つの経路が相関付けられていないと判定した場合、プロセス・ステップ256では、同時検出ターゲットに追従する代替推測を設定し、制御はプロセス・ステップ250に移る。
【0069】
プロセス・ステップ250は、引き続きパック・リーダに追従するようにルーチンに命令し、制御は次のステップ、即ち、継続ステップ258から判断ステップ260に移る。
【0070】
判断ステップ260では、射程内に別のターゲットが未だあるか否か問い合わせを行う。ない場合、判断ステップ262では、自車両10が代替推測を是認するか否か問い合わせを行う。是認しない場合、制御は継続ステップ290に移る。自車両10が代替推測を是認する場合、判断ステップ280において、判断距離に達したか否か問い合わせを行う。達した場合、判断ステップ284において、自車両10が代替ターゲット経路に相関付けられているか否か問い合わせを行う。相関付けられていない場合、プロセス・ステップ288において、判断カウントを減少させ、制御は継続ステップ290に移る。判断ステップ284において、自車両10が代替ターゲット経路に相関付けられていると判定した場合、プロセス・ステップ286は判断カウントを増加させ、制御は継続ステップ290に移る。
【0071】
判断ステップ280において、判断距離に未だ達していないと判定した場合、判断ステップ282において、自車両10が代替ターゲット経路に相関付けられているか否か問い合わせを行う。相関付けられていない場合、制御は継続ステップ290に移る。判断ステップ282において、自車両10が代替ターゲット経路に相関付けられていると判定した場合、プロセス・ステップ286において、判断カウントを増加させ、制御は継続ステップ290に移る。
【0072】
判断ステップ260において、少なくとも1つ以上のターゲットが射程内にあると判定した場合、判断ステップ264において、次のターゲットが代替推測を是認したか否か問い合わせを行う。是認した場合、判断ステップ266において、判断距離に達したか否か問い合わせを行う。達した場合、判断ステップ270において、ターゲットの経路が変化しているか否か問い合わせを行う。変化していない場合、プロセス・ステップ274において、判断カウントを減少させ、制御は継続ステップ278に移る。判断ステップ270において、ターゲットの経路が変化していると判定した場合、判断ステップ272において、ターゲットが代替ターゲット経路に相関付けられているか否か問い合わせを行う。相関付けられている場合、プロセス・ステップ276において、判断カウントを増加させ、制御は継続ステップ278に移る。判断ステップ272において、ターゲットが代替ターゲット経路に相関付けられていないと判定した場合、制御は継続ステップ278に移る。
【0073】
判断ステップ266において、判断距離に未だ達していないと判定した場合、判断ステップ268において、ターゲットの経路が変化しているか否か問い合わせを行う。変化していない場合、制御は継続ステップ278に移る。判断ステップ282において、ターゲットの経路が変化していると判定した場合、プロセス・ステップ276において、判断カウントを増加させ、制御は継続ステップ278に移る。
【0074】
判断ステップ264において、次のターゲットが代替推測を是認しない場合、判断ステップ292において、ターゲットの経路が変化しているか否か問い合わせを行う。変化していない場合、制御は継続ステップ296に移る。判断ステップ292において、ターゲットの経路が変化していると判定した場合、判断ステップ294において、ターゲット経路の変化が先頭のターゲットの経路に相関付けられているか否か問い合わせを行う。相関付けられている場合、制御は継続ステップ296に移る。判断ステップ294において、ターゲットの経路が先頭のターゲットの経路に相関付けられていないと判定した場合、判断ステップ298では、同時検出ターゲットが存在するか否か問い合わせを行う。存在しない場合、判断ステップ302において、ターゲットが主ターゲットか否か、即ち、自車両10に最も接近したターゲットか否か問い合わせを行う。そうである場合、プロセス・ステップ310において、主ターゲットに追従するように主代替推測を設定し、制御は継続ステップ296に移る。
【0075】
判断ステップ302において、ターゲットが主ターゲットではないと判定した場合、判断ステップ304において、更に遠いターゲットに対して代替推測が存在するか否か問い合わせを行う。存在しない場合、プロセス・ステップ306において、ターゲットに追従する代替推測を設定し、制御は継続ステップ296に移る。判断ステップ304において、更に遠いターゲットに対して代替推測が存在すると判定した場合、プロセス・ステップ308は、既存の代替推測を用いて続行し、制御は継続ステップ296に移る。
【0076】
判断ステップ298において、同時検出ターゲットが存在すると判定した場合、判断ステップ300において、同時検出ターゲットの経路が変化しているか否か問い合わせを行う。同時検出ターゲットの経路が変化していない場合、制御は判断ステップ302に移る。判断ステップ300において、同時検出ターゲットの経路が変化していると判定した場合、判断ステップ312において、同時検出ターゲットの経路変化が、ターゲットの経路変更に相関付けられているか否か問い合わせを行う。同時検出ターゲットの経路変更がターゲットの経路変更に相関付けられていない場合、判断ステップ314において、ターゲットまたは同時検出ターゲットのいずれかが主ターゲットであるか否か判定を行う。ターゲットまたは同時検出ターゲットのいずれかが主ターゲットであると判断した場合、プロセス・ステップ316において、主ターゲットでない方の融合重みを減少させ、制御はプロセス・ステップ210に移る。判断ステップ314において、ターゲットおよび同時検出ターゲットのいずれもが主ターゲットではないと判定した場合、プロセス・ステップ332において、両ターゲットの融合重みを減少させ、制御は継続ステップ296に移る。
【0077】
判断ステップ312において、同時検出ターゲットの経路変更が、ターゲットの経路変更に相関付けられていない場合、判断ステップ318において、ターゲットまたは同時検出ターゲットのいずれかが主ターゲットか否か問い合わせを行う。ターゲットまたは同時検出ターゲットのいずれかが主ターゲットであると判断した場合、プロセス・ステップ320において、ターゲットおよび同時検出ターゲットに追従するように主代替推測を設定し、制御は継続ステップ296に移る。判断ステップ318において、ターゲットおよび同時検出ターゲットのいずれもが主ターゲットではないと判定した場合、判断ステップ324において、更に遠い距離のターゲットに対して代替推測が存在するか否か問い合わせを行う。代替推測が存在しない場合、プロセス・ステップ326において、ターゲットおよび同時検出ターゲットに追従する代替推測を設定し、制御は継続ステップ296に移る。判断ステップ324において、更に遠い距離のターゲットに対して代替推測が存在すると判定した場合、制御はプロセス・ステップ308に移り、既存の代替推測を用いて続行し、次いで制御は継続ステップ296に移る。
【0078】
継続ステップ296から、制御は判断ステップ260に戻る。継続ステップ278および290から、制御は判断ステップ328に移る。判断ステップ328では、減少(デクリメント)カウント限度を超過したか否か問い合わせを行う。超過した場合、プロセス・ステップ330において代替推測を拒絶し、制御は継続ステップ338に移る。判断ステップ328において、減少カウント限度を超過していないと判定した場合、判断ステップ332において、増加(インクリメント)カウント限度に達したか否か問い合わせを行う。達した場合、プロセス・ステップ334において代替推測を受け入れ、制御は継続ステップ338に移る。判断ステップ332において、増加カウント限度に達していない場合、判断ステップ336において、最大時間経過判断範囲を超過したか否か問い合わせを行う。超過した場合、制御はプロセス・ステップ334に移り、超過していない場合、制御は継続ステップ338に移る。継続ステップ338から、制御は図7の判断ステップ124に戻る。
【0079】
次に図13を参照すると、図7のステップ124の処理の詳細なフロー図が示されており、ここでは、調節した重みを用いてターゲット経路を融合し、予測経路データを生成する。融合とは、多項式曲線あてはめデータから投影したターゲット経路の加重平均のことである。融合に先だって、交差距離成分をターゲット経路から除去する。ターゲットが1つのみで、推測検査の際に既に拒絶されている場合、自経路データを用いる。
【0080】
最初のステップは、判断ステップ340であり、受け入れられた代替推測があるか否か問い合わせを行う。受け入れられた代替推測がある場合、制御はプロセス・ステップ346に移り、推測の解明に基づいて融合重みを調節する。次いで、制御はプロセス・ステップ352に移る。ステップ352では、ターゲット経路の加重平均を計算し、多項式の係数を抽出する。次いで、制御は図3のプロセス・ステップ40に戻る。
【0081】
判断ステップ340において、受け入れられた代替推測がないと判定した場合、処理は判断ステップ342に進み、拒絶された代替推測があるか否か問い合わせを行う。拒絶された代替推測がある場合、判断ステップ348において、ターゲットは1つのみか否か問い合わせを行う。ターゲットが1つのみの場合、ステップ350において、プロセスに自車両導出経路を用いるように命令し、制御は再びプロセス・ステップ352に移る。
【0082】
判断ステップ348において、ターゲットが1つよりも多い場合、制御はプロセス・ステップ346に移り、次いでステップ352に移る。
判断ステップ342において、拒絶された代替推測がないと判定した場合、ステップ344において、デフォルトの距離に基づく融合重みを適用し、制御は再びプロセス・ステップ352に移る。
【0083】
次に図14を参照すると、図3のステップ40のプロセスの詳細なフロー図が示されている。このステップでは、ターゲット交差距離位置を、自車両10の予測経路と比較し、ターゲットを、自車両の高速道路車線の車線内または車線外に分類する。この例では、ターゲット位置を、予測経路の高速道路の車線幅の半分以内で比較し、車線内分類を判定する。自車両に最も接近している車線内ターゲットを主ターゲットとして選択する。車線内ターゲットがない場合、主ターゲットはない。
【0084】
最初のプロセス・ステップ360において、所与のターゲットに対して、当該ターゲットの長手方向距離における自車両10の予測経路の交差距離(クロスレンジ)境界を計算する。次に、判断ステップ362において、ターゲット交差距離が高速道路車線幅の境界内か否か問い合わせを行う。ターゲット交差距離が高速道路車線幅の境界内でない場合、プロセス・ステップ364において、このターゲットを、自車両10の車線内にないと識別する。ターゲット交差距離が高速道路車線幅の境界内である場合、プロセス・ステップ366において、このターゲットを、自車両10の車線内にあると識別する。
【0085】
ステップ364および366の双方から、制御は判断ステップ368に移り、チェックすべきターゲットが未だあるか否か問い合わせを行う。そのように識別すべきターゲットが未だある場合、制御はステップ360に戻る。ターゲットがこれ以上ない場合、プロセス・ステップ370において、自車両10から最も近い長手方向距離にある車線内ターゲットを主ターゲットとして選択する。
【0086】
プロセス・ステップ370に続いて、制御は図3のルーチンに戻り、次のレーダ更新に続いて、プロセス・ステップ30に再び入る。
以上、本発明の原理について、特にここに開示した構造および方法に関して例証したが、本発明の実施においては種々の発展も想起されることは認められよう。したがって、本発明の範囲は、ここに開示した特定の構造および方法に限定されることを意図するのではなく、特許請求の範囲を基準に決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明による経路予測システムを有する車両を示す。
【図2】
図2は、図1の前方監視センサとして使用可能な、従来技術のレーダ・システムを示す。
【図3】
図3は、図1に信号処理システムが図1の車両の予測経路においてターゲット検出を実施する際に用いる技法を示す概略フロー図である。
【図4】
図4は、図3の概略フロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図5】
図5は、図3の概略フロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図6】
図7は、図3の概略フロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図7】
図7は、図3の概略フロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図8】
図8は、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図9】
図9は、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図10】
図10aは、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
図10bは、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
図10cは、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図11】
図11は、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図12】
図12aは、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
図12bは、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
図12cは、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図13】
図13は、図7のフロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
【図14】
図14は、図3の概略フロー図の処理ステップを更に詳細に説明するフロー図である。
Claims (20)
- 高速道路の車線上を移動する車両の予測経路において物体を検出するシステムであって、
前記車両前方の視野内にある物体の距離、角度および速度データを提供する前方監視センサと、
前記車両の速度およびヨー・レートを提供する測定システムと、
前記前方監視センサおよび前記測定システムに応答して、前記車両の速度およびヨー・レートに基づいて、当該車両の推定経路を算出し、前記物体の各々に対して推定経路を算出し、前記車両の予測経路からの各物体の横方向距離を判定し、各物体を、前記車両の高速道路車線内または車線外として分類する、処理システムと、
を備えた物体検出システム。 - 請求項1記載の物体検出システムにおいて、前記前方監視センサがレーダ・システムを備えている、物体検出システム。
- 請求項1記載の物体検出システムにおいて、前記ヨー・レート測定システムがジャイロコンパスを備えている、物体検出システム。
- 車両において用いるシステムにおいて、該システムが、前記車両前方の視野内にある物体の距離、角度および速度データを提供する前方監視センサと、前記車両の速度およびヨー・レートを提供する測定システムと、前記前方監視センサおよび前記測定システムに応答する処理システムとを含み、高速道路の車線上を移動しながら、前記車両の予測経路内において物体を検出する方法であって、
a.前記車両の速度およびヨー・レートに基づいて、当該車両の推定経路を算出するステップと、
b.前記物体の各々に対して推定経路を算出するステップと、
c.前記車両の予測経路から各物体の横方向距離を判定するステップと、
d.各物体を、前記車両の高速道路の車線内または車線外として分類するステップと、
を含む方法。 - 請求項4記載の方法において、当該方法を、毎秒10ないし20回繰り返す、方法。
- 車両において用いるシステムにおいて、該システムが、前記車両前方の視野内にある物体の距離、角度および速度データを提供する前方監視レーダ・システムと、前記車両の速度およびヨー・レートを提供する測定システムと、前記前方監視レーダ・システムおよび前記測定システムに応答する処理システムとを含み、高速道路の車線上を移動しながら、前記車両の予測経路内において物体を検出する方法であって、
前記前方監視レーダ・システムおよび前記測定システムからデータ入力を収集し、これらから加速度および横方向速度ターゲット・データを導出するステップと、
前記速度およびヨー・レート・データから、自車両経路推定値を算出するステップと、
前記自車両経路推定値によって、ターゲット位置履歴を拡張するステップと、
縦方向および横方向ターゲット位置状態ベクトルによって、ターゲット位置を前方に拡張するステップと、
自車両およびターゲット位置ベクトルに対して多項式曲線あてはめを算出するステップと、
自車両およびターゲット経路を相関付け、次に前記ターゲット経路を加重平均として融合することによって、前記予測経路を生成するステップと、
ターゲット・クロスレンジ位置を前記予測経路と比較し、前記ターゲットを、前記自車両の高速道路の車線に対して、車線内または車線外として分類するステップと、
前記前方監視レーダ・システムから更新データを受信するステップと、
連続的にステップaないしhを繰り返すステップと、
を含む方法。 - 請求項6記載の方法において、自車両経路推定値を算出するステップは、2状態カルマン・フィルタを適用して曲率パラメータを追跡し、自位置ベクトルを距離範囲内で前方に拡張することを含む、方法。
- 請求項6記載の方法において、ターゲット位置履歴を拡張するステップは、前記自車両の縦方向軸に対する前記ターゲットの以前の位置を算出し、履歴点のベクトルを満たし、縦方向値が0未満に低下した場合、履歴点を欠落させることを含む、方法。
- 請求項6記載の方法において、前記自車両ベクトルに対して多項式曲線あてはめを算出するステップは、二次多項式曲線あてはめをターゲット履歴データおよび自車両曲率レート・データに適用することを含む、方法。
- 請求項6記載の方法において、前記自車両ベクトルに対して多項式曲線あてはめを算出するステップは、ターゲット位置ならびに縦方向および横方向次元の速度推定値から、データを前方に拡張することを含む、方法。
- 請求項6記載の方法において、前記予測経路を生成するステップは、前記自車両による高速道路の車線変化に対する検査を含む、方法。
- 請求項13記載の方法において、前記予測経路を生成するステップは、フィルタ処理していない前記自車両のヨー・レート測定値を、前記自車両の速度の2倍と乗算した以前の更新経路ヘッディング係数と比較することを含む、方法。
- 請求項14記載の方法において、前記自車両による高速道路の車線変更は、
積分したヨー・レートを各ターゲット・ヘッディング係数と比較し、これが等しく逆向きであるか否か調べ、
ターゲットの大多数が前記自車両と逆の方向に移動していることを確認し、
前記逆方向の運動が、前記前方監視レーダ・システムからの連続した2回のデータ更新において発生したことに注目する、
ことによって確認される方法。 - 請求項6記載の方法において、前記予測経路を生成するステップは、デフォルトのターゲット融合重みを算出することを含む、方法。
- 請求項16記載の方法において、前記デフォルト・ターゲット融合重みには、前記自車両と前記ターゲットの現在位置との間の距離に対して1の値を割り当て、前記ターゲットを越えて前記前方監視レーダ・システムの距離範囲終端まで単調に減少する値を割り当てる、方法。
- 請求項6記載の方法において、ターゲット・クロスレンジ位置を前記予測経路と比較するステップは、前記予測経路の高速道路車線幅の半分以内で前記ターゲット位置を比較し、車線内分類を判定することを含む、方法。
- 請求項6記載の方法において、自車両およびターゲット経路を相関付け、次に前記ターゲット経路を加重平均として融合することによって、前記予測経路を生成するステップは、更に、距離範囲内で最も遠いターゲットが前記予測経路から逸脱したときに、代替経路推測を設定するプロセスを含み、前記代替経路推測が、前期予測経路に追従し続ける、方法。
- 請求項12記載の方法において、自車両およびターゲット経路を相関付け、次に前記ターゲット経路を加重平均として融合することによって、前記予測経路を生成するステップが、更に、
受け入れられた代替経路推測の解明に応じて融合重みを調節するか、あるいは、
代替経路推測が拒絶され、1つのターゲットしかない場合、前記自車両導出経路を用いるか、あるいは、
ターゲットが1つよりも多い場合、拒絶された代替経路推測の解明に応じて融合重みを調節するか、あるいは、
代替経路推測がなかった場合、デフォルトの距離に基づいた融合重みを適用し、
前記ターゲット経路の加重平均を計算し、
前記多項式の係数を抽出する、
ことを含む方法。
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