JP2010500590A - 運動する対象物を検出する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は運動する対象物、特に接近する車両を検出する少なくとも１つの超音波センサを備える装置に関する。加えて当該装置は対象物の相対速度および／または対象物に対する距離を決定する制御ユニット（５）を備え付けられている。測定値を検出する時誤った解釈を回避するために、重要な周辺条件が第２の超音波センサ（６）によって同時に検出され、補正値として信号形成の基礎に置かれる。

Description

従来の技術
本発明は、運動する対象物、特に接近する車両を検出する超音波センサと、一方で測定値としての対象物までの距離および／または対象物に対する相対速度を求め、他方で測定値の検出に関連する周辺条件を求める制御ユニットと、このようにして求められた測定値に基づいて信号を必要に応じてトリガする出力ユニットとを備えている、運動する対象物を検出する装置に関する。

上述したタイプの車両に特有の装置は、実用上、"車線変更支援装置"の名称で良く知られている。この車線変更装置は、位置測定データ、特に車線変更に関連する他車両までの距離および他車両に対する相対速度に基づいて危険値を求める装置である。

車線変更プロセスは特に高速道路や複数車線の自動車専用道路において高い事故の危険をはらんでいる。その原因は、たいてい、車両のドライバが車線変更時に、隣の車線の後方から接近したりまたは死角に存在したりしている他の道路使用者を見落としてしまったりまたは見誤ってしまったりすることにある。

車線変更支援装置は、車線変更時、例えば追い越しをしてもとの車線に戻るときにドライバを支援する。このときの車線変更支援装置の重要な機能は、高速で後方から接近する他車両または死角にある他車両についてドライバに知らせたりまたは警報を発したりする。このことは、衝突事故の回避に大いに寄与する。

車線変更支援装置には少なくとも１つの位置測定装置、例えばレーダーセンサ、LIDARセンサまたは超音波センサが含まれる。これらのセンサは、自車両の側方または後方の領域を監視し、車線変更に関連する他車両に関する情報を送出する。この関連している他車両とは、特に死角にある車両、ならびに、隣の車線の後続の車両、少なくとも直接後方に続いている車両である。

有利には、自車両とほぼ同じ高さにあって、死角にないにもかかわらずドライバから容易に見過ごされるおそれのある他車両も考慮される。ここで少なくとも後続の他車両に関連する位置測定データは、当該の他車両までの距離およびその時間導関数である。特に重要なのは、もちろん直接後方の他車両までの距離およびこれに対する相対速度である。

位置測定データに基づいて、衝突の危険の可能性を表す危険値が求められる。ここでは、一般的には自車両の絶対速度も考慮される。なぜなら、高速のもとでは、大きな安全距離を保持すべきだからである。

ドライバが例えばウィンカをセットすることによりまたはステアリングを操作することによって車線変更支援装置に車線変更の意図を知らせてきたとき、車線変更支援装置は、求められた危険値に基づいて、例えば音響信号あるいは計器板または左のサイドミラーに表示される光表示の形態の警報信号を形成する。

危険値が多値である場合には、例えば危険値が所定の閾値を上回るときに警報信号を出力するようにするか、あるいは、例えば音響信号の音強度を可変にすることによってまたは表示をバー状の形態とすることによって警報信号が直接に危険値を示すようにする。選択的には、車線変更支援装置がアクティブに車線変更を、例えば明示的には要求信号の出力または暗示的には隣接車線の交通の車の流れに乗ることを準備する加速プロセスの導入により提案するために危険値が利用される。それを以て、車線変更の要求は危険値のほか、他の基準に依存してもよい。

EP 16 12 082 A1 明細書によれば、さらに、車両の運動データが求められるほか、周辺条件と、他の交通利用者が（当該の車両の）車線変更に合わせて反応する際の挙動の可能性にプラスに作用する環境影響またはマイナスに作用する環境影響とが考慮される車線変更支援装置が公知である。

重要な環境影響は特に視界状況および道路状況に関連する環境の影響、例えば霧である。車線変更支援装置は特に後続車両のドライバがこのような条件下で大きな車間距離を必要とするという状況を計算に入れることができる。同様に悪い道路状況、例えば雨で濡れた車道または凍結した車道においては後続車両との車間距離をより大きく保たなければならない。

周辺条件を求めるために１つまたは複数のセンサ、例えば周囲光センサ、雨量表示器（この雨量表示器は例えばワイパを制御するための検出装置として既に公知である）等々のセンサを備える検出装置が設けられている。同様に凍結および／または霧専用のセンサまたは検出システムも考えられる。

ただし、このように構成される車線変更支援装置の欠点として、実際には、検出装置により求められた周辺条件がいかなる状況においても外界に対する誤りのない推論をもたらしてくれるわけではないということがわかっている。例えば、フロントガラスは洗車または前方車両（からの飛沫）によって濡れてしまうことがあり、そのため、レインセンサが確かに正しくウィンドウワイパ機能部を作動させていたとしても、それによって道路までもが濡れていると結論づけるのは適切ではないのである。

DE 103 23 639 A1 明細書は検出装置の検出特性を適合化しつつ静止物体を検出するための方法を記載している。このために、例えば超音波またはレーダーセンサが使用される。検出パラメータ、例えば検出装置の感度パラメータは、検出信号、例えば路面状態の良くない地面エコーによって引き起こされる検出信号が統計的に表れる場合に、この障害信号が検出されなくなるまで適合化される。

また、DE 41 20 397 A1 明細書は特に自動車のための無接触での距離測定装置についてきわめて一般的に記載している。この装置は対象物で反射した超音波の伝搬時間を測定するための２つの超音波センサを有している。そこから対象物への距離が算出される。ここで、所定の距離で配設された２つのセンサの間の信号の伝搬時間が補正値として付加的に使用される。

車線変更支援装置およびこれに属するセンサ系の例はDE 40 05 444 A1 明細書、DE 35 00 152 A1 明細書、DE 296 20 357 U1 明細書、DE 43 13 568 C1 明細書、DE 195 26 452 C1 明細書および US 6 400 3 08 B1 明細書に記載されている。

発明の概要
発明が解決しようとする課題
本発明が基礎としている課題は、前述した形式の装置において所望されない誤差の影響がほとんど排除されるような装置を形成することである。特に周辺条件は間違いなく検出されるべきである。

課題を解決するための手段
この課題は本発明により、第１の超音波センサによって運動する対象物の相対速度または距離を求めるのと同時に周辺条件を求めるための第２の超音波センサが少なくとも１つ設けられることによって解決される。

本発明による装置の機能性を説明するための自動車を平面図にて示している。

発明の利点
これによって初めて周辺条件を一貫して誤差の影響なく同時に求めるための第２の超音波センサを使用することができる。第２の超音波センサはここでは特に周辺条件の間断ない監視の役に立ち、そのためきわめて短い反応時間が保証される。これにより、レインセンサ、ワイパ制御部またはそのほかの手段によって検出された温度の情報からの情報の組み合わせは不必要となり、しかも相応の誤差の及ぼす影響または誤った解釈は排除される。もちろん、ここでは第２の超音波センサによって検出された測定値が付加的な機能部、例えば駐車支援装置に対して同時に調製され得ることは排除されているわけではない。

本発明の特に有利な実施形態は、本発明の装置または第２の超音波センサが一体型構成要素または自動車の構成素子の一体型構成要素として構成されていることにより達成される。これにより、このように構成される自動車の製造は著しく簡素化され、車両の動作の確実性が向上される。また、モジュールの構造もまた問題なく同時に実現可能であり、例えば第２の超音波センサとして既存のセンサを使用することができる。

加えて特に実用的であるのは、既存の超音波測定装置、特に電子的駐車支援装置の構成要素として第２の超音波センサが構成されており、走行する間、周辺条件を検出するために制限なく使用できるのである。駐車支援装置の機能とクロスして用いられることについても心配がない。加えてかなり短い駐車支援装置の使用時間の間、周辺条件の検出を省略することができる。

第２の超音波センサを用いて検出された周辺条件は、制御ユニットを用いて、接近する車両に関する測定値の解釈支援をドライバに提供するため、ドライバのための信号へ変換することができるはずである。これに対して特に有利には、制御ユニットによって信号をトリガするための閾値は検出された周辺条件に基づいて自動的に調整可能である。これによって、運動する対象物の検出された距離または相対速度測定値の誤った評価は回避され、それによってより簡素な手段で動作の確実性は改善される。すなわち、検出された測定値が予め定められている妥当的検査を考慮した基準を満足するまで、特に感度としての閾値は検出された周辺条件に応じて徐々にまたは無段階に変更される。

さらに特に目的に適っているのは、本発明の装置はドライバの個々の要求へ信号形成を適応化するため制御ユニットによって調整される閾値を手動で変更するための入力ユニットを有する場合である。例えば、個々の運転経験に応じた特に運転初心者のための予備選択を容認する異なる（複数の）閾値もまた補完的に選択可能である。

同様に有利であるのは、制御ユニットのメモリユニットから、超音波センサの予め定められたセンサパラメータが検出された周辺条件に基づいて選択される場合である。これにより、予め定められたセンサパラメータを、経験値に基づいてそれぞれの周辺条件にとって有意または有効であると分類（クラシフィケーション）された補正値として使用することができる。

加えて、更に有利な本発明の形態は検出された周辺条件に基づいて超音波センサの感度を調節可能であるため、所望されない信号は検出されず、それゆえより簡素な手段で信号処理に依存せずに周辺条件への適合化が行われることによって実現される。

本発明のほかの特に重要な形態は超音波センサが自動車の側方および／または後方に延在する検出領域を有することにより達成される。後方の超音波センサは後方に向かって４５°の視界方向を有しており、車両の尾部にある。前方のセンサは側方に向かって配向されている。後方のセンサは死角の対象物を認識する。前方のセンサはガードレールや対向交通のような対象物を車間距離やその時間について妥当的検査し、警報信号を抑圧する。

さらに、光学的および／または音響的な警告信号を発生するための手段が使用目的に応じて用いられる。なぜなら、一方ではドライバに注意を喚起するためであり、他方では走行中に生じた事象によって全体として運転時の安全悪化の結果を生ずるおそれのあるわき見を回避するためである。

周辺条件という概念はここでは例えばそれぞれ超音波センサに対して様々な影響を与える温度、湿度または雨もまた含む。例えば音波インパルスの振幅（強度）の減衰は温度および湿度に依存する。路面で反射されたエコーの評価および比較により支配的な減衰を推測し、温度対湿度比を推論することは可能である。

振幅の減衰に加えて、雨の時濡れた道路のために路面ノイズに対して増大した道路走行時の雑音が重なり合う。その結果、全体の雑音レベルはセンサにとってかなり高く現れる。

そのような影響ファクターおよび検出された付帯状況は信号を形成する中で有意義に考慮される。

周辺雑音を推定するために第２の超音波センサは「パッシブモード」に切り替えられる。このモードでは超音波センサは音波を送信しない。それゆえ、外部雑音だけ周辺から検出される。時間依存性の閾値によって、この閾値が超過される時点はノイズ振幅に比例する。この問題は例えば死角を監視する前方および側方のセンサによって処理される。なぜなら、死角を監視する間、状況を解釈するために絶えずアクティブであるためである。これらセンサは複数のサイクルにわたる雑音振幅を推定するために「パッシブモード」で作動される。

図面
本発明を図示し以下に詳細に説明する。図１は本発明による装置の機能性を説明するための自動車を平面図にて示している。

実施例の説明
図１には描写されない接近する車両を検出するための本発明による装置を備えている自動車１が示されている。当該装置は前部（フロント）領域並びに尾部（リア）領域内に配設される複数の第１の超音波センサ２，３を有しており、これら第１の超音波センサは結合装置４によって接近する車両の相対速度および距離を求めるための制御ユニット５と接続されている。さらに当該装置は周辺条件を求めるための複数の更なる駐車支援システムに配属された超音波センサ６と接続されている。こうして、第１の超音波センサ２，３によって接近する車両の相対速度および距離を求めると同時に周辺条件の検出が可能となる。この手段によって、検出された重要な周辺条件は、補正値として、出力ユニット７により必要に応じてトリガされる警報信号の基礎となり、こうして誤った信号が回避される。

Claims (10)

1. 運動する対象物、特に接近する車両を検出する第１の超音波センサ（２，３）と、一方で測定値としての対象物までの距離および／または対象物に対する相対速度を求め、他方で測定値の検出に関連する周辺条件を求める制御ユニット（５）と、このようにして求められた測定値に基づいて信号を必要に応じてトリガする出力ユニット（７）とを備えている、装置において、
   前記第１の超音波センサ（２，３）によって運動する対象物の相対速度または距離を求めると共に、周辺条件を求めるために少なくとも１つの第２の超音波センサ（６）が設けられていることを特徴とする装置。
2. 当該の装置および／または前記第２の超音波センサ（６）は自動車（１）の一体型構成要素または該自動車（１）の構成素子の一体型構成要素として構成されている、請求項１記載の装置。
3. 前記第２の超音波センサ（６）は既存の超音波測定装置、特に電子的駐車支援装置の構成要素として構成されている、請求項１または２記載の装置。
4. 前記制御ユニット（５）によって前記信号をトリガするための閾値が検出された周辺条件に基づいて自動的に調整される、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 前記制御ユニット（５）によって調整される閾値を手動で変更するための入力ユニットを有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 前記制御ユニット（５）のメモリユニットによって予め定められる前記第１の超音波センサ（２，３）のセンサーパラメータは検出された周辺条件に基づいて選択される、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 検出された周辺条件に基づいて、前記第１の超音波センサ（２，３）の感度が調整される、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 前記第１の超音波センサ（２）および前記第２の超音波センサ（６）は自動車の側方および／または後方にまで延在する検出領域を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 当該の装置は光学的および／または音響的な警報信号を形成するための手段を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 当該の装置は運動する対象物を検出する装置として構成される、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。

Images