JP2005500537A - 近接物体検出システム - Google Patents

Abstract

近接物体検出（ＮＯＤ）システムは、複数のセンサを含み、各センサが所定のカバレッジ・ゾーンにおいて検出カバレッジを設ける。センサの各々は、第１ＲＦ信号を送信する送信アンテナと、第２ＲＦ信号を受信する受信アンテナと、ＮＯＤシステムにおける複数のセンサ各々の間で情報を共有する手段とを含む。

Description

【０００１】
発明の背景
自動車走行に伴う危険性に鑑み、ドライバの意識を高めることが今日求められている。ドライバの意識を高めることが可能な分野の１つに、車両周囲における物体検出がある。車両が物体（例えば、別の自動車、歩行者および障害物）に接近する際、または物体が車両に接近する際、ドライバは常に物体を検出し、この物体との衝突を回避するために必要な介入処置を取ることができるとは限らない。例えば、車両のドライバは、車両のいわゆる「盲点」では物体を検出できない場合もある。
【０００２】
トラックの状況意識を高めるために、例えば、トラック周囲の物体を検出するセンサ・システムまたは更に簡略化して「センサ」が提案されている。このようなセンサは、光学検出器即ち赤外線（ＩＲ）検出器を含み、車両の経路における障害物を検出するのが通例である。このような用途では、車両の経路において精度高くかつ信頼性高く物体を検出可能なセンサを設けることが必要である。
【０００３】
レーダは、自動車やトラックのような車両に用いるセンサを実現するには相応しい技術である。この目的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する。ＦＭＣＷレーダには、高い感度、比較的低い送信機出力、および高い距離分解能という利点がある。
【０００４】
センサの精度や信頼性に寄与する特性には、ノイズに対する感受性や、受信無線周波数信号（ＲＦ）を処理しセンサの視野内で物体を検出する全体的精密度が含まれる。ノイズに対する感受性については、例えば、物体の距離や位置について偽検出の原因となる可能性があり、更に危険なのは、物体を検出せずに見過ごす虞れもあることである。
【０００５】
センサの更に重要な属性は、その物理的サイズおよび形状係数に関係する。好ましくは、センサは、車両の表面背後に装着可能な比較的小型のエンクロージャ即ちハウジングに収容する。精度および信頼性のためには、送信および受信アンテナならびにセンサの回路が車両の属性（例えば、車両のグリル、バンパ等）の影響を受けず、予測できるように位置合わせしてセンサを車両に装着することが必須である。
【０００６】
したがって、車両周囲において物体を検出可能なセンサ・システムを提供することができれば望ましいであろう。また、異なるサイズの車両周囲に検出ゾーンを設けるように適応可能なシステムを提供することができれば望ましいであろう。更に、遠隔地においてプログラムし直すことができるシステムを提供することができれば望ましいであろう。
発明の概要
本発明によれば、近接物体検出（ＮＯＤ：ｎｅａｒ ｏｂｊｅｃｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）システムは、輸送手段（車両）周囲に配置された複数の無線周波数（ＲＦ）送信受信（ＴＲ）センサ・モジュール（または、単に「センサ」）を含み、車両周囲に１つ以上の検出ゾーンが展開されるようにしている。好適な実施形態では、センサを配置する際、各センサが、実質的に車両を包囲する１つ以上のカバレッジ・ゾーンにおいて、物体を検出するようにしている。複数のセンサの内、第１センサは車両の後部および／または前部バンパに装着することができ、一方第２センサは車両の側面パネルに装着することができる。センサの各々は、センサ・アンテナ・システムを含み、センサ・アンテナ・システムは、ＲＦ信号を放出即ち送信する送信アンテナと、送信ＲＦ信号の内、送信アンテナの視野内にある１つ以上の物体によって遮断され反射して戻ってきた部分を受信する受信アンテナとから成る。あるいは、モノスタティック・アンテナを用いることもできる。送信アンテナは、平面アレイ状のアンテナ・エレメントで構成することができ、一方受信アンテナは、平面アレイ状のアンテナ・エレメントまたは一列のアンテナ・エレメントで構成することができる。即ち、送信および受信アンテナは、異なる数および異なる種類のアンテナ・エレメントを有するように設けることができる。更に、ＮＯＤシステムは、受信アンテナに結合され、受信アンテナから信号を受け、１つ以上の物体の経路即ち行路（進路）を検出する受信回路も含む。
【０００７】
この特定的な構成により、車両周囲のいずれの領域においても物体を検出するＮＯＤシステムを提供する。センサの内１つが、車両が物体に接近しつつあると判定するか、または物体が車両に接近しつつあると判定した場合、センサは、１組の検出ルール（規則）に応じて実行するステップを開始する。
【０００８】
一実施形態では、前述のシステムは、分散プロセッサ・システムとして設けられ、その場合センサの各々がプロセッサを含む。各センサは、互いに結合されており、センサ同士で情報を共有できるようになっている。別の実施形態では、センサの各々を中央センサ・プロセッサに結合し、中央センサ・プロセッサがセンサの各々から情報を受け取り、適宜この情報を処理する。
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。
【０００９】
ＮＯＤシステムについて説明する前に、予備概念および用語を少し説明しておく。ここで用いる場合、「センサ・システム」という用語は、車両（輸送手段）上に配置され、別の車両や静止物体のような、物体を検出することができ、このような検出を示すことができる対応出力を有するシステムのことを言う。「センサ」という用語も、ここではセンサ・システムを記述するために用いられる。センサ・システムまたはセンサは、種々のセンサ・システムからデータを受け取り、種々のセンサ・システムからのデータを組み合わせて処理する近接物体検出（ＮＯＤ）システムとは区別する。
【００１０】
これより図１を参照すると、近接物体検出（ＮＯＤ）システム１０が輸送手段（車両）１１上に配置されている。車両１１は、例えば、自動車、オートバイ、またはトラックのような自動車両、ボートのような海洋輸送手段または水中輸送手段、あるいは刈り取り機のような農業車両として設けることができる。この特定的な実施形態では、近接物体検出システム１０は、本発明の譲受人に譲渡された、「Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｌｏｏｋｉｎｇ Ｓｅｎｓｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」（自動車用前方監視センサの応用）と題し１９９９年７月２７日に発行された米国特許第５，９２９，８０２号に記載されている形式とすることができる、前方監視センサ（ＦＬＳ：ｆｏｒｗａｒｄ−ｌｏｏｋｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ）システム１２、赤外線（ＩＲ）センサとすることができる電気光学システム（ＥＯＳ：ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ）センサ１４、本発明の譲受人に譲渡された、「Ｒａｄａｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」（レーダ送信回路および技法）と題し２００１年８月１６日に出願された同時係属中の米国特許出願第０９／９３１，６３６号に記載されている形式とすることができる複数の側方（横方向）監視センサ（ＳＬＳ：ｓｉｄｅ−ｌｏｏｋｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ）システム１２〜２２（横方向物体検出（ＳＯＤ：ｓｉｄｅ ｏｂｊｅｃｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）システム１６〜２２とも呼ぶ）、および複数の後方監視センサ（ＲＬＳ：ｒｅａｒ−ｌｏｏｋｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ）システム２４、２６を含む。センサ１６〜２８は、本発明の譲受人に譲渡された「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｍｏｕｎｔｉｎｇ ａ Ｒａｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ Ｖｅｈｉｃｌｅ」（レーダ・システムを車両上に搭載するシステムおよび技法）と題する同時係属中の米国特許出願第０９／９３０，８６８号に記載されている技法を含む種々の技法を用いて、車両に結合することができる。また、システム１０は、停止および発進（ＳＮＧ：ｓｔｏｐ ａｎｄ ｇｏ）センサ２７も含むことができる。尚、停止および発進センサ２７によって行われる処理ならびにセンサ２７によって設けられる検出ゾーンは、ＦＬＳ１２によって設けることもでき、したがってセンサ２７は省略可能であることは理解されよう。停止および発進処理機能をＦＬＳ１２から得るかあるいは別個のセンサ（例えば、ＳＮＧセンサ２７）から得るか判断する際には、トレードオフが必要となる。一例としてトレードオフの検討事項には、所望の最短および最長検出距離、ゾーン周辺の許容度および反応時間が含まれる。
【００１１】
ＦＬＳ、ＥＯＳ、ＳＬＳ、ＲＬＳおよびＳＮＧ（含まれている場合）システム１２〜２７は、各々、センサ１２〜２７各々間に通信バスを設けるバス２８に結合されている。バス２８は、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）２８として設けることができる。実施形態によっては、ＬＡＮ２８をワイヤレスＬＡＮとして設けることが望ましい場合もある。
【００１２】
「ターゲット行路（追跡行路）データ」、「行路（追跡行路）データ」、「ターゲット・データ」または同等な「行路（追跡行路）情報」とは、ここで用いる場合、物体に関連する「行路（追跡行路）ファイル」におけるデータのことを言い、ある座標系においてターゲットの経路を記述する。物体のことを、ここでは、「ターゲット」とも呼び、別の車両または静止物体等がある。ターゲット行路データは、ターゲットがあった場所に対応する旧ターゲット行路データ、現データ更新時にターゲットがある場所に対応する新ターゲット行路データ、ならびに現在および／または今後のターゲット行路データ更新時においてターゲットが予測される場所に対応する予測ターゲット行路データを含むことができる。
【００１３】
尚、システム１０はリアル・タイム・システムであり、したがって、センサ１２〜２７の各々とプロセッサ３０との間では情報をできるだけ迅速に交換／転送すべきことは認められよう。つまり、バス２８は、比較的高いデータ転送レートに対応できなければならない。
【００１４】
例えば、バス２８は、毎秒１５７ｋビットにプロトコルのオーバーヘッド追加分を考慮した平均バス帯域幅を有することが望ましい場合もある。この帯域幅は、送信および受信アンテナが各々７つのアンテナ・ビームを有し、７つのアンテナ・ビームの各々で平均２つのターゲット追跡行路を有し、一追跡行路当たり１４Ｈｚ（最少）、１００バイトで各追跡行路を報告することを想定して計算した（７×２×１４×１００×８＝１５７ｋバイトの平均バス帯域幅）。つまり、現在車両上で可能なように（例えば、カー・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ））、従来のバスを通じてセンサに通信させることはできるが、先に記した平均バス帯域幅以上ではないにしても、少なくともその程度の帯域幅を有する専用バスとして、バス２８を設けることが望ましい場合もある。
【００１５】
バス・レイテンシとは、ここで用いる場合、センサによる物体の検出と、バス２８上での検出報告との間の時間差のことを言う。バス・レイテンシによってもたらされる時間遅延は相対的に小さくなければならず、例えば、相対的な自動車の移動の０．５メートル未満に対応する時間遅延程度とする。相対的移動とは、ここで用いる場合、自動車と静止物体との間または車両と移動物体、例えば、別の移動自動車との間のいずれかにおける距離を単位とする相対的移動のことを言う。相対速度とは、ここで用いる場合、相対的移動の速度である。自動車の相対的移動の０．５メートルに対応するバス・レイテンシ遅延は、最大相対自動車速度、例えば、２００ｋｍ／ｈｒ＝１２５ｍｐｈ＝５５．６ｍ／ｓを選択することによって決定することができる。つまり、自動車の相対的移動０．５メートルを５５．６ｍ／ｓで除算すると、約９ｍｓとなり、これが対応する最大バス・レイテンシ時間遅延となる。バスのクロック周波数が３３ｋＨｚと仮定すると、９ｍｓは約３００クロック・サイクルと同等となる。要約すると、最大相対車両速度を約２００ｋｍ／ｈｒに選択すると、０．５メートルの相対的自動車移動は、約９ｍｓに対応する。即ち、３００ＫＨｚのクロック周波数において約３００クロック・サイクルに対応する。
【００１６】
先の説明では、特定の相対的自動車移動、特定の選択した最大相対自動車速度、および特定のクロック周波数を含む特定のパラメータについて記載したが、別のパラメータも本発明では使用可能であることは認められよう。しかしながら、バス時間レイテンシを記述するパラメータは、種々の因子（ファクタ）に応じて選択しなければならない。限定ではないが、そのファクタには、警報、制動（ブレーキ）、エアバッグの作動等によってシステムが車両に対して作用することを可能にする全システム応答時間を含み、有用であるには十分な迅速性を要する。検討すべき他のファクタには、フォールト・トレランス（耐故障性）、干渉に対する抵抗性、信頼性、およびコストを含むことができる。
【００１７】
また、センサは、バス２８を通して、セントラル・トラッカー（中央追跡装置）／データ融合（ＣＴ／ＤＦ：ｃｅｎｔｒａｌ ｔｒａｃｋｅｒ／ｄａｔａ ｆｕｓｉｏｎ）プロセッサ３０にも結合されている。ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０については、図４、図６および図７に関連付けて以下で説明する。ここでは、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、センサ１２〜２７の各々から与えられた情報を受信し、情報をセンサ１２〜２７の各々に提供することを述べれば十分であろう。センサ１２〜２７は、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０が提供する情報を利用し、システム１０の全体的性能を向上させる。これはいずれ明らかになろう。
【００１８】
また、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０には、バス２８を通して人間インターフェース３２も結合されている。インターフェース３２の目的は、センサ１２〜２８が収集した情報を、車両１１のドライバまたはその他の乗員に表示またはその他の方法で伝達する（例えば、オーディオ信号またはその他の信号によって）ことである。インターフェース３２は、例えば、ヘッド・アップ・ディスプレイとして設けることもできる。
【００１９】
この特定の実施形態では、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、センサ１６の一部として設けられた単一のプロセッサとして示されており、これに対してバス２８またはその他の手段を通じて、ＦＬＳ、ＥＯＳ、ＳＬＳ、ＲＬＳおよびＳＮＧセンサ１２〜２７の各々が結合されている。尚、別の実施形態では、ＦＬＳ、ＥＯＳ、ＳＬＳ、ＲＬＳおよびＳＮＧセンサ１２〜２７の１つ以上がそれ自体のＣＴ／ＤＦプロセッサを含み、センサ１２〜２７の別のものと直接情報（例えば、送信および受信情報）を共有するために必要な処理を行うようにしてもよいことは認められよう。ＣＴ／ＤＦ処理機能に冗長性を持たせることが望ましい場合、センサ１２〜２７の内２つにＣＴ／ＤＦプロセッサ３０を設けることが望ましいこともある。センサ１２〜２７の各々がそれ自体のＣＴ／ＤＦシステムを含む場合、近接物体検出システムは分散処理システムとして設けることができる。分散型と単一のマスタ・プロセッサとの間で選択する際に検討すべき因子には、信頼性、バスの帯域幅、処理のレイテンシ、およびコストが含まれるが、これらに限定される訳ではない。
【００２０】
一実施形態では、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、特定の情報をセンサ１２〜２７の内の特定のセンサに提供し、別の実施形態では、ＣＴ／ＤＦプロセッサ２０はあらゆる情報をセンサ１２〜２７の各々に提供する。
【００２１】
図１に示すように、少なくとも１つのセンサ１２〜２７が、セントラル・トラッカー・データ融合（ＣＴ／ＤＦ）プロセッサ３０を含み、センサ１２〜２７の各々はバス２８を通じてデータをＣＴ／ＤＦプロセッサ３０に送る。近接物体検出システムが含むＣＴ／ＤＦプロセッサ３０が単一かまたは多数かには関係なく、センサ１２〜２７の各々によって収集された情報は共有され、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０（または、分散システムの場合には複数のプロセッサ）は、判断ツリー即ち規則ツリーを実施する。例えば、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０を、１つ以上の車両（輸送手段）安全システム、例えば、車両のエアバッグ・システムに結合することができる。ＦＬＳ、ＥＯＳ、ＳＬＳ、およびＲＬＳシステムの１つ以上からの信号に応答して、センサ・プロセッサは、車両のエアバッグを「準備」するのに適していると判断することができる。別の例には、制動および操舵システム、トランスミッション制御、警報、警笛（ｈｏｒｎ）および／または自動点滅器の活性化が含まれる。
【００２２】
ＮＯＤシステム１０は、したがって、以下で更に説明する多数の車両安全システムに結合することもできる。ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、提供されるあらゆる情報を受け取り、車両全体に対してＮＯＤＳシステムの処理能力を最適化する。
【００２３】
１対のＲＬＳシステム２４、２６は、三角測量方式を利用して、車両後部において物体を検出することができる。物体の位置（距離および方向）は、１対のＲＬＳシステム２４、２６のそれぞれ各１つからの距離またはレンジ（距離範囲）読み取り値から判断すればよく、２つのセンサ２４、２６のそれぞれから個々に方向を解明する必要はない。三角測量は、２つの距離円（ｒａｎｇｅ ｃｉｒｃｌｅ）を描けば行うことができる。各距離円は、１対のＲＬＳシステム２４、２６のそれぞれ各１つが与えるレンジ（距離範囲）に対応し、それぞれの各距離円は、レンジに等しい半径を有する。このように与えられた２つの距離円は、２カ所の距離で交差することができる。交差距離点の一方は、ホスト１１内部に位置するので、不可能な距離に対応する。他方の距離点を選択し、距離および方向によって位置を記述する。
【００２４】
前述の三角測量を行うには、センサ２４、２６の間隔がわかっており、十分に大きく、センサ２４、２６の各々によって得られる距離測定精度に関して、所定の最大三角測量誤差を許容するようにしなければならない。尚、ＲＬＳシステム２４、２６の分離は種々の車種によって異なる可能性があり、車両１１はその一例に過ぎないので、ある程度の距離較正が必要となることは認められよう。しかしながら、較正は、既知の分離量に基づいて予め決めておくことができる。
【００２５】
尚、センサ１２〜２７の１つ以上を車両１１上に着脱可能に配備してもよいことは認められよう。即ち、実施形態によっては、ＳＬＳ、ＲＬＳ、およびＦＬＳセンサを車両の本体外部に配置してもよく（即ち、車両本体の露出面に配置する）、一方別のシステムでは、センサ１２〜２７の１つ以上を車両のバンパまたはその他の部分（例えば、ドア、パネル、クオータ・パネル、車両の前端、および車両の後端）に埋め込んでもよい。また、車両内部（例えば、バンパまたはその他の場所の内部）に搭載し、しかも着脱可能なシステムを設けることも可能である。
【００２６】
次に図２を参照すると、図１において同様のエレメントには同様の参照番号が付されている。ＮＯＤシステムが配置された車両１１が示されており、この車両周囲にレーダ繭（ｒａｄａｒ ｃｏｃｏｏｎ）を形成する複数の検出ゾーン３２〜４０によって包囲されている。尚、センサ１２〜２７（図１）のサイズが異なれば、検出ゾーン３２〜４０も異なることは認められよう。即ち、センサ１２および１４は、適応的クルーズ（巡航）制御および暗視ゾーン３４を設け、センサ１６は車線維持ゾーン３６ｂを設け、センサ１８は道路離脱ゾーン（ｒｏａｄ ｄｅｐａｒｔｕｒｅ ｚｏｎｅ）３６ａを設け、センサ２０、２２はそれぞれ横方向（側方）物体検出ゾーン３８ａ、３８ｂを設け、センサ２４、２６は後退および駐車補助ゾーン４０を設け、センサ２７は停車および発車ゾーン４２を設ける。実施形態の一例では、適応的巡航制御／暗視ゾーン３４の角度範囲は制限されており、高い相対速度で動作するために、ロングレンジ即ち長い距離（＞５０ｍ）を特徴とする。道路離脱および車線維持ゾーン３６ａ、３６ｂは、それぞれ、距離が短く（ショートレンジ）角度範囲が広く、中程度の相対速度で動作する。停止および発進ならびに後退／駐車補助ゾーン４２、４０は、角度範囲が広いが、距離が非常に短く（ショートレンジ）、小さい相対速度範囲で動作する。また、後退／駐車補助ゾーン４０は、通常の運転状態において後部衝突警告情報を提供することもできる。横方向物体検出ゾーン３８ａ、３８ｂは、広い角度範囲および比較的短い距離を有し、広い範囲の相対速度で動作する。
【００２７】
尚、センサ・ゾーン各々のサイズ、形状およびその他の特性は静的に変更可能であることも認められよう。センサ・ゾーンは、センサ１２〜２７（図１）に関連する検出特性およびレーダ・ビーム角によって決定される所定のゾーン形状を有するように、静的に変更することができる。自動車のサイズ即ち大きさやオペレータの周辺視野の選択（これらに限定されない）を含み、１つ以上の検出ゾーンの特性を変更することを望む理由は数多くある。検出ゾーン・サイズを変更することが望まれるその他の理由には、トレーラの牽引、車線サイズの変更、交通密度および個人的な好みも含まれる可能性がある。
【００２８】
また、センサ・ゾーンは動的に変更することもできる。動的制御は、あるレーダ・ビーム上におけるドウェル（ｄｗｅｌｌ）を含むことができるが、これに限定される訳ではない。これについては、図７に関連付けて以下で説明する。追跡のハンドオフによって、捕捉検証ステップ（工程）を回避または削減し、キュー（ｃｕｅ）データに対するセンサ応答の迅速化または信頼性向上が可能となる。動的変更については、図７に関連付けて以下で更に説明する。
【００２９】
単一のセンサの特性を変更すれば、センサは異なるサイズおよび形状のカバレッジ・ゾーンにおいて検出機能を得ることができるので、車両１１よりも大型の車両または小型の車両でもセンサを用いることができる。このように、個々のセンサによって設けられるカバレッジ・ゾーンの変更は、センサのプログラミングによって行うことができる。
【００３０】
一実施形態では、カバレッジ・ゾーンは、２００１年８月１６日に出願され、「Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ ａ Ｒａｎｇｅ Ｇａｔｅ ａｎｄ Ｒａｄａｒ Ｃｏｖｅｒａｇｅ」（距離ゲートおよびレーダ・カバレッジの変更技法）と題する同時係属中の米国特許出願第０９／９３０，８６７号に記載されているように、センサの距離ゲートを調節することによって変更することができる。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、その内容はこの言及により本願にも援用されることとする。別の実施形態では、カバレッジ・ゾーンを変更するには、再構成可能なアンテナを用いる。更に別の実施形態では、再構成可能なアンテナを設けるには、微小電気機械（ＭＥＭ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）デバイスを用い、これを用いてビーム形状、したがってビーム・カバレッジを変化させる。ＭＥＭＳは、アパーチャの形状、したがってビーム形状を変化させることができる。
【００３１】
尚、図１に示すセンサの特定的な構成では、７つのカバレッジ・ゾーン３２〜４０が設けられることを注目すべきである。特定の一実施形態では、カバレッジ・ゾーンの各々では、レーダ・センサ・システムが利用されている。このレーダ・センサ・システムは、ここでは、センサおよびＲＦセンサとも呼ばれている。レーダ・センサは、アンテナとカバレッジ・ゾーンの各々において多数の送信ビームおよび多数の受信ビームを供給するビーム形成システムを利用することができる。こうして、別の物体即ちターゲットが車両に近づく方向、または逆に車両が別の物体に近づく特定の方向を発見することができる。特定的な一実施形態では、ＦＬＳセンサ１２（図１）は、８つの別個のアンテナ・ビームを含むアンテナ・システムを利用することができる。ＲＦセンサ・システムは、先に引用した米国特許第５，９２９，８０２号に記載されているように動作することができる。同様に、センサ１６〜２７も、７つの別個の送信および受信アンテナ・ビームを含むアンテナ・システムを利用することができる。センサ１６〜２７（図１）は、「Ｒａｄａｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ」（レーダ送信回路および技法）と題する先に引用した米国特許出願第０９／９３１，６３６号に記載されているように動作することができる。しかしながら、本発明と共に用いることができるレーダ・センサ・システムが有する送信および受信ビームの数はいずれでもよいことは認められよう。
【００３２】
次に図３を参照すると、ＮＯＤシステムが配置されている車両１１が、３本の車線４１ａ、４１ｂ、４１ｃを有する道路４１上を走行している。車両１１は、車線４１ｂ内にあり、第１車両５０が車両１１の前方にあり、検出ゾーン３４内に見える。第２車両５２が車両１１の右側の車線４１ａ内にあり、検出ゾーン３８ａ内に見える。第３車両５４が車線４１ｂ内の車両１１背後にあり、検出ゾーン４０内に見える。第４車両５６が車両１１の左後方の車線４１ｃ内にある。車両５６は車両１１から比較的遠いので、車両５６はいずれの検出ゾーンにも見えず、したがって第１車両１１上に配置したＮＯＤシステムによって検出されない。
【００３３】
図３に示すように、ＮＯＤシステムは、車両１１に近接する３台の車両即ちターゲット５０、５２、５４を識別している。ＮＯＤシステムは、各ターゲット５０〜５４の情報を維持し、このような情報をユーザに（例えば、図１のディスプレイ３２を通じて）提供するか、あるいは所要の機能（例えば、車両のエアバッグ・システムを準備する）を実行する。
【００３４】
更に、センサ１２〜２７（図１）はＣＴ／ＤＦプロセッサ３０（図１）と通信状態にあるとともに相互に通信状態にあるので、センサはターゲットに関する情報を共有することができる。例えば、車両１１上に装着したセンサ１８が第２車両５２を検出し、第２車両５２を追跡し始めたと想定する。ある時間期間の後、第２車両５２は加速を開始して車両１１を追い抜くこともあり得る。センサ１８が、第２車両５２が右側から車両１１を追い抜くことを検出できれば、センサ１８はこの情報をＦＬＳ１２に提供することができる。この情報は、共用行路ファイル（ｐｕｂｌｉｃ ｔｒａｃｋ ｆｉｌｅ）の形式、または車両１１のグローバル座標系においてターゲット即ち第２車両５２を示す同様のデータ集合とすることができる。このような行路ファイルによって、ＦＬＳ１２は現在のターゲット位置情報およびターゲット位置予測情報を有することができ、そして実際にターゲット即ち第２車両５２を観察／検出することが可能となる。
【００３５】
このように、ＦＬＳ１２自体が実際にターゲットを検出し、捕捉し、確認し、追跡する前に、ＦＬＳ１２には、確認したターゲット（即ち、「実」ターゲット）に関する事前行路情報が与えられる。この事前行路情報のことを、ここでは「キュー・データ」とも呼ぶ。キュー・データについては、図５に関連付けて以下で更に論ずることにする。ターゲット検出とは、ここで用いる場合、ある閾値に基づいて干渉レベルを超えるターゲット信号を区別するプロセスのことを言う。この場合、ターゲット信号はターゲットからの後方散乱ＲＦエネルギに対応し、干渉はノイズおよび／またはクラッタ（ｃｌｕｔｔｅｒ）に対応する。ターゲットの捕捉とは、ここで用いる場合、新たなターゲット検出、およびそれに関連するターゲット位置を、「行路ファイル」に対応する既存のターゲット行路と関連（連携）させるプロセスのことを言う。ターゲットの確認とは、ここで用いる場合、同じ追跡ファイルの連続更新または隣接ビームに対して繰り返すターゲット連携のような、１組の規則を適用して、検出したターゲットが本当であることを検証するプロセスのことを言う。ターゲットの追跡とは、ここで用いる場合、更新毎に、新たなターゲット方向を以前のターゲット方向と関連させ、ターゲット位置に対応する位置状態ベクトルを予測し平均化することによって、位置や速度のようなターゲットに関する情報を維持するプロセスのことを言う。これらのプロセスについては、図７に関連付けて説明するとき、一層深く理解されよう。
【００３６】
ＦＬＳ１２（図１）に事前情報、即ち、キュー・データ（例えば、確認したターゲットが車両１１の右側からその視野に入りつつあることの情報）を提供することによって、ＦＬＳ１２は、まず始めにターゲット検出、ターゲット捕捉またはターゲット確認プロセスを実行することなく、即ち、このようなプロセスを実行するのに必要な処理量を最少に抑えて、ターゲット追跡プロセスに進むことができる。ＦＬＳ１２は、車両５２が実際にＦＬＳ１２の視野に入りつつある実ターゲットであることを確認するために処理時間を費やすことなく、センサ１８（図１）からの情報によってターゲットおよびターゲット追跡行路を確認することができるので、ＦＬＳ１２は、多数のターゲットの追跡のような一層多くの処理機能や、以下に説明するその他の機能を実行することができる。このように、ＦＬＳに事前情報を提供することによって、ＦＬＳ１２は一層迅速にターゲットを追跡することができ、特にＦＬＳ１２はいわゆる「割り込み」（ｃｕｔ−ｉｎ）ターゲット（即ち、突然車両１１前方で車線４１ｂに入り込んでくる車両）を一層迅速に検出し追跡することができるようになる。
【００３７】
恐らく更に重要なこととして、ＦＬＳ１２がこのような事前知識を得ることが有利なのは、ターゲット５２がＦＬＳ１２の検出ゾーンに侵入する前に、ターゲット５２の経路に関する情報をＦＬＳ１２に提供することによって、ＦＬＳ１２は防御処置の作動（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）に関する処理を開始するか、場合によっては実行できるからである。防御処置には、エア・バッグの準備、自動巡航制御（ＡＣＣ）システムの自動調節、および制動（ブレーキ）システムの準備が含まれるが、これらに限定される訳ではない。このように、ＦＬＳ１２は、車両の運転に関係する別の機能も実行することができる。
【００３８】
尚、ＣＴ／ＦＳプロセッサ３０（図１）は、追跡機能を実行する「ターゲット・トラッカー」であり、しかも融合機能を実行する「データ融合部」でもあることは認められよう。ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０の中心的な追跡機能は、システム１０（図１）内にある種々のセンサ（例えば、図１のセンサ１２〜２７）からのあらゆる追跡行路を受信し維持し、別のセンサの前述したような動作を補助することである。
【００３９】
次に図４ないし図４Ｄを参照すると、図４では、放射状区間５７ａ〜５７ｇの各々が、センサ１８によって与えられる７つのビームのそれぞれに対応し、放射状区間５８ａ〜５８ｇの各々が、センサ２０によって与えられる７つのビームのそれぞれに対応する。
【００４０】
図４Ａ、図４Ｃおよび図４Ｂ、図４Ｄは、それぞれ、センサ１８、２０が行う検出を矩形グラフで表しており、行が各センサ１８、２０それぞれの７つのビームに対応し、列がレンジ（距離）セルに対応する。図４Ａ、図４Ｂにおけるドットは、各センサ１８、２０それぞれの７つのビームにおけるターゲット検出を表す。図４Ｃ、図４Ｄにおけるドットは、各センサ１８、２０それぞれの７つのビームに関連する融合ターゲット検出を表す。したがって、第１平行線模様（クロスハッチ）を有するドット５９ａおよび５９ｂは、それぞれ、放射状区間５７ａ、５７ｂに対応するセンサ１８のビームにおけるターゲット５２の検出に対応する。第２平行線模様を有するドット５９ｃおよび５９ｄは、それぞれ、放射状区間５７ｆ，５９ｇに対応するセンサ１８のビームにおけるターゲット５４の検出に対応する。第３平行線模様を有するドット６０ａ〜６０ｃは、それぞれ、放射状区間５８ａ〜５８ｃに対応するセンサ２０のビームにおけるターゲット５４の検出に対応する。第４平行線模様を有するドット６０ｄ、６０ｅは、それぞれ、放射状区間５８ｆ、５８ｇに対応するセンサ２０のビームにおけるターゲット５６の検出に対応する。第１平行線模様を有するドット６１ａ、６１ｂは、それぞれ、放射状区間５７ａ、５７ｂに対応するセンサ１８のビームにおけるターゲット５２の融合検出（ｆｕｓｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）に対応する。塗りつぶされたドット６１ｃ、６１ｄは、それぞれ、放射状区間５７ｆ、５７ｇに対応するセンサ１８のビームにおけるターゲット５４の融合検出に対応し、塗りつぶされたドット６２ａ〜６２ｃは、それぞれ、放射状区間５８ａ〜５８ｃに対応するセンサ２０のビームにおけるターゲット５４の融合検出に対応し、第３平行線模様を有するドット６２ｄ、６２ｅは、それぞれ、放射状区間５８ｆ、５８ｇに対応するセンサ２０のビームにおけるターゲット５６の融合検出に対応する。
【００４１】
前述のように、図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、センサ１８および２０からの非融合ターゲット・データに対応する。図４Ｃおよび図４Ｄは、それぞれ、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０（図１）の融合機能によって与えられる、センサ１８および２０からの融合ターゲット・データに対応する。図４Ａ、図４Ｃに示す７つの行の各々は、センサ１８に伴う７つのビームのそれぞれ１つに対応する。同様に、図４Ｂ、図４Ｄに示す７つの行の各々は、センサ２０に伴う７つのビームのそれぞれ１つに対応する。融合機能は、センサ１８によって行われる個々のターゲットの検出の、センサ２０によって行われるそれとの連携に対応する。したがって、ドット６１ｃ、６１ｄに対応するデータは、ドット６２ａ〜６２ｃに対応するデータと連携即ち融合される。図示のドット６１ｃ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｃは全て、塗りつぶされており、これらが同じターゲット５４と連携されていること、および２つのセンサ１８、２０の各々からの対応データが融合されていることを示す。図示のドット６１ａ、６１ｂおよび６２ｄ、６２ｅは、対応する非融合ドット５９ａ、５９ｂおよび６０ｄ、６０ｅと同じ平行線模様をそれぞれ有し、融合によってそれぞれのセンサ１８、２０間にはターゲット連携が得られなかったことを示す。図４Ｃおよび図４Ｄは、それぞれのセンサ１８、２０のローカル（局部）座標系で示すが、ドット６１ａ〜６１ｄおよび６２ａ〜６２ｅに対応するデータはグローバル座標系でも表示可能であることは、以下の論述から明白であろう。尚、このように融合されたデータを用い、２つ以上のセンサによって行われるターゲットの検出およびターゲットの追跡は、１つのセンサによって行われる検出およびターゲットの追跡よりも高い精度確率を有する検出であることは認められよう。
【００４２】
動作において、センサ１２〜２７（図１）の内多数のセンサが同じターゲットを追跡することができる。図４に示すように、例えば、ターゲット５４がセンサ１８の視野内に現れ、したがってセンサ１８がターゲット５４を検出し追跡することができる。同様に、ターゲット５４は、センサ２０（図４）によって検出および追跡される。したがって、両センサ１８および２０はターゲット５４を検出し追跡することができる。ターゲット５４に対応するセンサ１８および２０によって与えられるデータは、融合することができる。このように融合されたデータによって、センサ１８、２０の一方からのデータよりも、検出および追跡の信頼性を高めることができる。
【００４３】
センサ１８および２０は、車両１１の異なる点に位置するので、センサ１８、２０は２つの異なるアスペクト角からターゲットを追跡する。センサ１８、２０の各々は、それ自体の一意のローカル座標系を有する。２つの異なるローカル座標系を有するため、センサ１８、２０は、これらが各々同じターゲットを追跡していることを判断できない。各センサ１８、２０からの検出および追跡データを調整するために、各センサ１８、２０はその追跡情報を、センサ１８、２０に対応する行路ファイルとして、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０に提供する。
【００４４】
ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０には、センサ１２〜２７の各々の車両１１上における物理的位置を特定する情報が提供される。特定の車両上におけるセンサの相対的位置は固定しているので、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、各センサがそれぞれのローカル座標系で与えたターゲット行路データを、車両のグローバル座標系に変換することができる。
【００４５】
加えて、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、個々のいずれのセンサでも、そのセンサのローカル座標系に変換したターゲット行路データを供給することができる。このように、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、センサ１８、２０各々から与えられたローカル座標系の行路データを、それ自体のグローバル座標系に変換することができる。こうして、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、センサ１８、２０の各々（更に一般にはセンサ１２〜２７のいずれか）が検出した各ターゲットの位置を単一の座標系において観察する。尚、放射セグメント５７ａ〜５７ｇは、センサ１８に関連するローカル座標系に対応し、放射セグメント５８ａ〜５８ｇはセンサ２０に関連するローカル座標系に対応することは認められよう。
【００４６】
あらゆるターゲット情報が単一の制御系で見られるので、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０（図１）は、多数のセンサの各々が行う場合よりも信頼性を高めて、ターゲットを検出し対応するターゲット行路を生成することができる。ＮＯＤシステムおよび連動するＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、各センサ（例えば、センサ１８、２０）が行う各ターゲット追跡からのデータを共通のファイルに融合することができ、あるいは（追跡ノイズ等によって判定される）最も品質が高いデータのみを選択し、個々のセンサを補助し、それによって得られる処理能力を高めることができる。
【００４７】
ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０が実行するプロセスは、複数のセンサによって与えられるターゲット・データの融合を含むことができる。ターゲット・データの融合は、複数のセンサによってそれぞれのローカル座標系で与えられたセンサ・ターゲット行路データをグローバル座標系に変換することを含むことができる。これは、１つ以上の座標変換によって行うことができる。次いで、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、各センサによって与えられた行路データを、以前に融合した追跡行路と連携し、新たな融合行路データを得る。
【００４８】
また、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０が実行するプロセスは、「データ連携」も含むことができ、ここで用いる場合、「新たな」行路または第１想定品質（予測誤差統計）を有する位置データを、第２想定品質を有する既存の行路データと比較するプロセスのことを言う。ある追跡行路と一致する（相関がある）可能性が高いと考えられる新たな追跡データ、即ち、既存のターゲットの追跡行路と比較したときに、新たな行路データの位置差異が小さい場合、関連（連携）するという。この新たな位置データは、その追跡行路と同じ物理的ターゲットから得られたと想定する。ある追跡行路と一致する可能性が低いと思われる新たな行路データ、即ち、追跡行路と比較したときに、新たなデータの位置差異が大きい場合は、関連（連携）しないと言う。
【００４９】
更に、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０が実行するプロセスは、位置行路の「リカーシブ（反復的）更新」も含むことができる。このような実施形態の１つでは、位置行路のリカーシブ更新は、カルマン・フィルタによって行う。カルマン・フィルタは、ターゲット位置を記述する位置状態ベクトルを与えるフィルタであることが認められており、新たな行路データと組み合わせて既存のターゲット行路に適用することができる。カルマン・フィルタは、更新毎に関連する状態ベクトル・データの平均を取ることによって、追跡誤差を低減することができる。尚、カルマン・フィルタ以外の状態ベクトル・フィルタも本発明では使用可能であることも認められよう。
【００５０】
ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０が実行するプロセスは、更に、「追跡行路開始」も含むことができ、ここで用いる場合、既存の行路データのいずれとも連携しない、新たな非連携行路データのために行路ファイルを新しく作成することを言う。非連携行路データは、以前に追跡されたことがない新しいターゲットに対応すると想定する。このプロセスでは、既存の追跡行路と連携しないあらゆる検出を初期化し、その検出を表す新たな行路ファイルを作成する。後続のデータ更新において、新たなターゲットを追跡する。同様に、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０は、特定のセンサの視野から外れた行路を脱落、即ち、削除することができる。あるデータ更新時に新たな位置データと連携されていない既存の行路ファイルを有するターゲットはいずれも、視野外にあると見なされ、その行路ファイルを削除し、今後の更新では処理しないようにする。ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０が実行する処理については、図７に関連付けて更に説明する。
【００５１】
次に図５を参照すると、レーダ・システム６６は、送信および受信アンテナ６８、６９を有するアンテナ部６７と、送信機７２および受信機７４双方を有するマイクロ波部７０と、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）８０、電源８２、制御回路８４およびディジタル・インターフェース・ユニット（ＤＩＵ）８６を内蔵した電子装置部７８を含む。送信機７２は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）に制御信号を発生するディジタル・ランプ（傾斜）信号発生器を含む。ＶＣＯは、例えば、「Ｒａｄａｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ Ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」（レーダ送信回路および技法）と題し２００１年８月１６日に出願された、同時係属中の米国特許出願第０９／９３１，６３６号に記載されている形式で設けることができる。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されている。
【００５２】
レーダ・センサ６６は、当該センサ６６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。例示の実施形態では、レーダ・センサ６６は、図１に関連付けて先に述べたＮＯＤシステム１０のような、近接物体検出システムとすることができる。即ち、レーダ・センサ６６は、図１と関連付けて先に説明した、横方向（側方）物体検出（ＳＯＤ）モジュール、またはセンサ１６〜２７の１つのようなセンサとして用いるのに適している。前述のように、このようなセンサは、別の車両、木々、標識、歩行者、および車両が位置する通路に近接して検出され得るその他の物体を含むがこれらには限定されない物体を検出する目的で、自動車またはその他の輸送手段９６上に装着するように構成されている。当業者には明白であろうが、レーダ・センサ６６は、多くの異なる種類の用途における使用にも適している。このような用途には、限定の意味ではなく、海洋の用途が含まれ、この場合レーダ・システム６０をボート、船またはその他の船舶に搭載することができる。
【００５３】
実施形態の一例では、送信機７２は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダとして動作し、送信信号の周波数が第１の所定周波数から第２の所定周波数まで線形に増加する。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。しかしながら、別の種類の送信機を使用してもよいことは認められよう。
【００５４】
制御信号バス９２を通じて車両９６からレーダ・システム６０に制御信号が供給される。制御信号は、車両９６に関するヨー・レート（ｙａｗ ｒａｔｅ）に対応するヨー・レート信号、および車両の速度に対応する速度信号を含むことができる。ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）８０は、これらの制御信号、およびレーダ・システム６６が受信したレーダ反射信号を処理し、レーダ・システム６６の視野内において物体を検出する。
【００５５】
レーダ・システム６６は、更に、ＣＴ／ＤＦプロセッサ８８を含む。これは、図１で説明したＣＴ／ＤＦプロセッサ３０の形式とすればよい。ＤＳＰ８０は、ＣＴ／ＤＦプロセッサ８８を介してディジタル・インターフェース・ユニット（ＤＩＵ）８６に結合されている。レーダ・システム６０の別の実施形態では、ＣＴ／ＤＦプロセッサ８８を省略してもよく、その場合、ＤＳＰ８０をディジタル・インターフェース・ユニット８６に直接結合する。ＣＴ／ＤＦプロセッサ８８の形式は、図１ないし図３に関連付けて先に述べそして以下に述べる形式とすることができる。つまり、ＣＴ／ＤＦプロセッサ８８はＤＳＰ８０から信号を受け、更にＤＩＵ８６を介して、車両９６周囲に配置されたその他のレーダ・システム６６からも情報を受ける。レーダ・センサ、例えば、センサ１２〜２７（図１）のそれぞれによってＣＴ／ＤＦプロセッサ８８に与えられるデータは、行路ファイルの形式、またはセンサの座標系の未加工検出データでもよい。また、ＣＴ／ＤＦプロセッサ８８は、センサにキュー・データ（先行データ）を供給することもでき、この場合、キュー・データはセンサ１２〜２７（図１）の内別のそれぞれによるターゲットの検出から得られる。キュー・データは、未だ当該センサの視野内にはないが、移動して視野内に入ってくると予想されるターゲットの位置を与えることができる。
【００５６】
レーダ・システム６６は、その視野内にある物体を特徴化する１つ以上の出力信号を、車両に至る出力信号バス９４を通じて車両９６に供給する。これらの出力信号は、ターゲットに関する距離を示す距離信号、ターゲットに関する距離レートを示す距離レート信号、および車両９６に対するターゲットに関する方位を示す方位信号を有する行路データ含むことができる。出力信号を車両９６の制御ユニット（図示せず）に結合し、様々な使用のためにこの制御ユニットを更に車両９６の安全システムに結合し、例えば、インテリジェント巡航制御システムや衝突回避システムを設けることができる。
【００５７】
アンテナ・アセンブリ６７は、ＲＦ信号を受信する受信アンテナ６８と、ＲＦ信号を送信する送信アンテナ６９とを含む。この特定的な例では、レーダ・センサ６６はバイスタティック・レーダ・システム（ｂｉｓｔａｔｉｃ ｒａｄａｒ ｓｙｓｔｅｍ）に対応する。何故なら、これは互いに近接して位置する別個の送信および受信アンテナを含むからである。アンテナ６８、６９は、ステアリング角を並列に制御して、同じ方向で送信ビームおよび受信ビームに照準を合わせるように多数のビームを供給する。それぞれのアンテナ６８、６９の角度を選択するには、様々の適合する回路があり、その中には多重位置スイッチが含まれる。適当なアンテナ・システムは、例えば、２００１年８月１６日に出願され本発明の譲受人に譲渡された、「Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｂｅａｍ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」（切替ビーム・アンテナ・アーキテクチャ）と題する同時係属中の米国特許出願第０９／９３２，５７４号に記載されている形式として設けることができる。
【００５８】
次に図６を参照すると、図１のレーダ・システム１０の応用例が、自動車用近接物体検出（ＮＯＤ）システム１００の形態で示されている。ＮＯＤシステム１００は、車両１２０上に配置されている。車両１２０は、例えば、自動車、オートバイ、またはトラックのような自動車両、ボートのような海洋輸送手段または水中輸送手段、あるいは刈り取り機のような農業車両として設けることができる。この特定的な実施形態では、ＮＯＤシステム１００は、前方監視センサ（ＦＬＳ）システム１２２、画像データを得ることができる光電センサ（ＥＯＳ）システム１２４、複数の側方監視センサ（ＳＬＳ）システム１２８または同等の横方向物体検出（ＳＯＤ）システム１２８、および複数の後方監視センサ（ＲＬＳ）システム１３０を含む。例示の実施形態では、図１のレーダ・システム１０はＳＯＤシステム１２８であり、図３に更に詳細に示されている。
【００５９】
ＦＬＳ、ＥＯＳ、ＳＬＳ、およびＲＳＬシステムの各々は、センサ・プロセッサ１３４に結合されている。この特定的な実施形態では、センサ・プロセッサ１３４は、中央プロセッサとして示されており、ＦＬＳ、ＥＯＳ、ＳＬＳ、およびＲＬＳシステムの各々がバスまたはその他の手段を通じてこれに結合されている。尚、別の実施形態では、ＦＬＳ、ＥＯＳ、ＳＬＳ、およびＲＬＳシステムの内１つ以上が、図５のＣＴ／ＤＦプロセッサ８８のような、それ自体のプロセッサを含み、以下で説明する処理を行うようにしてもよいことは認められよう。この場合、ＮＯＤシステム１００は、分散プロセッサ・システムとして設けられる。
【００６０】
ＮＯＤシステム１００の含むプロセッサが１つかまたは多数かには係わらず、センサ・システム１２２、１２４、１２８、１３０の各々によって収集した情報は共有され、センサ・プロセッサ１３４（または分散システムの場合は複数のプロセッサ）は判断ツリー即ち規則ツリーを形成する。ＮＯＤシステム１００は、盲点検出、車線変更検出、車両のエア・バック作動準備を含み、これらには限定されない多数の機能のために用い、車線停留（持続）機能を実行することができる。例えば、センサ・プロセッサ１３４を車両１３２のエアバッグ・システムに結合することができる。ＦＬＳ、ＥＯＳ、ＳＬＳ、およびＲＬＳシステムの内１つ以上からの信号に応答して、センサ・プロセッサは、車両のエアバッグを「準備」するのに適していると判断することができる。別の例も可能である。
【００６１】
ＥＯＳシステム１２４は、光センサ即ちＩＲセンサ、あるいはセンサの方位面において比較的高い分解能が得られる別のいずれかのセンサを含む。１対のＲＬＳシステム１３０は、三角測量方式を利用して、車両の後部にある物体を検出することができる。ＦＬＳシステム１２２の一例が、前述の米国特許第５，９２９，８０２号に記載されている。尚、ＳＬＳおよびＲＬＳセンサの各々は、同じアンテナ・システムを有するように設けてもよいことは認められよう。
【００６２】
センサの各々は、複数のカバレッジ・ゾーンが車両周囲に存在するように、車両１２０上に配置されている。したがって、車両は、センサ・ゾーンの繭のような網または覆いに包囲されている。図６に示す特定的な構成では、４つのカバレッジ・ゾーン６８ａ〜６８ｄが設けられている。カバレッジ・ゾーン６８ａ〜６８ｄの各々は、１つ以上のＲＦ検出システムを利用する。ＲＦ検出システムは、カバレッジ・ゾーン６８ａ〜６８ｄの各々において多数のビームを供給するアンテナ・システムを利用する。このように、別の物体が車両に接近する特定の方向、または車両が別の物体に接近する方向を発見することができる。使用可能な具体的なアンテナの１つが、２００１年８月１６日に出願された「Ｓｌｏｔ Ａｎｔｅｎｎａ Ｅｌｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ａｎ Ａｒｒａｙ Ａｎｔｅｎｎａ」（アレイ・アンテナ用スロット・アンテナ・エレメント）と題する米国特許出願第０９／９３１，６３３号、および２００１年８月１６日に出願された「Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｂｅａｍ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」（切替ビーム・アンテナ・アーキテクチャ）と題する米国特許出願第０９／９３２，５７４号に記載されている。これらの各々は、本発明の譲受人に譲渡されている。
【００６３】
尚、ＳＬＲ、ＲＳＬ、およびＦＬＳシステムは、車両上に着脱可能に配備可能であることは認められよう。即ち、実施形態によっては、ＳＬＳ、ＲＬＳ、およびＦＬＳセンサを車両の本体外部（即ち、車両本体の露出面上）に配置することができ、一方別のシステムでは、ＳＬＳ、ＲＬＳ、およびＦＬＳセンサをバンパやその他の車両の部分（例えば、ドア、パネル、クオータ・パネル、車両の前端、および車両の後端）に埋め込む場合もある。また、車両内部（例えば、バンパ内またはその他の場所）に装着し、しかも着脱可能なシステムを設けることも可能である。装着システムは、２００１年８月１６日に出願され本発明の譲受人に譲渡された「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｍｏｕｎｔｉｎｇ ａ Ｒａｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ Ｖｅｈｉｃｌｅ」（レーダ・システムを車両に搭載するシステムおよび技法）と題する米国特許出願第０９／９３０，８６８号に記載されているような形式とすることができる。これらの出願の内容は、この言及により本願にも援用されることとする。
【００６４】
次に図７を参照すると、ＣＴ／ＤＦプロセッサ３０（図１）、ＣＴ／ＤＦプロセッサ８８（図４）、またはセンサ・プロセッサ１３４（図５）のようなＣＴ／ＤＦプロセッサによって設けることができる１組のエレメント１４８の一例が示され、ブロック１５０においてセンサ測定データを含む。センサ測定データ１５０は、赤外線（ＩＲ）センサからの撮像測定データや、図１に関連付けて先に述べたセンサ１２〜２７のようなセンサによって設けられる、レーダ・センサからのレーダ・データを含む。センサ・データは、図４に関連付けて先に説明したように、それぞれのローカル座標系にて与えられる。次に、センサ・データを多重推測トラッカー（ＭＨＴ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ Ｔｒａｃｋｅｒ）１５２に供給し、各追跡に関連するそれぞれのローカル座標系において、センサ１７０によって与えられた新たな追跡行路データのデータ連携を行う。新たなターゲットが検出されたが、この新たなターゲットに対する行路ファイルが存在しない場合、ＭＨＴは新たなターゲット毎に新たな追跡を開始する。追跡行路の開始およびデータ連携については、図４に関連付けて先に説明した。
【００６５】
ＭＨＴ１５２は、偽追跡行路判定の確率を低下させると認められる。ＭＨＴ１５２は、多数の測定値に基づいて、種々のセンサ、例えば、センサ１２〜２７（図１）によって与えられる新たな追跡行路データのデータ連携に対して可能な多数の推測を考慮する。ＭＨＴ１５２は、最も確率の高い推測、即ち、新たな追跡行路データの各既存追跡行路との連携の内、確率が最も高い連携を選択する。
【００６６】
関連性推測生成器１５４は、データ連携、分解能、およびデータ品質についての推測を生成する。更に、連携の推測も個別に行う。個別推測プロセスを行うのは、計算効率のために推測総数を低減することを目的とする。個別推定は、確率が低い推測の除去、および相関付けた推測の結合を含むことができるが、これらに限定される訳ではない。
【００６７】
追跡行路データは、カルマン・フィルタ１５６または同様の状態予測フィルタのいずれかによって受け取られる。前述したことから、追跡行路データは、既存の、新たな、または今後予測される追跡行路データである可能性があることに留意すると、カルマン・フィルタによって得られる出力は、各ターゲット追跡行路と連携する可能性が高い今後の追跡行路データを記述するターゲット追跡行路予測を与える状態ベクトル予測となる。状態ベクトル予測は、種々の因子を含むことができ、ターゲット位置およびターゲット速度を含むが、これらに限定される訳ではない。次に、カルマン・フィルタ１５６によって得られた状態ベクトル予測は、ＭＨＴ１５２に戻され、多数の推測の１つとして用いられる。即ち、センサによって得られた新たな追跡行路データ点に関連する推測を与える。状態ベクトル予測は、カルマン・フィルタ１５６において実行されるフィルタ平均化、およびＭＨＴ１５２における新たな追跡行路データの既存の追跡行路との連携の双方に用いられ、ターゲット追跡が可能な確率を更新毎に高めるためである。
【００６８】
次に、処理は共用追跡行路生成器１６０に進み、「共用追跡行路」（ｐｕｂｌｉｃ ｔｒａｃｋ）即ち「共用追跡行路ファイル」を形成する。共用追跡行路とは、センサ１７０、例えば、センサ１２〜２７（図１）のいずれかによって与えられた追跡行路データから、ＭＨＴ１５２による追跡の連携のために、そして関連性推測生成器１５４による連携の改善のために生成された追跡行路である。共用追跡行路を形成するには、関連性推測生成器１５４によってローカル座標系で与えられた追跡行路データを変換し、前述のように車両のグローバル座標系でデータを追跡することを含む。共用追跡行路からのデータは、最終的に、センサ・スケジューラ１５８が行うセンサ動作／資源（リソース）スケジューリングのための情報を提供することができる。共用追跡行路生成器１６０は、ターゲット毎に、車両のグローバル座標系において、１つ以上のセンサ、例えば、図１のセンサ１２〜２７に関連するターゲット追跡を行う。
【００６９】
共用追跡行路データは、データ融合部１６２に与えられる。データ融合部１６２は、現行の更新のためそして以前の更新から、多数のセンサ、例えば、センサ１２〜２７（図１）によって与えられる追跡行路ファイルを連携することによって、共用追跡行路を融合する。データ融合については、図４ないし図４Ｄに関連付けて先に詳細に説明した。
【００７０】
次に、融合共用追跡行路ファイルは、追跡行路品質生成器１６４に供給される。有効共用追跡行路ファイルを比較して、最低追跡行路データ分散、追跡行路ファイルの作成時期（ａｇｅ）、および逸した検出または連携の履歴を含む因子に基づいて、品質が最も高い追跡行路ファイルを決定するが、これらには限定されない。
【００７１】
追跡行路品質生成器１６４によって供給される追跡行路ファイルは、判別部１６６によって受け取られる。判別部１６６は、追跡行路品質生成器１６４からのデータ出力を解釈することによって、道路状況（ｒｏａｄ ｓｃｅｎｅ）、即ち、全検出追跡行路を評価する。判別部１６６は、ターゲット・サイズを識別し、多数の追跡行路ファイルを生成するトレーラのような大型で長いターゲットを特定すること、盲点ゾーン検出のような危険の可能性を特定すること、およびセンサ・キューイング（ｓｅｎｓｏｒ ｃｕｅｉｎｇ）が適用可能か否か判定することを含むがこれらに限定されないプロセスを実行する。キュー・データについては、先に説明した。
【００７２】
また、判別部１６６は、共用追跡行路生成器１６０から送られた連携共用追跡行路を受け取り、レーダ・スケジューリングに何らかの変更が必要か否か判断し、センサ・スケジューラ１５８にスケジューリング情報およびキューイング情報を提供する。スケジューリング情報は、種々の因子を含むことができ、ターゲットがあるレーダ・ビーム内で検出され、そのターゲットが非常に危険な状態を表すと見なされる場合に、そのレーダ・ビームにおいてドウェル（ｄｗｅｌｌ）をセンサに行わせる因子が含まれる。判別部１６６によって提供されるスケジューリング情報は、別のセンサからのキュー・データ（ｃｕｅｄ ｄａｔａ）が特定のレーダ・ビームと連携されている場合、センサにそのレーダ・ビームからデータを処理させることができる情報も含むことができる。キューイング情報は、特定のセンサを適応させ、別のセンサによってターゲットが現れると予測された方向にレーダ・ビームの照準を主に向けさせるようにすることができる。
【００７３】
センサ・スケジューラ１５８は、判別部１６６からの情報を受け取り、センサがＭＨＴ１５０に対して追跡行路データの更新を行うべきときを通知し、種々のセンサに、行うべきビーム・ドウェル（ｂｅａｍ ｄｗｅｌｌ）を通知し、更にセンサにいずれかの適切なキュー・データを通知する。
【００７４】
追跡行路品質生成器１６４からのデータ追跡行路は、車両制御衝突管理オペレータ（操作部）１６８によって受け取られる。判別部１６６が行った道路状況の評価、および追跡行路品質生成器１６４が判定した最高品質の追跡行路に基づいて、車両制御衝突管理操作部１６８は、前述のように車両に結合されている安全システムに伴う種々の出力機能を実行することができる。
【００７５】
以上、車両上に配置した種々のセンサによって与えられるデータの融合を行う例をあげて、特定的な実施形態について説明したが、センサ・データを融合する別の実施形態も本発明では可能であることは言うまでもない。別の実施形態は、カルマン・フィルタ１５６以外のフィルタや、ブロック１５０〜１７０の別のシーケンスを含むが、これらに限定される訳ではない。
【００７６】
以上本発明の好適な実施形態について説明したが、その概念を組み込んだ別の実施形態も使用可能であることは、当業者には今や明白であろう。したがって、これらの実施形態は開示した実施形態に限定されるのではなく、特許請求の範囲の精神および範囲によってのみ限定されるべきであると思料する。
【００７７】
この中で引用した全ての刊行物および文献は、その言及により、その全体が本願にも明白に含まれることとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、車両上に配置した近接物体検出（ＮＯＤ）システムのブロック図である。
【図２】
図２は、図１に示す形式のＮＯＤシステムによって設けられるセンサ・ゾーンの繭で包囲した車両の図である。
【図３】
図３は、図１に示す形式のＮＯＤシステムによって設けられるセンサ・ゾーンの繭で包囲され、近接する別の車両と共に道路に沿って走行している車両の図である。
【図４】
図４は、複数のターゲットに囲まれ、１つのターゲットが異なる２つのセンサのセンサ・ゾーンに現れる場合の車両の図である。
図４Ａは、２つの異なるセンサの一方のローカル座標系におけるレーダ報告に対応するプロットである。
図４Ｂは、２つの異なるセンサの他方のローカル座標系におけるレーダ報告に対応するプロットである。
図４Ｃは、図４Ａのローカル座標系に対応する座標系で、図４Ａにおけるセンサからの融合レーダ報告に対応するプロットを示す図である。
図４Ｄは、図４Ｂのローカル座標系に対応する座標系で、図４Ｂにおけるセンサからの融合レーダ報告に対応するプロットを示す図である。
【図５】
図５は、セントラル・トラッカー／データ融合（ＣＴ／ＤＦ：ｃｅｎｔｒａｌ ｔｒａｃｋｅｒ／ｄａｔａ ｆｕｓｉｏｎ）プロセッサを有する近接物体検出（ＮＯＤ）システムのブロック図である。
【図６】
図６は、単一のセンサ処理システムを有する車両上に搭載した近接物体検出（ＮＯＤ）システムのブロック図である。
【図７】
図７は、ＣＴ／ＤＦプロセッサが設けることができる１組の処理エレメント例のブロック図である。

Claims (26)

1. 近接物体検出システムであって、
   輸送手段に結合された複数のターゲット・センサであって、各々がターゲット・データを提供する、ターゲット・センサと、
   前記ターゲット・データを受け取り、該データを処理し、１つ以上の輸送手段安全システムに結合されるプロセッサ出力を提供するプロセッサと、
   を備えた近接物体検出システム。
2. 請求項１記載のシステムにおいて、前記ターゲット・センサは、
   赤外線（ＩＲ）センサ、および
   レーダ・センサ、
   の内少なくとも１つを含むシステム。
3. 請求項２記載のシステムにおいて、前記レーダ・センサは、
   複数の送信ビームにおいてＦＭＣＷ周波数を送信する送信アンテナと、
   複数の受信ビームにおいてＦＭＣＷ周波数を受信する受信アンテナと、
   を備え、前記受信ビームが前記送信ビームとの組み合わせによって、所定のカバレッジ・ゾーンを提供する、システム。
4. 請求項３記載のシステムにおいて、少なくとも１つの送信ビームと少なくとも１つの受信ビームとを有する、システム。
5. 請求項３記載のシステムにおいて、前記所定のカバレッジ・ゾーンがゾーン特性を有し、少なくともその１つが静的に変更可能である、システム。
6. 請求項５記載のシステムにおいて、前記ゾーン特性の内少なくとも１つは、前記ターゲット・センサが特定の送信ビームおよび特定の受信ビームを処理する時間期間の変更を行うように動的にも変更可能である、システム。
7. 請求項２記載のシステムにおいて、プロセッサが中央プロセッサを含む、システム。
8. 請求項２記載のシステムにおいて、前記プロセッサが、２つ以上の分散プロセッサを含み、該２つ以上の分散プロセッサの各々が、当該２つ以上の分散プロセッサと相互に結合される、システム。
9. 請求項２記載のシステムにおいて、前記プロセッサは、
   前記複数のターゲット・センサのそれぞれによって生成された行路ファイルを結合する結合器を備えている、システム。
10. 請求項２記載のシステムにおいて、前記プロセッサは、
    前記１つ以上のターゲット・センサによって提供されるターゲット・データを受け取るように適応された多重推測追跡装置（ＭＨＴ）と、
    前記ＭＨＴに結合された関連性推測生成器と、
    前記関連性推測生成器に結合され、更に前記ＭＨＴに結合された状態変数フィルタと、
    前記関連性推測生成器に結合された共用行路生成器であって、ターゲットに関連する位置行路のローカル座標を輸送手段のグローバル座標系に変換する、共用行路生成器と、
    前記共用行路生成器に結合されたデータ融合装置であって、前記複数のターゲット・センサの各々に関連するデータ行路を結合し、融合共用行路を提供する、データ融合装置と、
    前記データ融合装置に結合された行路品質生成器であって、前記融合共用行路に関連するデータ品質値を決定する、行路品質生成器と、
    前記共用行路生成器および前記行路品質生成器に結合された判別器であって、センサ・スケジューリング情報を提供する、判別器と、
    前記行路品質生成器および前記判別器に結合された輸送手段衝突管理作動装置であって、輸送手段安全システムに対する制御動作を行う、輸送手段衝突管理作動装置と、
    を備えたシステム。
11. 請求項１０記載のシステムにおいて、前記状態変数フィルタがカルマン・フィルタを含む、システム。
12. 請求項１０記載のシステムにおいて、更に、
    前記判別器および前記複数のターゲット・センサの少なくとも１つに結合されたセンサ・スケジューラであって、前記複数のターゲット・センサによって行われるターゲット・データ更新に関連する更新スケジュールを提供する、センサ・スケジューラを備えている、システム。
13. 請求項１２記載のシステムにおいて、前記センサ・スケジューラが、更に、前記レーダ・センサに関連するビーム・ドウェルを提供する、システム。
14. 近接物体検出方法であって、
    輸送手段に結合された複数のターゲット・センサを用いてターゲット追跡を行い、前記ターゲット・センサの各々が所定のカバレッジ・ゾーンにおいて検出カバレッジを提供し、その各々がターゲット・データを与え、
    前記複数のターゲット・センサの各々において前記ターゲット・データをプロセッサにおいて共有し、１つ以上の輸送手段安全システムに結合されたプロセッサ出力を与える、
    ことを含む方法。
15. 請求項１４記載の方法において、前記ターゲット追跡は、
    赤外線（ＩＲ）センサにより撮像すること、および
    レーダ・センサによりレーダ検知すること、
    の内少なくとも一方を含む、方法。
16. 請求項１４記載の方法において、前記レーダ検知が、
    複数の送信ビームを有する送信アンテナを用いてＦＭＣＷ周波数を送信し、
    複数の受信ビームを有する受信アンテナを用いてＦＭＣＷ周波数を受信し、前記受信ビームが前記送信ビームとの組み合わせによって、所定のカバレッジ・ゾーンを提供する、
    ことを含む方法。
17. 請求項１６記載の方法において、少なくとも１つの送信ビームおよび少なくとも１つの受信ビームを有する、方法。
18. 請求項１６記載の方法であって、
    前記カバレッジ・ゾーンを静的に予め決定してゾーン特性を与え、少なくともその１つを静的に変更可能とすることを含む、方法。
19. 請求項１８記載の方法において、更に前記カバレッジ・ゾーンを動的に予め決定し、前記送信および受信ビームから動的に選択された１組の送信および受信ビームに対して、ドウェルを設けることを含む、方法。
20. 請求項１５記載の方法において、前記ターゲット・データの共有は、
    前記複数のターゲット・センサの各々に結合された中央プロセッサを中心として用いて前記ターゲット・データを共有することを含み、前記中央プロセッサが前記複数のターゲット・センサの１つ以上から前記ターゲット・データを受け取る、方法。
21. 請求項１５記載の方法において、前記ターゲット・データの共有は、
    前記複数のターゲット・センサの各々に結合された２つ以上の分散プロセッサを用いた分散共有を含み、前記２つ以上の分散プロセッサが前記複数のターゲット・センサの１つ以上から前記ターゲット・データを受け取る、方法。
22. 請求項１５記載の方法において、前記ターゲット・データの共有は、
    前記複数のターゲット・センサのそれぞれによって生成された行路ファイルを結合することを含む、方法。
23. 請求項１５記載の方法において、前記ターゲット・データの共有は、
    前記１つ以上のターゲット・センサによって提供されるターゲット・データを受け取るように適応された多重推測追跡装置（ＭＨＴ）を用いて行路推測を比較し、
    前記ＭＨＴに結合された関連性推測生成器を用いて行路推測を検査し、
    前記関連性推測生成器に結合され、更に前記ＭＨＴに結合された状態変数フィルタを用いてフィルタ処理を行い、
    前記関連性推測生成器に結合された共用行路生成器を用いて共用行路を生成し、前記共用行路生成器が、ターゲットに関連する位置行路のローカル座標を輸送手段のグローバル座標系に変換し、
    前記共用行路生成器に結合されたデータ融合装置を用いてデータを融合し、前記データ融合装置が、前記複数のターゲット・センサの各々に関連するターゲット・データを結合し、融合共用行路を提供し、
    前記データ融合装置に結合された行路品質生成器を用いて行路品質値を生成し、前記行路品質生成器が、前記融合共用行路に関連するデータ品質値を決定し、
    前記共用行路生成器および前記行路品質生成器に結合された判別器を用いて判別を行い、前記判別器がセンサ・スケジューリング情報を提供し、
    前記行路品質生成器および前記判別器に結合された輸送手段衝突管理作動装置を用いて、前記輸送手段に結合された安全システムの動作を制御し、前記輸送手段衝突管理作動装置が、輸送手段安全システムに対する制御動作を行う、
    ことを含む方法。
24. 請求項２３記載の方法において、前記状態変数フィルタがカルマン・フィルタを含む、方法。
25. 請求項２３記載の方法において、更に、
    前記判別器および前記複数のターゲット・センサの少なくとも１つに結合されたセンサ・スケジューラを用いて前記ターゲット・センサのスケジューリングを行い、前記センサ・スケジューラが、前記複数のターゲット・センサによって行われるターゲット・データ更新に関連する更新スケジュールを提供することを含む、方法。
26. 請求項２５記載の方法において、更に、
    前記センサ・スケジューラを用いて、前記レーダ・センサに関連するビーム・ドウェルを生成する、方法。

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