In einer Objekterkennungsvorrichtung, die eine Radareinheit für ein Fahrzeug verwendet, wird, wenn die Radareinheit am Fahrzeug angebracht ist, eine Übertragungswelle in einem geeigneten Winkelbereich in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs ausgegeben, wobei ein Randbereich zu einer Toleranz des Anbringungswinkels der Radareinheit am Fahrzeug hinzugefügt wird. Die Laserstrahlen werden auf ein Ziel ausgestrahlt, das in einer vorbestimmten Positionsbeziehung zur am Fahrzeug angebrachten Radareinheit angeordnet ist, um einen Laserstrahl zu extrahieren, der die maximale Lichtempfangsintensität in jeder der X-Achsen- und Y-Achsen-Richtungen bereitstellt. Außerdem wird ein vorbestimmter Winkelbereich in jeder der X-Achsen- und Y-Achsen-Richtungen eingestellt, so daß der Laserstrahl, der die maximale Lichtempfangsintensität bereitstellt, darin mittig angeordnet ist, und als ein Erkennungsbereich verwendet.
Beschreibung[de]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung,
die Übertragungswellen über einen vorbestimmten Winkelbereich in der jeweiligen
vertikalen (Fahrzeughöhe) und horizontalen (Fahrzeugbreite, seitlich) Richtung von
einem Fahrzeug aussendet (emittiert) oder ausstrahlt, um vor dem Fahrzeug befindliches
Objekt auf der Grundlage der von diesem Objekt reflektierten Wellen zu erkennen,
und außerdem eine Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit.
In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-40139 ist eine
Objekterkennungsvorrichtung beschrieben, die eine optische Welle oder eine Millimeterwelle
aussendet, um eine reflektierte Welle zur Erkennung eines in Vorwärtsrichtung vorhandenen
Objekts zu erfassen. Eine derartige Vorrichtung kann z.B. als Vorrichtung, die ein
Fahrzeug in Vorwärtsrichtung erfaßt und einen Alarm ausgibt, als Vorrichtung, die
eine Fahrzeuggeschwindigkeit zur Beibehaltung eines vorbestimmten Abstands (Zwischenfahrzeugabstand)
zwischen dem Fahrzeug selbst (betreffendes Fahrzeug) und dem vorherigen Fahrzeug
zu steuern, oder ähnliche Vorrichtungen verwendet werden. D.h., diese Vorrichtung
wird angewendet, um ein in Vorwärtsrichtung vorhandenes Fahrzeug zu erkennen.
Die zuvor genannte Objekterfassungsvorrichtung ist dazu ausgelegt,
mehrere Übertragungswellen über einen vorbestimmten Winkelbereich in der entsprechenden
vertikalen und horizontalen Richtung eines Fahrzeugs nach vorne auszustrahlen, um
ein vorhergehendes Fahrzeug auf der Grundlage der reflektierten Wellen dreidimensional
zu erkennen. Dabei werden in einem Fall, in dem ein reflektierendes Objekt (ein
eine Reflektion verursachendes Objekt) in einer Höhe oder in einem Bereich liegt,
in dem ein Fahrzeug normalerweise nicht vorhanden ist, für eine Nichtfahrzeugerkennung
(ein anderes Objekt, das kein Fahrzeug ist) unterschiedliche Übertragungswellenausgangspegel
entsprechend den Übertragungswellenausgangsbereichen oder -zonen eingestellt, um
die Identifizierung eines Nichtfahrzeugs als ein Fahrzeug zu erschweren, oder es
wird eine Nichtfahrzeugunterscheidung durch die Verwendung einer Nichtfahrzeugentscheidungstabelle
zur Unterscheidung eines Nichtfahrzeugs von einem Fahrzeug durchgeführt. In diesem
Fall stellt die Nichtfahrzeugentscheidungstabelle eine dreidimensionale Tabelle
dar, in der ein Reflektionswellenempfangsintensitätsbereich zur Unterscheidung zwischen
einem Nichtfahrzeug und einem Fahrzeug in einen Zustand eingestellt wird, der einem
Existenzbereich eines reflektierenden Objekts zugeordnet ist, wobei eine Fahrzeugbreite,
eine Fahrzeughöhe und eine Fahrzeugvorwärtsrichtung entsprechend durch X-, Y- und
Z-Achsen dargestellt werden.
Wie oben erwähnt, ist es jedoch für die Änderung des Übertragungswellenausgangspegels
entsprechend eines Übertragungswellenausgangsbereichs oder für die Unterscheidung
eines Nichtfahrzeugs durch die Verwendung der Nichtfahrzeugentscheidungstabelle
notwendig, daß eine Radareinheit, die die reflektierten Wellen erfaßt, an einem
Fahrzeug mit äußerst hoher Genauigkeit angebracht wird. Mit anderen Worten bereitet
die Unterscheidung zwischen einem Nichtfahrzeug und einem Fahrzeug Schwierigkeiten,
wenn eine Übertragungswellenausgangsachse in Abhängigkeit von dem Anbringungszustand
der Radareinheit verschoben wird, da ein Bereich, in dem ein reflektierendes Objekt
vorhanden ist, nicht genau unterschieden werden kann.
Aus diesem Grund paßt, wenn eine Radareinheit an einem Fahrzeug angebracht
ist, ein Bediener dessen Anbringungswinkel unter Verwendung eines Einstellbolzens
oder ähnlichem an. Die Anpassung erweist sich jedoch als schwierig, da die Toleranz
(tolerierbarer Bereich) des Anbringungswinkels der Radareinheit kleiner (schmaler)
geworden ist, und die Anpassung Zeit benötigt, was zu erhöhten Herstellungskosten
führt.
Außerdem ist eine Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit bekannt, die
einen Abstand und eine Relativgeschwindigkeit zu einem vorhergehenden Fahrzeug zur
Konstanthaltung eines Zwischenfahrzeugabstands mißt, wobei die Wahrscheinlichkeit
dafür, daß ein vorhergehendes Fahrzeug und das betreffende Fahrzeug (dieses Fahrzeug)
auf derselben Fahrbahn vorhanden sind, berechnet wird, um ein vorhergehendes Fahrzeug
als ein Objekt (Gegenstück) zur Zwischenfahrzeugabstandssteuerung auf der Grundlage
der berechneten Wahrscheinlichkeit auszuwählen, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. HEI 8-279099 beschrieben ist. Genauer gesagt wird bei der in diesem Dokument
beschriebenen Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit dann, wenn z.B. mehrere Objekte
(Körper) erfaßt werden, die Position jedes der Objekte in eine Wahrscheinlichkeitstabelle
für dieselbe Fahrbahn eingegeben wird, die im voraus durch tatsächliche Messungen
erstellt wurde, um die jeweilige Wahrscheinlichkeit dafür zu erhalten, daß ein jeweiliges
Objekt auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug vorhanden ist (mit anderen
Worten die Priorität für die Behandlung als Objekt der Zwischenfahrzeugabstandssteuerung),
um das Objekt auszuwählen, das die größte Wahrscheinlichkeit als vorhergehendes
Fahrzeug, das ein Gegenstück für die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung darstellt,
besitzt. Die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung wird verwendet, um den Abstand hinsichtlich
des ausgewählten vorhergehenden Fahrzeugs aufrechtzuerhalten.
Die zuvor genannte Wahrscheinlichkeitstabelle für dieselbe Fahrbahn,
die für die herkömmliche Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit verwendet wird, besteht
aus mehreren Bereichen, und es ist eine Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein
eines vorhergehenden Fahrzeugs auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug
für jeden Bereich zugewiesen oder gegeben. Wenn diese Wahrscheinlichkeitstabelle
für dieselbe Fahrbahn jedoch sowohl für ein haltendes (stationäres) Objekt als auch
für ein bewegtes Objekt verwendet wird, die durch eine Vorwärtshinderniserkennungsverarbeitung
erkannt werden, entstehen die folgenden Probleme:
Es kann z.B. in einem Fall, in dem ein Hindernis, das ein haltendes Objekt ist,
durch die Vorwärtshinderniserkennungsverarbeitung erkannt wird, die Wahrscheinlichkeit
für das Vorhandensein auf derselben Fahrbahn ohne Abhängigkeit vom Abstand zum Hindernis
auf einen niedrigen Wert eingestellt werden, da das haltende Objekt als ein stationäres
Element erkannt wird, wenn es außerhalb der betreffenden Fahrbahn (Fahrbahn des
betreffenden Fahrzeugs) vorhanden ist. In einem Fall jedoch, in dem ein Hindernis,
das ein bewegtes Objekt ist, durch die Vorwärtshinderniserkennungsverarbeitung erkannt
wird, besteht sogar dann die Möglichkeit (Wahrscheinlichkeit), daß das bewegte Objekt
unmittelbar vor dem betreffenden Fahrzeug auf die Fahrbahn einfährt, wenn es außerhalb
der betreffenden Fahrbahn vorhanden ist. Aus diesem Grund besteht insbesondere,
wenn der Abstand zum Hindernis kurz ist, die Notwendigkeit, die Wahrscheinlichkeit
für das Vorhandensein auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug in gewissem
Grad auf einen hohen Wert einzustellen.
Somit wird, da die herkömmliche Wahrscheinlichkeitstabelle für dieselbe
Fahrbahn sowohl für das haltende Objekt als auch für das bewegte Objekt, die durch
die Vorwärtshinderniserkennungsverarbeitung erkannt werden, verwendet wird, die
Wahrscheinlichkeit nicht in Verbindung mit einem Zustand des Objekts eingestellt,
so dass es schwierig ist, ein Objekt für die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung genau
auszuwählen.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung,
die Übertragungswellen über einen geeigneten Winkelbereich ausgibt, und die eine
hinreichende Toleranz erlaubt, wenn eine Radareinheit an einem Fahrzeug angebracht
ist, und außerdem eine Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit anzugeben, die ein
Objekt für die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung genau auswählen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung
gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung auf: eine Einstelleinrichtung zum
Einstellen eines Winkelbereichs der Aussendung (Emission) (Ausstrahlung) einer Übertragungswelle
in mindestens einer der vertikalen und horizontalen Richtungen eines Fahrzeugs auf
einen Winkelbereich, der kleiner als ein vorbestimmter Emissionswinkelbereich ist,
der durch eine Radareinheit errichtet werden kann, auf der Grundlage eines Ergebnisses
der/des Übertragung/Empfangs in Bezug zu einem durch die Radareinheit erfassten
vorbestimmten Ziel, und zur Erkennung eines reflektierenden Objekts, wobei die Radareinheit
die Übertragungswelle in dem durch die Einstelleinrichtung eingestellten kleineren
Winkelbereich aussendet.
D.h., daß ein Winkelbereich (kleinerer Winkelbereich), in dem ein
Fahrzeug oder ähnliches in Vorwärtsrichtung Vorhandenes als ein reflektierendes
Objekt erfaßt wird, auf der Grundlage eines Übertragungs-/Empfangsergebnisses hinsichtlich
eines durch die Radareinheit erfassten Ziels eingestellt wird. Daher ist die Einstellung
eines geeigneten Übertragungswellenausstrahlungsbereichs sogar dann möglich, wenn
die Radareinheit eine ausreichende Toleranz für einen Anbringungswinkel aufweist.
Dieses kann die Anpassung des Anbringungswinkels des Radars vereinfachen, was zu
einer Verringerung der Herstellungskosten führt.
In diesem Fall ist das vorbestimmte Ziel vorzugsweise ein in einem
vorbestimmten Abstand angeordnetes und in einer vorbestimmten Höhe in Bezug auf
das Fahrzeug, auf dem die Radareinheit angebracht ist, angeordnetes festes Objekt.
Somit kann, wenn ein festes Objekt als Ziel verwendet wird, der Übertragungswellenausstrahlungswinkel
für die Erkennung eines Objektes auf der Grundlage einer von dem festen Objekt reflektierten
Welle genau auf einen gewünschten Bereich eingestellt werden.
Zusätzlich ist die Radareinheit in dieser Konfiguration vorzugsweise
dazu ausgelegt, mehrere Übertragungswellen in der vertikalen und horizontalen Richtung
des Fahrzeugs auszusenden, und die Einstelleinrichtung stellt den kleineren Winkelbereich
so ein, daß die Übertragungswelle, die einen Winkel aufweist, bei dem die von dem
vorbestimmten Ziel reflektierte Welle einen maximalen Empfangspegel zeigt, in der
Mitte des schmaleren Winkelbereichs liegt. D.h., dass das vorbestimmte Ziel an der
Mittenposition des Übertragungswellenausstrahlungsbereichs angeordnet wird und der
kleinere Winkelbereich, in dem die Übertragungswellen ausgesendet werden, so eingestellt
wird, dass eine Übertragungswelle, die auf dieses Ziel gerichtet ist, in dessen
Mitte angeordnet ist. Somit wird die Einstellung des kleineren Winkelbereichs erleichtert,
und der Winkel ist auf die Mitte der Ausgangsachse der Übertragungswelle anpassbar.
Weiter vorzugsweise wird der Übertragungswellenaussendungswinkel so
eingestellt, daß sich die in einer vertikalen Richtung zueinander
benachbarten Übertragungswellen teilweise in ihren Randbereichen überlagern. Wenn
die Übertragungswelle z.B. eine optische Welle ist, hängt ihre Auflösung im Prinzip
von dem Durchmesser des optischen Strahls ab. Wie oben erwähnt kann jedoch auf die
Weise, daß ein Überlagerungsbereich am Randbereich zwischen den benachbarten Übertragungswellen
in vertikaler Richtung vorgesehen ist, eine Unterscheidung zwischen einem Fall,
in dem eine reflektierte Welle im Zusammenhang mit einer jeweiligen Übertragungswelle
selbst auftritt, und einem Fall, in dem eine reflektierte Welle im Zusammenhang
mit jeweiligen beiden benachbarten Übertragungswellen auftritt, getroffen werden.
Dieses verbessert die Auflösung in vertikaler Richtung.
Weiterhin sendet die Radareinheit, wenn die Einstelleinrichtung den
kleineren Winkelbereich einstellt, eine Übertragungswelle innerhalb eines Winkelfehlerrandbereichs
(Winkeltoleranz) für die Anbringung der Radareinheit am Fahrzeug an das Ziel aus.
In dem Fall, in dem das Ziel auf die Mittenposition im Übertragungswellenaussendungsbereich
eingestellt wird, kann die von dem Ziel reflektierte Welle immer empfangen werden,
wenn eine Übertragungswelle innerhalb des Anbringungswinkelfehlerrandbereichs ausgesendet
wird.
Weiter vorzugsweise weist die Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung
außerdem eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung eines Ausgangsachsenmittenwinkels
der Radareinheit auf der Grundlage des Empfangspegels der von oberen und unteren
Seiten einer Übertragungswelle eines Winkels mit einem maximalen Empfangspegel ausgesendeten
Übertragungswellen auf. Wenn das Ziel in entgegengesetzter Beziehung zu einer Übertragungswelle
steht, wird der Empfangspegel der vom Ziel reflektierten Welle maximal. Sogar diejenigen
Übertragungswellen, die von den oberen und unteren Seiten der Übertragungswelle
ausgesendet werden, erzeugen die vom zu empfangenden Ziel reflektierten Wellen,
auch wenn der Empfangspegel niedrig ist. Dabei wird zum Beispiel, wenn das Ziel
näher am Übertragungswellenaussendungsbereich der unteren Seite als am Übertragungswellenaussendungsbereich
der oberen Seite ist, der Empfangspegel der reflektierten Welle der (aufgrund der)
Übertragungswelle (übertragene Welle) der unteren Seite größer als der Empfangspegel
der reflektierten Welle der Übertragungswelle der oberen Seite. Daher kann der Ausgangsachsenwinkel
in dem Winkelbereich der an einer Mittenposition auszusendenden Übertragungswelle
im Detail auf der Grundlage des Verhältnisses oder des Unterschiedes zwischen den
Empfangspegeln der reflektierten Wellen der oberen und unteren Seite der Übertragungswellen
oder ähnlichem berechnet werden. Dieses ermöglicht es, daß der Ausgangsachsenwinkel
der Radareinheit mit hoher Genauigkeit erfaßt werden kann.
Weiter vorzugsweise weist die Fahrzeugobjekterkennungseinrichtung
außerdem auf: eine Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden, ob die Ausgangsachse
der Radareinheit eine Aufwärtsdrehung oder eine Abwärtsdrehung durchführt, wenn
der Ausgangsachsenmittenwinkel außerhalb eines Bezugswinkelbereichs liegt, wobei
gemäß einer Abwärtsdrehungs- oder Aufwärtsdrehungsentscheidung der Entscheidungseinrichtung
eine Erkennungseinrichtung die Wahrscheinlichkeit, daß ein reflektierendes Objekt
als ein Fahrzeug erkannt wird, auf der Grundlage der reflektierten Welle einer in
einem Winkel der unteren oder oberen Seite hinsichtlich der Mittenposition des kleineren
Winkelbereichs ausgesendeten Übertragungswelle verringert. D.h., daß in einem Falle,
in dem der Ausgangsachsenmittenwinkel außerhalb eines vorbestimmten Bezugswinkelbereichs
liegt, eine Entscheidung getroffen werden kann, ob die Radareinheit angebracht ist,
um eine Abwärtsdrehung oder eine Aufwärtsdrehung durchzuführen. In dem Fall, in
dem die Radareinheit angebracht ist, um eine Abwärtsdrehung durchzuführen, besteht
z.B. eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß eine von einem Winkel an der unteren Seite
in Bezug auf die Mittenposition des kleineren Winkelbereichs ausgesendete Übertragungswelle
von einem reflektierenden Objekt wie z.B. einem an einer Fahrbahn angebrachten Katzenauge
(Delineator) reflektiert wird. Somit ist es nach der Abwärtsdrehungsentscheidung
oder der Aufwärtsdrehungsentscheidung, wenn die Wahrscheinlichkeit, daß das reflektierende
Objekt als ein Fahrzeug erkannt wird, auf der Grundlage der reflektierten Welle
einer in einem Winkel der unteren oder oberen Seite der Mittenposition des kleineren
Winkelbereichs ausgesendeten Übertragungswelle verringert wird, möglich, die Möglichkeit,
daß ein Nichtfahrzeug fälschlicherweise als ein Fahrzeug erkannt wird, zu verringern.
Wenn außerdem der berechnete Ausgangsachsenmittenwinkel ein Abwärtsdrehungswinkel
in Bezug auf einen Bezugswinkel in einem Fall ist, in dem nur die reflektierte Welle
einer von einer unteren Seite in Bezug auf eine Übertragungswelle eines Winkels
mit einem maximalen Empfangspegel erfaßt wird, kann die Erfassungseinrichtung erkennen,
daß das reflektierende Objekt kein Fahrzeug ist. D.h. in einem Fall, in dem die
Radareinheit so angebracht ist, daß sie sich aufwärts dreht, wenn die reflektierte
Welle nur aufgrund einer Übertragungswelle auftritt, die von einer unteren Seite
in Bezug auf eine Übertragungswelle eines Winkels mit dem höchsten Empfangspegel
ausgesendet wird, kann, da die vertikale Position dieses reflektierenden Objekts
sehr niedrig ist, eine Entscheidung getroffen werden, daß die Reflektion nicht von
einem Fahrzeug herrührt. Somit wird durch genaues Erfassen des Winkels der Ausgangsachse
der Radareinheit unter Verwendung der oben erwähnten Berechnungseinrichtung die
Unterscheidung zwischen einem Fahrzeug und einem Nichtfahrzeug mit höherer Genauigkeit
möglich.
Weiter vorzugsweise weist die Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung
auf: eine Schätzeinrichtung zum Schätzen eines Ausgangsachsenmittenwinkels einer
Übertragungswelle in einer vertikalen Richtung der Radareinheit auf der Grundlage
einer von einem Reflektor eines vorhergehenden Fahrzeugs, das einer vorbestimmten
Bedingung genügt, stammenden reflektierten Welle, und eine Korrektureinrichtung
zum Korrigieren des berechneten Ausgangsachsenmittenwinkels, wenn der von der Schätzeinrichtung
geschätzte Ausgangsachsenmittenwinkel gegenüber dem von der Berechnungseinrichtung
berechneten Ausgangsachsenmittenwinkel verschoben ist.
Sogar wenn der Übertragungswellenaussendungsbereich unter Verwendung
eines vorbestimmten Ziels auf einen gewünschten Bereich eingestellt wird, verändert
sich der Aussendungsbereich mit dem Beladungszustand des Fahrzeugs, der Anzahl der
Fahrzeuginsassen und ähnlichem. Außerdem kann sich der Anbringungszustand der Radareinheit
aufgrund von Vibrationen oder ähnlichem verändern, wenn das Fahrzeug neuerlich fährt.
Daher wird eine Entscheidung getroffen, ob sich der durch die Verwendung eines vorbestimmten
Ziels berechnete Ausgangsachsenmittenwinkel verschoben hat, und es wird die Korrektur
durchgeführt, wenn er sich verschoben hat.
Dementsprechend erfaßt diese Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung die
Verschiebung des Ausgangsachsenmittenwinkels der Radareinheit durch die Verwendung
eines Reflektors, der stets am Fahrzeug angebracht ist. Konkret ist der Reflektor
im Fall eines Personenfahrzeugs an einer fernen Position von etwa 75 cm oberhalb
des Bodens (Grund) angebracht, wobei der Unterschied in der Höhe der Anbringung
zwischen den Motorfahrzeugen gering ist. Dieses ermöglicht es, daß der Ausgangsachsenmittenwinkel
einer Übertragungswelle in der vertikalen Richtung der Radareinheit auf der Grundlage
einer von einem Reflektor eines vorhergehenden Fahrzeugs, das einer vorbestimmten
Bedingung genügt, die ein Personenfahrzeug anzeigt, reflektierten Welle geschätzt
werden kann. Wenn sich der geschätzte Ausgangsachsenmittenwinkel von dem berechneten
Ausgangsachsenmittenwinkel unterscheidet, wird die Korrektur hinsichtlich des berechneten
Ausgangsachsenmittenwinkels durchgeführt.
In dieser Konfiguration schätzt vorzugsweise die Schätzeinrichtung
den Ausgangsachsenmittenwinkel, wenn ein vorhergehendes Fahrzeug in einem Abstandsbereich,
der durch vorbestimmte obere und untere Grenzen vorgegeben ist, vorhanden ist. D.h.,
wenn der Abstand zum vorhergehenden Fahrzeug kürzer als der untere Grenzabstand
ist, wird der Empfangspegel der von dem Fahrzeugkörper reflektierten Welle hoch,
was die Unterscheidung der von dem Reflektor stammenden reflektierten Welle erschwert.
Wenn andererseits der Abstand zum vorhergehenden Fahrzeug den oberen Grenzabstand
überschreitet, wird der Empfangszustand der reflektierten Welle leicht unstabil.
Weiter vorzugsweise schätzt die Schätzeinrichtung den Ausgangsachsenmittenwinkel,
wenn die seitliche Breite eines vorhergehenden Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs liegt. Dieses ermöglicht es, den Ausgangsachsenmittenwinkel hinsichtlich
Personenfahrzeuge, die näherungsweise in derselben Höhe oberhalb des Bodens angeordnete
Reflektoren aufweisen, zu korrigieren.
Zusätzlich weist eine Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit gemäß
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auf: eine Meßeinrichtung (Abstandserfassung)
zur Aussendung (Ausstrahlung) einer Übertragungswelle um das betreffende (ihr eigenes)
Fahrzeug zur Erfassung eines Abstands zu einem reflektierenden Objekt und eines
Aussendungswinkels der Übertragungswelle auf der Grundlage eines Ergebnisses der
Erfassung einer reflektierten Welle der Übertragungswelle, eine Berechnungseinrichtung
zur Berechnung einer Relativposition und einer Relativgeschwindigkeit des reflektierenden
Objekts in Bezug auf das betreffende Fahrzeug auf der Grundlage des Abstands und
des Aussendungswinkels, die durch die Meßeinrichtung erfaßt werden, eine Objektzustandsentscheidungseinrichtung
zum Entscheiden, ob sich das reflektierende Objekt bewegt oder hält, auf der Grundlage
der von der Berechnungseinrichtung berechneten Relativgeschwindigkeit, eine Berechnungseinrichtung
für eine Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn zur Änderung einer Wahrscheinlichkeit
für das Vorhandensein des reflektierenden Objekts auf derselben Fahrbahn wie das
betreffende Fahrzeug, die dem reflektierenden Objekt zuzuweisen ist, auf der Grundlage
der Relativposition, die von der Berechnungseinrichtung gemäß dem von der Entscheidungseinrichtung
bestimmten Bewegungs-/Haltezustand des reflektierenden Objekts, und eine Zwischenfahrzeugabstandssteuereinrichtung
zum Auswählen eines vorhergehenden Fahrzeugs für eine Zwischenfahrzeugabstandssteuerung
auf der Grundlage der von der Berechnungseinrichtung für die Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn zugewiesenen Wahrscheinlichkeit, um einen Zwischenfahrzeugabstand
in Bezug zum ausgewählten vorhergehenden Fahrzeug zu steuern.
Somit erhält die Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung die Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein des reflektierendes Objekts
auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug entsprechend einem Zustand des
reflektierenden Objekts und wählt das reflektierende Objekt, d.h. ein vorhergehendes
Fahrzeug, für die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung aus. Dementsprechend kann z.B.
die Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein auf derselben Fahrbahn wie das betreffende
Fahrzeug unter Berücksichtigung des Bewegungszustands oder Haltezustands des vorhergehenden
Fahrzeugs erhalten werden. Demzufolge kann die genaue Auswahl des vorhergehenden
Fahrzeugs, das ein Objekt für die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung darstellt, auf
der Grundlage eines Zustands des vorhergehenden Fahrzeugs durchgeführt werden.
Zusätzlich enthält die Berechnungseinrichtung für eine Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn in dieser Konfiguration eine Wahrscheinlichkeitstabelle für
haltende Objekte, die eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für das
Vorhandensein auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug angibt, die einer
Relativposition des reflektierenden Objekts, das einen Haltezustand als Entscheidungsergebnis
der Objektzustandsentscheidungseinrichtung annimmt, zugeordnet ist, eine Wahrscheinlichkeitstabelle
für bewegte Objekte, die eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für das Vorhandenseins
auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug angibt, die einer Relativposition
des reflektierten Objekts, das einen bewegten Zustand als Entscheidungsergebnis
der Objektzustandsentscheidungseinrichtung annimmt, zugeordnet ist, und eine Wahrscheinlichkeitserfassungseinrichtung
zum Erhalten einer Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein des reflektierenden
Objekts auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug unter Anwendung der
von der Berechnungseinrichtung berechneten Relativposition auf die Wahrscheinlichkeitstabelle
für den Zustand des reflektierenden Objekts, für das die Objektzustandsentscheidungseinrichtung
eine Entscheidung trifft.
Somit wird eine Wahrscheinlichkeitstabelle für das Vorhandensein auf
derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug für jeden Zustand eines reflektierenden
Objekts vorbereitet, wodurch jedem bewegten und haltenden Objekt eine geeignete
Wahrscheinlichkeit zugewiesen wird.
Weiterhin schreiben die Wahrscheinlichkeitstabelle für haltende Objekte
und die Wahrscheinlichkeitstabelle für bewegte Objekte in dieser Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit
die Relativposition des reflektierenden Objekts auf der Grundlage eines Abstands
in seitlicher Richtung des betreffenden Fahrzeugs und eines Abstands in Vorwärtsrichtung
des betreffenden Fahrzeugs vor, und es wird ein Wahrscheinlichkeitszuweisungsbereich
der Wahrscheinlichkeitstabelle für haltende Objekte, in dem die Wahrscheinlichkeit
für das Vorhandensein auf derselben Fahrbahn zugewiesen wird, kleiner als ein Wahrscheinlichkeitszuweisungsbereich
der Wahrscheinlichkeitstabelle für bewegte Objekte eingestellt, in dem die Wahrscheinlichkeit
für das Vorhandensein auf derselben Fahrbahn zugewiesen wird.
Zum Beispiel besteht sogar in einem Fall, in dem die vorliegende Relativposition
eines bewegten Objekts nicht auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug
liegt, die Notwendigkeit, einen breiten Wahrscheinlichkeitszuweisungsbereich einzustellen,
da die Wahrscheinlichkeit vorliegt, daß das bewegte Objekt danach auf derselben
Fahrbahn vorhanden sein wird. Andererseits kann in einem Fall, in dem die vorliegende
Relativposition eines haltenden Objekts nicht auf derselben Fahrbahn wie das betreffende
Fahrzeug liegt, der Wahrscheinlichkeitszuweisungsbereich kleiner als der Wahrscheinlichkeitszuweisungsbereich
für den Fall des bewegten Objekts eingestellt werden, da die Wahrscheinlichkeit,
daß dieses haltende Objekt danach auf derselben Fahrbahn vorhanden sein wird, als
sehr gering betrachtet wird.
Somit wird, wenn eine Entscheidung zwischen einem haltenden reflektierenden
Objekt zur Verwendung eines bewegten reflektierenden Objekts und Wahrscheinlichkeitstabellen,
die sich in dem Wahrscheinlichkeitszuweisungsbereich unterscheiden und gemäß dem
Objektzustand vorbereitet sind, die geeignete Zuweisung einer Wahrscheinlichkeit
gemäß einem Objektzustand möglich.
Weiterhin weist die Wahrscheinlichkeitstabelle für haltende Objekte
in dieser Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit eine Wahrscheinlichkeitsverteilung
über der Länge in seitlicher oder horizontaler Richtung entsprechend der Breite
einer Fahrbahn, auf der das betreffende Fahrzeug fährt, auf, und die Wahrscheinlichkeitsverteilung
ist seitlich in Richtung einer Mitte in seitlicher Richtung schmaler, wenn der Abstand
vom betreffenden Fahrzeug in dessen Vorwärtsrichtung nach dem Überschreiten eines
vorbestimmten Abstands größer wird, und zeigt eine niedrigere Wahrscheinlichkeit,
wenn der Abstand in Vorwärtsrichtung des betreffenden Fahrzeugs länger wird und
ein Abstand von der Mitte des betreffenden Fahrzeugs in seitlichen Richtungen länger
wird.
Somit wird die Wahrscheinlichkeitstabelle für haltende Objekte zum
Erhalten einer Wahrscheinlichkeit für das Vorhandenseins eines haltenden reflektierenden
Objektes auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug so eingestellt, dass
die Wahrscheinlichkeit geringer wird, wenn sich das haltende Objekt von dem betreffenden
Fahrzeug in der Vorwärtsrichtung und seitlichen Richtungen weiter entfernt. Dieses
ermöglicht es, daß die Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein auf derselben Fahrbahn
wie das betreffende Fahrzeug auf einen hohen Wert in Bezug auf nur ein reflektierendes
Objekt, das in der Nähe einer Position unmittelbar vor dem betreffenden Fahrzeug
vorhanden ist, eingestellt werden kann. Da außerdem grundsätzlich angenommen werden
kann, daß sich das haltende reflektierende Objekt nicht bewegt, kann die Wahrscheinlichkeitsverteilung
in einem Bereich einer Länge entsprechend der Breite der Fahrbahn, auf der das betreffende
Fahrzeug fährt, eingestellt werden, wodurch die nachträgliche Erlangung der Wahrscheinlichkeit
für ein reflektierendes Objekt, das nicht auf derselben Fahrbahn wie das betreffende
Fahrzeug vorhanden ist, vermieden werden kann.
Weiterhin wird in dieser Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit die
Wahrscheinlichkeitstabelle für bewegte Objekte so eingestellt, daß eine Wahrscheinlichkeitsverteilung
in einem Bereich einer Länge erstellt wird, die durch Addieren einer seitlichen
Länge entsprechend der Breiten der rechten und linken Fahrbahnen in Bezug auf das
betreffende Fahrzeug zu einer seitlichen Länge entsprechend einer Breite einer Fahrbahn,
auf der das betreffende Fahrzeug fährt, erhalten wird, und die Wahrscheinlichkeitsverteilung
spreizt sich seitlich gegenüber einer Mitte in seitlicher Richtung, wenn der Abstand
vom betreffenden Fahrzeug in dessen Vorwärtsrichtung länger wird, und die Wahrscheinlichkeit
wird mit der Spreizung gegenüber der Mitte des betreffenden Fahrzeugs
in seitlicher Richtung geringer.
Somit wird die Wahrscheinlichkeitstabelle für bewegte Objekte zum
Erhalten einer Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines bewegten reflektierenden
Objekts auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug so eingestellt, daß
sich die Verteilung von der seitlichen Mitte des betreffenden Fahrzeugs aus spreizt,
wenn der Abstand vom betreffenden Fahrzeug in Vorwärtsrichtung länger wird, und
die Wahrscheinlichkeit wird so eingestellt, daß sie mit der Spreizung von der Mitte
des betreffenden Fahrzeugs in seitlicher Richtung ausgehend kleiner wird. Dieses
ermöglicht es, daß die Wahrscheinlichkeit für ein vorhergehendes Fahrzeug, das in
die Fahrbahn des betreffenden Fahrzeugs von einer rechten oder linken Fahrbahn in
Bezug auf die Fahrbahn des betreffenden Fahrzeugs und von einer entfernten Position
einbiegen kann, mit fortlaufender Zeit schrittweise höher eingestellt werden kann.
Da die Wahrscheinlichkeitsverteilung in einem Bereich eines Abstands erstellt wird,
der durch Addieren einer Länge entsprechend der Breiten der rechten und linken Fahrbahnen
zu der Breite der Fahrbahn, auf dem das betreffende Fahrzeug fährt, ist es zusätzlich
möglich, die Wahrscheinlichkeit für ein reflektierendes Objekt, das auf einer rechten
oder linken Fahrbahn vorhanden ist, aber das möglicherweise danach auf derselben
Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug vorhanden sein kann, zu erhalten.
Noch weiter enthält die Berechnungseinrichtung für eine Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn in dieser Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit eine Wahrscheinlichkeitsberechnungseinrichtung
zur Berechnung einer neuen Wahrscheinlichkeit durch eine Mittelungsverarbeitung
auf der Grundlage der zum letzten Mal berechneten Wahrscheinlichkeit und der durch
die Wahrscheinlichkeitserfassungseinrichtung erhaltenen Wahrscheinlichkeit. Somit
wird die Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein auf derselben Fahrbahn wie das
betreffende Fahrzeug so berechnet, daß es einen höheren Wert in Bezug auf ein reflektierendes
Objekt annimmt, das durch die Meßeinrichtung kontinuierlich erfaßt wird.
Weiterhin ändert die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinrichtung in
dieser Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit bei der Zeitmittelungsverarbeitung
die Gewichtung der zum letzten Mal berechneten Wahrscheinlichkeit und der von der
Wahrscheinlichkeitserfassungseinrichtung erhaltenen Wahrscheinlichkeit entsprechend
dem Abstand des von der Meßeinrichtung erfaßten reflektierenden Objekts.
Wenn die Gewichtung der von der Wahrscheinlichkeitserfassungseinrichtung
erhaltenen Wahrscheinlichkeit größer eingestellt wird, wenn der Abstand größer wird,
kann die Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines sich dem betreffenden Fahrzeug
nähernden reflektierenden Objekts auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug
z.B. auf einen hohen Wert eingestellt werden.
Weiterhin wählt die Zwischenfahrzeugabstandssteuereinrichtung in dieser
Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit durch Auswählen eines vorhergehenden Fahrzeugs
für die Zwischenfahrzeugsabstandssteuerung ein reflektierendes Objekt mit der höchsten
Wahrscheinlichkeit, die von der Berechnungseinrichtung für eine Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn erhalten wird, als vorhergehendes Fahrzeug für die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung
aus. Dieses ermöglicht eine bevorzugte Steuerung des Zwischenfahrzeugabstands in
Bezug auf ein vorhergehendes Fahrzeug, das eine bevorzugte Behandlung benötigt.
Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand
der folgenden genaueren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung
mit den zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration
einer Fahrzeugsteuervorrichtung auf der Grundlage einer Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
2A eine Darstellung einer Konfiguration
eines Laserradarsensors gemäß der ersten Ausführungsform,
2B eine Darstellung zur Erläuterung eines
Abstandserfassungsverfahrens unter Verwendung des Laserradarsensors gemäß der ersten
Ausführungsform,
3 eine perspektivische Ansicht, die einen
möglichen Aussendungsbereich des Laserradarsensors gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt,
4 eine Darstellung zur Erläuterung der
Divergenzwinkel eines Laserstrahls, der von dem Laserradarsensor ausgesendet wird,
in einer Y-Achsen-Richtung und einander überlagernde Bereiche gemäß der ersten Ausführungsform,
5 eine Darstellung zur Erläuterung eines
Erkennungsbereicheinstellverfahrens in dem Laserradarsensor gemäß der ersten Ausführungsform,
6 eine perspektivische Ansicht, die die
Beziehung zwischen den Positionen eines Fahrzeugs und eines Ziels gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt,
7 ein Flußdiagramm, das die Verarbeitung
zur Einstellung eines Erkennungsbereichs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt,
8 eine graphische Darstellung der Lichtempfangsintensitäten
des von einem Ziel reflektierten Lichts von Laserstrahlen, wenn die Abtastung mit
den Laserstrahlen in einer X-Achsen-Richtung innerhalb eines einer Toleranz des
Anbringungswinkels des Laserradarsensors entsprechenden Laserstrahlemissionswinkelbereichs
durchgeführt wird,
9 eine graphische Darstellung der Lichtempfangsintensitäten
des von einem Ziel reflektierten Lichts von Laserstrahlen, wenn die Abtastung mit
den Laserstrahlen in einer Y-Achsen-Richtung in einem einer Toleranz des Anbringungswinkels
des Laserradarsensors entsprechenden Laserstrahlemissionswinkelbereich durchgeführt
wird,
10 ein Flußdiagramm, das eine Berechnungsverarbeitung
für obere und untere Lernwinkel der optischen Achse gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt,
11 eine Darstellung zur Erläuterung der
Beziehung zwischen einer Anbringungshöhe des Laserradarsensors und einem Bezugswinkel,
der einen Zielwinkel für einen Y-Achsen-Mittenlaserstrahl gemäß der ersten Ausführungsform
bildet,
12 eine Darstellung zur Erläuterung eines
Verfahrens zur Berechnung eines Verschiebungswinkels eines Mittenwinkels eines Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
gegenüber dem Bezugswinkel gemäß der ersten Ausführungsform,
13A ein Flußdiagramm, das eine Objekterkennungsverarbeitung
gemäß der ersten Ausführungsform zeigt,
13B ein Flußdiagramm, das eine Zielverarbeitung
des in 13A gezeigten Flußdiagramms zeigt,
14 ein Flußdiagramm, das eine auf der
optischen Achse basierende Lernverarbeitung in dem Laserradarsensor gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt,
15 eine Darstellung zur Erläuterung einer
Erfassungsebenennummer eines Reflektors,
16 eine Darstellung der gesamten Konfiguration
einer Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
17 ein Steuerblockdiagramm, das einen
Rechner gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt,
18 ein Flußdiagramm, das den gesamten
Ablauf der Zwischenfahrzeugabstandssteuerverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform
zeigt,
19 ein Flußdiagramm, das einen Ablauf
einer Berechnungsverarbeitung für eine Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn
gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt,
20 ein Flußdiagramm, das einen Ablauf
einer Umwandlungsverarbeitung für eine gerade Fahrbahn gemäß der zweiten Ausführungsform
zeigt,
21 ein Flußdiagramm, das einen Ablauf
einer Auswahlverarbeitung eines vorhergehenden Fahrzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform
zeigt,
22 eine Darstellung einer Wahrscheinlichkeitstabelle
für dieselbe Fahrbahn für bewegte Objekte gemäß der zweiten Ausführungsform,
23 eine Darstellung einer Wahrscheinlichkeitstabelle
für dieselbe Fahrbahn für ein haltende Objekte gemäß der zweiten Ausführungsform,
24 eine Darstellung der Bedingungen
für das Erhalten einer momentanen Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn aus der
Wahrscheinlichkeitstabelle für dieselbe Fahrbahn für ein bewegtes Objekt gemäß der
zweiten Ausführungsform,
25 eine Darstellung der Bedingungen
für das Erhalten einer momentanen Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn aus der
Wahrscheinlichkeitstabelle für dieselbe Fahrbahn für ein haltendes Objekt gemäß
der zweiten Ausführungsform,
26 eine Darstellung der Extraktion eines
Lastmittelwertes, der einem Abstand vom betreffenden Fahrzeug zugeordnet ist, gemäß
der zweiten Ausführungsform, und
27 eine Darstellung eines Abstands zwischen
einer Abtastmessvorrichtung und einer Hinterradachswelle gemäß der zweiten Ausführungsform.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen eine Fahrzeugsteuervorrichtung
beschrieben, die eine erfindungsgemäße Objekterkennungsvorrichtung verwendet. Diese
Fahrzeugsteuervorrichtung ist in einem Fahrzeug angebracht und dazu ausgelegt, einen
Alarm auszugeben, wenn ein Hindernis innerhalb eines Alarmbereichs vorhanden ist,
oder die Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem in einer Vorwärtsrichtung vorhandenen
Fahrzeug (vorhergehendes Fahrzeug) zu steuern.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Systemkonfiguration
der Fahrzeugsteuervorrichtung zeigt, die allgemein mit dem Bezugszeichen
1 bezeichnet ist. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 1 verwendet eine
Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU 3, die als Haupteinheit dient. Die
Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU 3 besteht hauptsächlich aus einem
Mikrorechner und ist mit Eingangs-/Ausgangsschnittstellen (I/O) und
verschiedenen Arten von Ansteuerschaltungen und verschiedenen Arten von Erfassungsschaltungen
versehen. Diese Hardwarekonfiguration ist allgemeiner Natur, weshalb deren Beschreibung
weggelassen wird.
Die Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU 3 empfängt verschiedene
Erfassungssignale von einem Laserradarsensor 5, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
7, einem Bremsenschalter 9 und einem Drosselöffnungsgradsensor
11, während sie Ansteuersignale an einen Alarmsignalerzeuger
13, einen Abstandsanzeiger 15, einen Sensorabnormitätsanzeiger
17, eine Bremsenansteuerung 19, eine Drosselansteuerung
21 und eine Automatikgetriebesteuerung 23 ausgibt. Außerdem sind
mit der Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU 3 eine Alarmsignallautstärkeeinstellvorrichtung
24 zur Einstellung einer Alarmsignallautstärke, eine Alarmempfindlichkeitseinstellvorrichtung
25 zur Einstellung der Empfindlichkeit der Alarmentscheidungsverarbeitung,
einem Geschwindigkeitssteuerungsschalter 26, einem Lenksensor
27 zur Erfassung eines Betätigungsgrades eines Lenkrades (nicht gezeigt),
und einem Gierratensensor 28 zur Erfassung einer Gierrate des Fahrzeugs
verbunden. Außerdem ist die Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU 3 mit
einem Energieversorgungsschalter 29 versehen und startet eine vorbestimmte
Verarbeitung auf das Einschalten des Energieversorgungsschalters 29 hin.
Wie 2A zeigt, enthält der Laserradarsensor
5 als Hauptkomponenten eine Lichtemissionseinheit, eine Lichtempfangseinheit,
eine Laserradar-CPU 70 und andere Komponenten. D.h. der Laserradarsensor
5 ist zusätzlich zur Lichtemissionseinheit und der Lichtempfangseinheit,
die als eine Radareinheit dienen, mit der Laserradar-CPU 70 versehen, die
einen Abstand zu einem reflektierenden Objekt und Positionen in vertikaler und horizontaler
(seitlicher) Richtung eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses
im Lichtemissions-/Lichtempfangs-Abschnitt berechnet.
Die Lichtemissionseinheit enthält eine Halbleiterlaserdiode (die im
folgenden einfach als eine "Laserdiode" bezeichnet wird) 75 zum Aussenden
eines pulsähnlichen Laserstrahls (Laserlicht) durch eine lichtemittierende Linse
71, einen Abtaster 72 und eine Glasplatte 77. Die Laserdiode
75 ist durch eine Laserdiodenansteuerschaltung 76 mit der Laserradar-CPU
70 verbunden, um einen Laserstrahl (Lichterzeugung) entsprechend einem
Ansteuersignal von der Laserradar-CPU 70 auszusenden. Außerdem ist in dem
Abtaster 72 ein Polygonspiegel 73, der als ein Reflektor dient,
drehbar vorgesehen, und wenn ein Ansteuersignal von der Laserradar-CPU
70 durch eine Motoransteuereinheit 74 in diesen eingegeben wird,
wird der Polygonspiegel 73 durch eine Ansteuerkraft von einem Motor (nicht
gezeigt) gedreht. Die Drehposition dieses Motors wird durch einen Motordrehpositionssensor
78 erfaßt und an die Laserradar-CPU 70 ausgegeben.
Der Polygonspiegel 73 weist sechs Spiegel (reflektierende
Flächen) auf, die sich in ihrem Oberflächenneigungswinkel voneinander unterscheiden,
wodurch Laserstrahlen auf abtastende Weise innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs
in der vertikalen und horizontalen Richtung des Fahrzeugs nicht kontinuierlich ausgegeben
werden.
Die Lichtempfangseinheit des Laserradarsensors 5 enthält
ein Lichtempfangselement (Fotodiode) 83, das durch eine Lichtempfangslinse
81 einen an einem Objekt (nicht gezeigt) reflektierten Laserstrahl empfängt,
um entsprechend der Intensität des empfangenen Lichts eine Spannung auszugeben.
Die Ausgangsspannung des Lichtempfangselements 83 wird in einem Verstärker
85 verstärkt und dann einem Vergleicher 87 zugeführt. Der Vergleicher
87 vergleicht eine Ausgangsspannung des Verstärkers 85 mit einer
Bezugsspannung und gibt ein Lichtempfangssignal an eine Zeitmessschaltung
89 aus, wenn die Ausgangsspannung größer als die Bezugsspannung ist.
In die Zeitmessschaltung 89 wird außerdem ein von der Laserradar-CPU
70 an die Laserdiodenansteuerschaltung 76 ausgegebenes Ansteuersignal
eingegeben. Außerdem wird, wie 2B zeigt, das zuvor
genannte Ansteuersignal als ein Startpuls PA verwendet, und das zuvor genannte Lichtempfangssignal
wird als ein Stoppuls PB verwendet, und die Phasendifferenz zwischen den beiden
Pulsen PA und PB (d.h. der Unterschied &Dgr;T zwischen der Zeit T0, bei der ein
Laserstrahl ausgesendet wird, und der Zeit T1, bei der das reflektierte Licht empfangen
wird) wird in ein digitales Binärsignal kodiert. Außerdem wird die Pulsbreite des
Stoppulses PB in Form einer Zeit gemessen. Nach der Kodierung in digitale Binärsignale
werden diese Werte an die Laserradar-CPU 70 ausgegeben.
Bezugnehmend auf die 3 bis
9 wird im folgenden ein möglicher Laserstrahlaussendungsbereich
und ein Empfangsbereich, der für die tatsächliche Erkennung eines Objektes wie z.B.
eines vorhergehenden Fahrzeugs verwendet wird, beschrieben. 3
zeigt Laserstrahlmuster 92, die entstehen, wenn ein Laserstrahl nur an
rechte und linke Endabschnitte eines möglichen Aussendungsbereichs 91 ausgesendet
wird, und die Laserstrahlmuster an Zwischenpositionen werden in der Darstellung
weggelassen. Obwohl in 3 die Laserstrahlmuster
92 elliptisch dargestellt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf
beschränkt, sondern kann z.B. auch rechtwinklige oder ähnliche Muster aufweisen.
Außerdem kann anstelle des Laserstrahls (Licht) eine elektrische Welle wie z.B.
eine Millimeterwelle, eine Ultraschallwelle oder ähnliches verwendet werden. Weiterhin
ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Abtastung begrenzt, sondern es kann
auch ein Verfahren verwendet werden, das die Peilungen in X- und Y-Richtungen anstelle
von Abständen messen kann.
Wie 3 zeigt, kann, wenn die Z-Achse als
Laserstrahlaussendungsrichtung genommen wird, der Laserradarsensor 5 aufeinanderfolgend
den möglichen Aussendungsbereich 91 in einer X-, Y-Ebene senkrecht
zur Z-Achse abtasten.
Wie 4 zeigt, wird in dieser Ausführungsform
der Laserstrahlaussendungswinkel so eingestellt, daß sich die in vertikaler Richtung
des Fahrzeugs (Y-Achsen-Richtung) zueinander benachbarten Laserstrahlen teilweise
in ihren Randbereichen überlagern. D.h., in der Y-Achsen-Richtung weist jeder der
Laserstrahlen einen Divergenzwinkel von 1,57 Grad auf. Der Winkelbereich, in dem
sich die Laserstrahlen überlagern, beträgt 0,145 Grad. Daher beträgt der Winkel
zwischen den Mittenachsen der Laserstrahlen 1,425 Grad. In 4
sind aus Bequemlichkeitsgründen nur drei Laserstrahlen gezeigt.
Auf diese Weise kann, wenn der Aussendungswinkel so eingestellt wird,
daß sich die in der Y-Achsen-Richtung zueinander benachbarten Laserstrahlen teilweise
überlagern, die Auflösung in der Y-Achsen-Richtung verbessert werden. D.h., daß
in 4, wenn die Laserstrahlen jeweils von oben nach
unten als die erste, zweite und dritte Ebene definiert werden, die Unterscheidung
zwischen fünf Mustern getroffen werden kann: die Reflektion nur des Laserstrahls
der ersten Ebene, die Reflektion der Laserstrahlen der ersten und zweiten Ebene,
die Reflektion nur des Laserstrahls der zweiten Ebene, die Reflektion der Laserstrahlen
der zweiten und dritten Ebene, und die Reflektion nur des Laserstrahls der dritten
Ebene. Insbesondere kann im Fall der zweiten Ebene, da die Laserstrahlenüberlagerungsbereiche
an beiden Seitenabschnitten vorhanden sind, der Grad der Verbesserung der Auflösung
in der Nähe des Laserlichts in der zweiten Ebene erhöht werden.
In dieser Ausführungsform wird die Y-Achse, die die vertikale (Höhe)
Richtung bildet, als Bezugsrichtung, und die X-Achse, die die horizontale (seitliche)
Richtung bildet, als Abtastrichtung genommen, und der mögliche Aussendungsbereich
91 ist so beschaffen, daß die Gleichung 0,08 Grad × 501 Punkte =
± 20 Grad in der X-Achsen-Richtung und die Gleichung 1,57 Grad × 6
Linien – 0,145 Grad × 5 (Überlagerungsbereiche) = 8,695 Grad in der
Y-Achsen-Richtung gelten. Außerdem verläuft die Abtastrichtung in 3
im Falle der X-Achsen-Richtung von der linken Seite zur rechten Seite und im Falle
der Y-Achsen-Richtung von der oberen Seite zur unteren Seite.
Weiterhin wird im folgenden mit Bezug auf die 5
bis 9 ein Erkennungsbereich 93 beschrieben.
Der Laserradarsensor 5 ist an einer vorderen Fläche eines
Fahrzeugs angebracht. Er ist zum Beispiel an einem unteren Abschnitt einer Stoßstange
des Fahrzeugs angebracht. Es ist notwendig, daß ein von diesem Laserradarsensor
5 ausgesendeter Laserstrahl genau auf ein vor diesem Fahrzeug (betreffendes
Fahrzeug) vorhandenes Objekt oder Körper gerichtet wird, d.h. einem Katzenauge (Delineator),
einer Leitplanke oder ähnlichem, die zur Beurteilung über ein vorhergehendes Fahrzeug
oder eine Fahrbahn vorhanden sind. Daher besteht die Notwendigkeit, bei der Anbringung
des Laserradarsensors 5 am Fahrzeug den Anbringungswinkel des Laserradarsensors
5 an einen Anbringungsbezugswinkel anzupassen, um zu verhindern, daß der
Laserstrahlaussendungsbereich nach oben oder unten oder von einer Seite zu einer
anderen Seite hin verschoben wird.
Die Anpassung des Anbringungswinkels des Laserradarsensors
5 durch den Bediener wird jedoch durch die Verwendung einer mechanischen
Einrichtung wie z.B. einem Einstellbolzen erschwert, da sich die Toleranz des Anbringungswinkels
des Laserradars 5 in Bezug auf den Anbringungsbezugswinkel verringert,
und außerdem benötigt die Anpassung eine lange Zeit.
Aus diesem Grunde wird in dieser Ausführungsform anstelle der Anpassung
durch eine mechanische Einrichtung der Winkelbereich eines Laserstrahls, der von
dem Laserradarsensor 5 ausgesendet wird, durch die Verwendung einer Software-Verarbeitung
im Laserradarsensor 5 auf einen gewünschten Bezugswinkelbereich angepaßt.
Wie 6 zeigt, wird dementsprechend ein
Fahrzeug, das den Laserradarsensor 5 trägt, zu einer Position bewegt, die
einen vorbestimmten Abstand in Bezug auf ein in einer vorbestimmten Höhe angebrachtes
Ziel 100 mit einem hohen Laserstrahlreflektionsvermögen aufweist.
In diesem Zustand wird die in dem Flußdiagramm der 7
gezeigte Verarbeitung durchgeführt, um den Erkennungsbereich (für die Erkennung
zu verwendender Bereich) 93 einzustellen. D.h., in 7
wird im Schritt S10 ein Laserstrahl zum Ziel 100 ausgesendet, um das von
diesem reflektierte Licht zu empfangen. Dabei entspricht der Aussendungswinkelbereich
des ausgesendeten Laserstrahls der Toleranz des Anbringungswinkels des Laserradarsensors
5, wie es in 5 gezeigt ist. In dem in
5 gezeigten Beispiel beträgt die Toleranz ±
2 Grad in vertikaler und horizontaler Richtung des Fahrzeugs und ist im Vergleich
zu einer herkömmlichen Toleranz beachtlich erleichtert.
In diesem Fall ist, wenn der Anbringungswinkel des Laserradarsensors
5 mit dem Anbringungsbezugswinkel übereinstimmt, das Ziel 100
so angeordnet, daß es in der Mitte des Laserstrahlaussendungswinkelbereichs liegt.
Daher kann, wenn der Laserstrahl innerhalb des Aussendungswinkelbereichs entsprechend
der Toleranz des Anbringungswinkels des Laserradarsensors 5 ausgesendet
wird, der Laserradarsensor 5 immer das von dem Ziel 100 reflektierte
Licht empfangen.
Anschließend wird im Schritt S20 hinsichtlich der X-Achsen- und Y-Achsen-Richtungen
ein einer reflektierten Welle mit der größten Lichtempfangsintensität unter den
empfangenen reflektierten Wellen entsprechender Laserstrahl als ein Mittenlaserstrahl
spezifiziert.
Im folgenden wird in Bezug auf die 8
und 9 diese Spezifikation des Mittenlaserstrahls
beschrieben. 8 ist eine Darstellung der Lichtempfangsintensitäten
des vom Ziel 100 reflektierten Lichts von Laserstrahlen, wenn die Abtastung
mit den Laserstrahlen in der X-Richtung im zuvor genannten Laserstrahlaussendungswinkelbereich
erfolgt, und 9 ist eine Darstellung der Lichtempfangsintensitäten
des vom Ziel 100 reflektierten Lichts von Laserstrahlen, wenn die Abtastung
mit den Laserstrahlen in der Y-Achsen-Richtung erfolgt. In den 8
und 9 werden die Laserstrahlen entsprechend
dem reflektierten Licht mit der höchsten Lichtempfangsintensität jeweils als X-Achsen-Mittenlaserstrahl
und als Y-Achsen-Mittenlaserstrahl angenommen.
Die Beispiele der 8 und 9
zeigen einen Fall, bei dem die Position des Ziels 100 stark gegenüber der
Mitte des Toleranzbereichs des Anbringungswinkels des Laserradars 5 (+
2 Grad in jeder der X- und Y-Achsen-Richtungen), wie es in 5
gezeigt ist, verschoben ist. Daher werden in diesem Fall die an den Endabschnitten
des Laserstrahlaussendungswinkelbereichs ausgesendeten Laserstrahlen jeweils der
X-Achsen-Mittenlaserstrahl und der Y-Achsen-Mittenlaserstrahl.
In einem Schritt S30 wird der Erkennungsbereich 93 auf der
Grundlage der X-Achsen- und Y-Achsen-Mittenlaserstrahlen eingestellt. D.h. es werden,
wie es in 5 gezeigt ist, ein vertikaler Bereich mit
einem Bereich von ± 18 Grad (entsprechend 451 Laserstrahlen) in der X-Achsen-Richtung
und ein horizontaler Bereich mit einem Bereich von 4,42 Grad (entsprechend drei
Laserstrahlen) in Bezug auf die X-Achsen- und Y-Achsen-Mittenlaserstrahlen bestimmt
und als Erkennungsbereich 93 verwendet.
Wenn der Erkennungsbereich 93 unter Verwendung des Ziels
100 auf diese Weise eingestellt ist, kann die Anpassung des Bezugswinkels
für den an der Mitte des Erkennungsbereichs 93 angeordneten Mittenlaserstrahl
durchgeführt werden, und demzufolge stimmt der auf der Grundlage der Mittenlaserstrahlen
eingestellte Erkennungsbereich 93 mit einem gewünschten Erkennungsbereich
überein.
Wie oben erwähnt, ist jedoch die Laserstrahlenauflösung in der X-Achsen-Richtung
mit 0,08 Grad äußerst hoch, aber der Laserstrahlendivergenzwinkel in der Y-Achsen-Richtung
beträgt 1,57 Grad, und die Auflösung in der Y-Achsen-Richtung ist gering. Aus diesem
Grund wird die Berechnungsverarbeitung für einen vertikalen Lernwinkel der optischen
Achse durchgeführt, um den Aussendungswinkel des Mittenlaserstrahls in der Y-Achsen-Richtung
mit hoher Genauigkeit zu erkennen. Im folgenden wird diese Berechnungsverarbeitung
für einen vertikalen Lernwinkel der optischen Achse mit Bezug auf die Flußdiagramme
der 10, 11 und
12 erläutert.
Zunächst wird anhand von 11 die Beziehung
zwischen einer Anbringungshöhe &Dgr;Y des Laserradarsensors 5 und einem
Bezugswinkel &Dgr;A, der das Y-Achsen-Mittenlaserstrahlziel bildet, erläutert. Der
Laserradarsensor 5 ist an einem unteren Abschnitt einer Stoßstange oder
ähnlichem eines Fahrzeugs angebracht, und die Anbringungshöhe &Dgr;Y ändert sich
entsprechend dem Fahrzeugtyp. Gleichzeitig ist es vorzuziehen, daß in einem Fall,
in dem die Anbringungshöhe &Dgr;Y niedrig ist, d.h., wenn der Laserradarsensor
5 an einer unteren Position oberhalb des Bodens angebracht ist, der Mittenwinkel
des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls so eingestellt wird, daß sich der Y-Achsen-Mittenlaserstrahl
aufwärts dreht. Wenn andererseits die Anbringungshöhe &Dgr;Y hoch ist, ist es vorzuziehen,
daß der Mittenwinkel des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls so eingestellt wird, daß sich
der Y-Achsen-Mittenlaserstrahl horizontal dreht.
Somit ändert sich der Bezugswinkel, bei dem der Mittenwinkel des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
zielt, entsprechend der Anbringungshöhe &Dgr;Y des Laserradarsensors 5.
Daher wird in dieser Ausführungsform der Bezugswinkel &Dgr;A für jeden Fahrzeugtyp
eingestellt. Der Bezugswinkel &Dgr;A wird z.B. auf 0,5 Grad im Falle eines Fahrzeugtyps
im Fall eines Fahrzeugtyps mit einer niedrigen Anbringungshöhe &Dgr;Y eingestellt,
während der Bezugswinkel &Dgr;A auf 0 Grad für einen Fahrzeugtyp mit einer hohen
Anbringungshöhe &Dgr;Y eingestellt wird. Außerdem wird ein vertikaler Lernwinkel
der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv, der später beschrieben wird, als eine Winkelverschiebung,
die den Grad der Verschiebung des Mittenwinkels des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
in Bezug auf den Bezugswinkel &Dgr;A angibt, berechnet.
Nach dem Einstellen des Erkennungsbereiches 93 wird in einem
Schritt S50 der 10 eine Y-Achsen-Mittenlaserstrahl
und Laserstrahlen zu beiden Seiten des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls in der Nachbarschaft
der Mitte der Erkennungsbereichs 93, in dem das Ziel 100 vorhanden
ist, ausgesendet, und es wird das vom Ziel 100 reflektierte Licht empfangen.
Z.B. ist in dem Fall des in 12 gezeigten Beispiels
der Y-Achsen-Mittenlaserstrahl ein Laserstrahl mit einer Ebenennummer
5 und die beiden Seitenlaserstrahlen sind Laserstrahlen mit den Ebenennummern
4 und 6.
Im anschließenden Schritt S60 wird die Lichtempfangsintensität des
von den Laserstrahlen zu beiden Seiten des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls stammenden
reflektierten Lichts gemessen. Für die Lichtempfangsintensitätsmessung ist es möglich,
eine gemittelte Lichtempfangsintensität zu verwenden, die durch Mitteln der Lichtempfangsintensitäten
mehrerer Laserstrahlen erhalten wird, oder nur eine Lichtempfangsintensität eines
Laserstrahls direkt zu verwenden.
In einem Schritt S70 wird ein Verschiebungswinkel &Dgr;&thgr;elv in
Bezug auf den Bezugswinkel &Dgr;A für den Mittenwinkel des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
auf der Grundlage der gemessenen Lichtempfangsintensität berechnet. D.h., daß in
dem in 12 gezeigten Beispiel innerhalb des Laserstrahls
mit einer Ebenennummer 5, der den Y-Achsen-Mittenlaserstrahl bildet, der
Verschiebungswinkel &Dgr;&thgr;elv, der den Grad der Verschiebung des
Mittenwinkels in Bezug auf den Bezugswinkel &Dgr;A darstellt, auf der Grundlage
der Lichtempfangsintensitäten des von den Laserstrahlen mit den Ebenennummern
4 und 6 reflektierten Lichts berechnet wird. Als ein konkretes
Berechnungsverfahren wird z.B. in einem Fall, in dem das Verhältnis Lichtempfangsintensität
der Ebenennummer 4: Lichtempfangsintensität der ebenen Nummer 6 gleich
3 : 1 beträgt, die folgende Gleichung verwendet: (Divergenzwinkel 1,57 Grad –
Überlagerungsbereich 0,145 × 2) × 3/(3 + 1) – 0,64 Grad = 0,32
Grad. D.h., dieses Berechnungsergebnis gibt an, daß der Mittenwinkel des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
um 0,32 Grad zur Seite des Laserstrahls der Ebenennummer 4 hin verschoben
ist. Dabei dreht sich, wenn der Winkel entsprechend dem Bezugswinkel &Dgr;A zur
Seite des Laserstrahls der Ebenennummer 4 hin verschoben ist, die optische
Achse des Laserradarsensors 5 eine abwärts, und dieses wird durch ein Minuszeichen
(–) ausgedrückt. Wenn andererseits der Winkel zur Seite des Laserstrahls der
Ebenennummer 6 hin verschoben ist, dreht sich die optische Achse des Laserradarsensors
5 aufwärts, was durch ein Pluszeichen (+) ausgedrückt wird.
Es ist ebenso ein Verfahren zur Berechnung des Verschiebungswinkels
&Dgr;&thgr;elv in Bezug auf den Bezugswinkel &Dgr;A geeignet, das z.B. einen Unterschied
zwischen den Lichtempfangsintensitäten der Ebenennummern 4 und
6 berechnet, um den Verschiebungswinkel &Dgr;&thgr;elv auf der Grundlage
des dazwischen vorhandenen Unterschiedes zu erhalten. Weiterhin können auch die
Winkel in Bezug auf die Lichtempfangsintensitäten der Laserstrahlen mit den Ebenennummern
4 und 6 erhalten werden, um den Verschiebungswinkel &Dgr;&thgr;elv
durch Subtrahieren dieser Winkel voneinander zu berechnen.
Natürlich wäre es ideal, wenn das Ziel 100 so eingestellt
wird, daß der Mittenwinkel des Y-Achsen-Richtungsdivergenzwinkels (Divergenzwinkelzone)
des Laserstrahls mit der Ebenennummer 5 gleich dem Bezugswinkel &Dgr;A
ist. Da jedoch der Laserstrahldivergenzwinkel in der Y-Achsen-Richtung groß ist,
ist sogar wenn sich die Position des Ziels 100 innerhalb des Divergenzwinkels
ändert, diese Veränderung nicht erfassbar. Daher wird wie oben erwähnt, die vertikale
Mitte der optischen Achse des Laserstrahls genauer durch die Verwendung der Lichtempfangsintensitäten
aufgrund der zu beiden Seiten des Y-Achsenmittenlaserstrahls ausgesendeten Laserstrahlen
berechnet. Wenn der Mittenwinkel des Y-Achsen-Mittenlaserstrahldivergenzwinkels
gegenüber dem Bezugswinkel &Dgr;A verschoben ist, wird der Verschiebungswinkel &Dgr;&thgr;elv
als ein vertikaler Lernwinkel der optischen Achse gespeichert.
Wenn der vertikale Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv auf
diese Weise erhalten wird, kann die Erkennung eines Objekts wie z.B. ein vorhergehendes
Fahrzeug mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden, wie es später erläutert wird.
Nachdem der Laserradarsensor 5 den Erkennungsbereich
93 gemäß der oben beschriebenen Prozedur einstellt, wird bei der tatsächlichen
Erkennung eines vor dem Fahrzeug vorhandenen Fahrzeugs durch die Laserradar-CPU
70 der Erkennungsbereich 93 mit Laserstrahlen zweidimensional
abgetastet. Dieses zweidimensionale Abtasten stellt Abtastwinkel &thgr;x, &thgr;y
bereit, die die Abtastrichtungen und einen Meßabstand r angeben. Im Hinblick auf
die beiden Abtastwinkel &thgr;x, &thgr;y wird der Winkel zwischen einer Linie, die
durch Projizieren des Laserstrahls auf eine Y-Z-Ebene erhalten wird, und der Z-Achse
als ein vertikaler Abtastwinkel &thgr;y definiert, und der Winkel zwischen einer
Linie, die durch Projizieren des Laserstrahls auf eine X-Z-Ebene erhalten wird,
und der Z-Achse als ein horizontaler Abtastwinkel &thgr;x definiert.
Die Laserradar-CPU 70 berechnet einen Abstand zu einem Objekt
als Funktion eines Zeitunterschiedes &Dgr;T zwischen zwei Pulsen PA und PB, die
von der Zeitmessschaltung 89 eingegeben werden, und erzeugt Positionsdaten
auf der Grundlage des berechneten Abstandes und der entsprechenden Abtastwinkel
&thgr;x, &thgr;y. D.h., wenn die Mitte des Laserradars als Ursprung (0, 0, 0) festgesetzt
wird, wird die Umwandlung in X-Y-Z-Orthogonalkoordinaten für den Fall durchgeführt,
in dem die horizontale (seitliche) Richtung des Fahrzeugs als X-Achse, die vertikale
(Höhen) Richtung als Y-Achse und die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs als Z-Achse
verwendet wird. Außerdem werden die Daten (X, Y, Z) in dieser X-Y-Z-Orthogonalkoordinatenumwandlung
und die Lichtempfangssignalintensitätsdaten (entsprechend der Pulsbreite des Stoppulses
PB) als Meßdaten (Bereich) an die Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU
3 ausgegeben.
Die Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU 3 erkennt das
Objekt auf der Grundlage der Meßdaten von dem Laserradarsensor 5 und gibt
Ansteuersignale an die Bremsenansteuerung 19, die Drosselansteuerung
21 und die Automatikgetriebesteuerung 23 entsprechend der Situation
des vorhergehenden Fahrzeugs, die von dem erkannten Objekt erhalten wird, wodurch
die sogenannte Zwischenfahrzeugsteuerung ausgeführt wird. Außerdem wird gleichzeitig
die Alarmentscheidungsverarbeitung durchgeführt, die einen Alarm ausgibt, wenn sich
das erkannte Objekt z.B. für eine vorbestimmte Zeitdauer in einer vorbestimmten
Alarmzone aufhält. In diesem Fall ist das Objekt z.B. ein vorhergehendes Fahrzeug,
das vor diesem Fahrzeug fährt, oder ein Fahrzeug, das vor diesem Fahrzeug anhält.
Weiterhin wird im folgenden mit Bezug auf 1
ein innerer Aufbau (Steuerblöcke) der Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU
3 beschrieben.
Die von dem Laserradarsensor 5 ausgegebenen Meßdaten werden
einem Objekterkennungsblock 43 zugeführt. Der Objekterkennungsblock
43 erhält die Mittenposition (X, Y, Z) und die Größe (W, D, H) wie z.B.
Breite, Tiefe und Höhe des Objekts auf der Grundlage der dreidimensionalen Positionsdaten,
die als Meßdaten erhalten werden. Außerdem wird die Relativgeschwindigkeit
(Vx, Vy, Vz) des Objekts in Bezug auf dieses Fahrzeug auf der Grundlage der zeitlichen
Änderung der Mittenposition (X, Y, Z) erhalten. Weiterhin unterscheidet der Objekterkennungsblock
43 auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit (die Geschwindigkeit
des betreffenden Fahrzeugs), die auf der Grundlage eines Erfassungswerts des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors
7 berechnet wird und von einem Fahrzeugberechnungsblock 47 ausgegeben
wird, und der zuvor genannten erhaltenen Relativgeschwindigkeit (Vx, Vy, Vz), ob
das Objekt ein haltendes Objekt oder ein bewegtes Objekt ist. Ein Objekt, das die
Fahrt des betreffenden Fahrzeugs beeinflussen kann, wird auf der Grundlage des Unterscheidungsergebnisses
ausgewählt und die Mittenposition des Objekts und der Abstand zu dem betreffenden
Fahrzeug wird am Abstandsanzeiger 15 angezeigt.
Zusätzlich berechnet ein Lenkwinkelberechnungsblock 49 einen
Lenkwinkel auf der Grundlage eines Signals vom Lenksensor 27, und ein Gierratenberechnungsblock
51 berechnet eine Gierrate auf der Grundlage eines Signals vom Gierratensensor
28. Weiterhin berechnet ein Kurvenradiusberechnungsblock (Radius einer
Krümmung) 57 einen Kurvenradius (Radius einer Krümmung) auf der Grundlage
der Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsblock
47, des Lenkwinkels vom Lenkwinkelberechnungsblock 49 und der
Gierrate vom Gierratenberechnungsblock 51. Weiterhin berechnet der Objekterkennungsblock
43 eine Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit oder eine Wahrscheinlichkeit
für die betreffende (eigene) Fahrbahn auf der Grundlage des Kurvenradius R, den
Mittenpositionskoordinaten (X, Z) und ähnlichem. Eine Beschreibung über diese Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit
und Fahrbahnwahrscheinlichkeit wird später gegeben.
Ein Modell des Objekts mit diesen Daten wird im folgenden als ein
"Zielmodell" bezeichnet. Ein Sensorabnormitätserfassungsblock 44 erfaßt,
ob die in dem Objekterkennungsblock 43 erhaltenen Daten Werte sind, die
innerhalb eines abnormen Bereichs liegen. Wenn diese innerhalb des abnormen Bereichs
liegen, wird diese Tatsache am Sensorabnormitätsanzeiger 17 angezeigt.
Andererseits wählt ein Entscheidungsblock für ein vorhergehendes Fahrzeug
53 ein vorhergehendes Fahrzeug auf der Grundlage verschiedener Daten, die
von dem Objekterkennungsblock 43 erhalten werden, aus und erhält einen
Abstand Z und eine Relativgeschwindigkeit Vz zum vorhergehenden Fahrzeug. Auf der
Grundlage des Abstands Z zum vorhergehenden Fahrzeug, der Relativgeschwindigkeit
Vz zu diesem, einem Einstellzustand des Geschwindigkeitssteuerungsschalters
26, einem Betätigungszustand des Bremsenschalters 9, einem Öffnungsgrad
vom Drosselöffnungssensor 11 und einem Empfindlichkeitseinstellwert von
der Alarmempfindlichkeitseinstellvorrichtung 25 trifft eine Zwischenfahrzeugsteuer-/Alarmentscheidungseinheit
55 außerdem im Falle der Alarmentscheidung eine Entscheidung, ob ein Alarm
ausgegeben wird oder nicht, und bestimmt im Falle der Geschwindigkeitssteuerungsentscheidung
die Inhalte der Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung. Wenn die Ergebnisse zeigen, daß
der Alarm notwendig ist, wird ein Alarmausgabesignal an den Alarmsignalerzeuger
13 ausgegeben. Andererseits werden im Fall der Geschwindigkeitssteuerungsentscheidung
Steuersignale an die Automatikgetriebesteuerung 23, die Bremsenansteuerung
19 und die Drosselansteuerung 21 zur Durchführung der notwendigen
Steuerung ausgegeben. Weiterhin wird ein benötigtes Anzeigesignal an den Abstandsanzeiger
15 ausgegeben, um dem Fahrzeugfahrer die Situation mitzuteilen.
Eine derartige Zwischenfahrzeugsteuerung oder Alarmentscheidung basiert
auf der Objekterkennung. Genauer gesagt ist es wichtig, die Erkennung des Fahrzeugs,
das ein Erkennungsobjekt bildet, geeignet durchzuführen. Daher wird im folgenden
die Verarbeitung der Objekterkennung des Objekterkennungsblocks 43 der
Erkennungs-/Zwischenfahrzeugsteuer-ECU 3 zur geeigneten Fahrzeugerkennung
beschrieben.
13A ist ein Flußdiagramm, das die Hauptverarbeitung
für die Objekterkennung zeigt.
In 13A werden in einem Schritt S110 Meßdaten
entsprechend einer Abtastung vom Laserradarsensor 5 gelesen. In dem Laserradarsensor
5 beträgt der Abtastzyklus z.B. 100 ms, und die Daten werden in einem Intervall
von 100 ms gelesen.
In einem Schritt S120 werden Daten segmentiert. Wie oben erwähnt werden
die als Meßdaten erlangten dreidimensionalen Positionsdaten gruppiert, um Segmente
zu bilden. Für diese Segmentierung werden Daten, die einer vorbestimmten Verbindungsbedingung
(Vereinheitlichungsbedingung) genügen, gesammelt, um vorsegmentierte Daten zu erzeugen,
und unter den vorsegmentierten Daten werden Daten, die einer vorbestimmten Verbindungsbedingung
(Vereinheitlichungsbedingung) genügen, gesammelt, um eine endgültige Segmentierungsdate
zu erzeugen. Die vorsegmentierten Daten werden z.B. so erhalten, daß im Hinblick
auf die erkannten Datenpunkte die Punktsätze vereinheitlicht werden, wenn sie zwei
Bedingungen erfüllen, d.h. der Abstand &Dgr;X in der X-Achsen-Richtung unterhalb
0,2 m ist und der Abstand &Dgr;Z in der Z-Achsen-Richtung unterhalb 2 m ist. In
dieser Ausführungsform gibt es drei Abtastlinien in der Y-Achsen-Richtung, und durch
die Vorsegmentierung werden die vorsegmentierten Daten für jede Linie erzeugt. Daher
werden für die endgültige Segmentierung die vorsegmentierten Daten, die dicht beieinander
liegen, in einem dreidimensionalen (X, Y, Z) Raum vereinheitlicht (endgültige Segmentierung).
Jede der endgültigen Segmentdaten bildet einen rechtwinkligen Quaderbereich mit
drei Kanten parallel zur X-Achse, Y-Achse und Z-Achse, und dessen Mittenkoordinaten
(X, Y, Z) und die Längen (W, H, D) der drei Kanten, die die Größe darstellen, werden
als Dateninhalte verwendet. Wenn es nicht anderweitig bestimmt ist, wird das endgültige
Segment (Daten) einfach als "Segment (Daten)" bezeichnet.
In einem Schritt S130 wird die jeweilige Segmentdate als ein Vorziel
eingestellt, und es wird im Hinblick auf jedes Vorziel eine Zielprioritätswahrscheinlichkeit
berechnet, die eine Wahrscheinlichkeit des Objekts der Zielverarbeitung als Zielmodell
bildet. In diesem Fall ist das Zielmodell ein im Hinblick auf eine Gruppe von Segmenten
zu erzeugendes Objekt, und das Vorziel ist ein Kandidat für ein Zielmodell, das
der Zielverarbeitung unterzogen wird. In dieser Ausführungsform kann ein Maximum
von 18 Vorzielen ausgewählt werden, und für das Zielmodell der Vorziele werden vier
Vorziele ausgewählt, um die Zielprioritätswahrscheinlichkeit zu verringern.
Mit den Entscheidungsfaktoren, d.h. die Berücksichtigung, ob die Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit
innerhalb einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit liegt (z.B. 50%), ob es sich um
ein bewegtes Objekt handelt, ob der seitliche Abstand in Bezug auf das betreffende
Fahrzeug innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegt (z.B. 5 m in jeder der rechten
und linken Richtung), ob die Erfassung für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt
wird, und ähnlichem, wird die Zielprioritätswahrscheinlichkeit jedes Vorziels höher
berechnet, wenn sich die Anzahl der anwendbaren Elemente erhöht.
Im folgenden wird die Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit beschrieben.
In einem Fall, in dem eine große Anzahl von Delineatoren in einem
kurzen Intervall längs der Straßenseite angebracht sind, oder wenn eine Leitplanke
erfaßt wird, besteht eine Wahrscheinlichkeit dafür, daß diese stationären Objekte
fälschlicherweise als bewegt erkannt werden. Dieses kommt daher, daß, wenn irgendetwas
immer an derselben Position erfaßt wird, eine Entscheidung getroffen wird, daß ein
Fahrzeug, das mit derselben Geschwindigkeit wie das betreffende Fahrzeug fährt,
an dieser Position vorhanden ist. Daher wird die Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit
berechnet, um zu verhindern, daß ein fälschlicherweise als bewegtes Objekt erkanntes
Objekt fälschlicherweise als vorhergehendes Fahrzeug beurteilt wird. In dem Entscheidungsblock
für ein vorhergehendes Fahrzeug 53 ist es möglich, wenn eine Entscheidung
bezüglich eines straßenseitigen Elements getroffen wird, wenn die Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit
unterhalb 50% liegt, zu verhindern, daß ein wiederholt erscheinendes stationäres
Element fälschlicherweise als vorhergehendes Fahrzeug beurteilt wird.
Der Bereich der Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit kann von 0 bis 100%
reichen, und zur Verringerung des Einflusses von momentanem Rauschen und einer Streuung
wird die Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit durch die Gewichtungseinrichtung gemäß
der Gleichung (1) berechnet.
Derzeitige Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit ← letzter Wert
× &agr; + derzeitiger Momentanwert × (1 – &agr;) (1)
Der Anfangswert wird auf 50% eingestellt, und &agr; wird z.B. auf
0,8 eingestellt. Außerdem wird der Momentanwert der Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit
auf der Grundlage der Relativgeschwindigkeit, der vertikalen und horizontalen Längen
D und W, der Erfassungszeit und ähnlichem berechnet. Das Verfahren zur Berechnung
dieser Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit ist genauer in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2002-40139 (Paragraphen 0045 bis 0049) beschrieben, weshalb die weitere Beschreibung
weggelassen wird.
In einem Schritt S140 werden vier Vorziele mit einer höheren Zielprioritätswahrscheinlichkeit
als Ziele ausgewählt, die wiederum der Zielverarbeitung unterzogen werden. Diese
Zielverarbeitung wird im folgenden mit Bezug auf ein Flußdiagramm der
13B beschrieben. In der Zielverarbeitung wird zunächst
ein entsprechendes Segment eines Zielmodells wiedergewonnen (Schritt S141). Dieses
ist die Verarbeitung zur Ermittlung, welche der aktuell erfaßten Segmente mit dem
zuvor erhaltenen Zielmodell übereinstimmen, und das Segment, das dem Zielmodell
entspricht, wird wie folgt definiert. Zunächst wird angenommen, daß sich das Zielmodell
von der Position zum Zeitpunkt der letzten Verarbeitung mit der Relativgeschwindigkeit
zum Zeitpunkt der letzten Verarbeitung fortbewegt hat, und es wird eine angenommene
Position des aktuellen Sollmodells berechnet. Anschließend wird ein angenommener
Bewegungsbereich mit einer vorbestimmten Breite in jeder der X-Achsen-, Y-Achsen-
und Z-Achsen-Richtungen um die angenommene Position eingestellt. Außerdem wird ein
Segment, das zumindest teilweise in dem angenommenen Bewegungsbereich enthalten
ist, als ein entsprechendes Segment eingestellt.
In einem Schritt S142 wird die Datenerneuerungsverarbeitung im Hinblick
auf das Zielmodell durchgeführt. Entsprechend dieser Verarbeitung werden, wenn ein
entsprechendes Segment vorhanden ist, die vergangenen Daten über das Zielmodell
auf der Grundlage der aktuellen Daten erneuert, und die zu erneuernden Daten sind
die Mittenkoordinaten (X, Y, Z), die Breite W, die Höhe H, die Tiefe D, die Relativgeschwindigkeiten
(Vx, Vy, Vz) in der X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Richtung, die vierfachen Mittenkoordinatendaten
(X, Y, Z) der Vergangenheit, die Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn und ähnliches.
In diesem Zusammenhang wird, wenn kein entsprechendes Segment vorhanden ist, die
Datenerneuerung des Zielmodells nicht durchgeführt, und es wird ein neues Zielmodell
eingeschrieben.
Anschließend wird in einem Schritt S143 die Wahrscheinlichkeit für
dieselbe Fahrbahn berechnet. Die Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn ist ein
Parameter, der den Grad der Sicherheit dafür anzeigt, daß das
Zielmodell ein auf derselben Fahrbahn wie das betreffende Fahrzeug fahrendes Fahrzeug
ist. Konkret wird die Position des Zielmodells berechnet, und die berechnete Position
wird in eine Wahrscheinlichkeitstabelle für dieselbe Fahrbahn eingegeben, um einen
Momentanwert der Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn für das Zielmodell zu
erhalten. In diesem Fall ist die Wahrscheinlichkeitstabelle für dieselbe Fahrbahn
eine Tabelle, in der ein vorbestimmter Bereich (z.B. 5 m in jeder der rechten und
linken Richtung und 100 m in der Richtung nach vorne) vor dem betreffenden Fahrzeug
in mehrere Bereiche unterteilt wird, und es ist jedem Bereich eine Wahrscheinlichkeit
zugewiesen, so daß die Wahrscheinlichkeit höher wird, wenn der Abstand geringer
wird, oder es sich dem Kurs dieses Fahrzeugs annähert.
Nach der Berechnung des Momentanwerts der Wahrscheinlichkeit für dieselbe
Fahrbahn wird die Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn durch die Gewichtungseinrichtung
gemäß der Gleichung (2) erhalten.
Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn ← letzter Wert der
Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn × &agr; + Momentanwert der Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn × (1 – &agr;) (2)
In diesem Fall kann &agr; ein konstanter Wert oder auch ein Wert sein,
der sich entsprechend dem Abstand vom Zielmodell oder einem Bereich, in dem das
Zielmodell vorhanden ist, ändert. Das Verfahren zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn ist genauer in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
2002-40139 (Paragraphen 0050 bis 0056) beschrieben, so daß dessen weitere Beschreibung
weggelassen wird.
Die Daten über das Zielmodell einschließlich der Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit
und der Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn werden von dem Objekterkennungsblock
43 an den Entscheidungsblock für ein vorhergehendes Fahrzeug
53 der 1 ausgegeben. Der Entscheidungsblock
für ein vorhergehendes Fahrzeug 53 trifft eine Entscheidung, daß unter
den Zielmodellen diejenigen, deren Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit eine vorbestimmte
Schwelle (z.B. 50%) überschreitet und deren Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn
eine vorbestimmte Schwelle (z.B. 50%) überschreitet, das Zielmodell mit dem kürzesten
Abstand Z ein vorhergehendes Fahrzeug ist. Dieses Entscheidungsergebnis wird an
die Zwischenfahrzeugsteuer-/Alarmentscheidungseinheit 55 ausgegeben.
Weiterhin wird im folgenden die Lernverarbeitung bezüglich der Mitte
der optischen Achse des Laserradarsensors 5 beschrieben.
Sogar wenn durch die Verwendung des Ziels 100 der Aussendungswinkel
des Mittenlaserstrahls im Erkennungsbereich 93 so eingestellt wird, daß
er mit dem Bezugswinkel &Dgr;A übereinstimmt, verändert sich der tatsächliche Laserstrahlaussendungsbereich
aufgrund verschiedener Faktoren. Z.B. kann sich aufgrund des Beladungszustands des
Fahrzeugs, der Anzahl der Fahrzeuginsassen oder ähnlichem der Laserstrahlaussendungsbereich
des Laserradarsensors 5 insbesondere in der Y-Achsen-Richtung (vertikale
Richtung) aus dem als Erkennungsbereich 93 eingestellten Bereich verschieben.
Außerdem kann sich, wenn das Fahrzeug erneut fährt, der Anbringungszustand des Laserradarsensors
5 am Fahrzeug verändern, da er durch Fahrvibrationen und ähnliches beeinflußt
wird. Da der Laserstrahlaussendungswinkel in der Y-Achsen-Richtung dahin tendiert,
sich zu verändern, wird somit im speziellen eine Entscheidung getroffen, ob der
vertikale Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv, der auf der Grundlage des
vorbestimmten Ziels 100 wie zuvor erwähnt berechnet wird, verschoben ist
oder nicht. Wenn er verschoben ist, wird vorzugsweise die Korrektur nicht durchgeführt.
In dieser Ausführungsform wird das Lernen der Mitte der optischen
Achse des Laserradarsensors 5 durch die Verwendung eines stets an einem
Fahrzeug angebrachten Reflektors durchgeführt. Dieses erfolgt deshalb, da der Reflektor
des Personenwagens an einer Position angeordnet ist, die näherungsweise 75 cm oberhalb
des Bodens liegt, und der Unterschied in der Anbringungshöhe zwischen den Fahrzeugtypen
gering ist.
14 ist ein Flußdiagramm, das die Lernverarbeitung
bezüglich der Mitte der optischen Achse des Laserradarsensors 5 zeigt.
Zunächst wird in einem Schritt S200 die Zielprioritätswahrscheinlichkeit im Hinblick
auf mehrere Vorziele berechnet. Dieses Zielprioritätswahrscheinlichkeitsberechnungsverfahren
ähnelt im wesentlichen dem Schritt S130 des Flußdiagramms der 13A,
der oben beschrieben ist.
In dieser Lernverarbeitung wird jedoch eine Unterscheidung zwischen
einem Fahrzeug und einem anderen Objekt, das kein Fahrzeug ist, durch die Verwendung
des vertikalen Lernwinkels der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv genauer durchgeführt,
und die Zielprioritätswahrscheinlichkeit für das Vorziel, das kein Fahrzeug ist,
wird auf eine vorbestimmte niedrige Wahrscheinlichkeit (z.B. 20%) begrenzt. Im folgenden
wird ein Verfahren zur Unterscheidung zwischen einem Fahrzeug und einem Vorziel,
das kein Fahrzeug ist, durch die Verwendung des vertikalen Lernwinkels der optischen
Achse &Dgr;&thgr;elv beschrieben. Dieses Unterscheidungsverfahren wird auf den Schritt
S130 des Flußdiagramms der 13A angewendet, und die
Zielprioritätswahrscheinlichkeit eines Vorziels, das kein Fahrzeug ist, kann auf
die vorbestimmte niedrige Wahrscheinlichkeit begrenzt werden.
Zuerst wird eine Aufwärtsdrehungsentscheidung oder eine Abwärtsdrehungsentscheidung
bezüglich der optischen Achse durch Vergleichen des vertikalen Lernwinkels der optischen
Achse &Dgr;&thgr;elv mit einem Aufwärtsdrehungsentscheidungswinkel
(z.B. +0,5 Grad) und einem Abwärtsdrehungsentscheidungswinkel (z.B. –0,5 Grad)
getroffen. D.h., die Entscheidung hinsichtlich der Aufwärtsdrehung wird getroffen,
wenn der vertikale Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv ≥ +0,5 Grad
ist, während die Entscheidung hinsichtlich der Abwärtsdrehung getroffen wird, wenn
der vertikale Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv ≤ –0,5 Grad
ist.
Zusätzlich wird im Falle der Aufwärtsdrehungsentscheidung bezüglich
der optischen Achse die Zielprioritätswahrscheinlichkeit für das Vorziel, das der
folgenden Bedingung (1) oder (2) genügt, auf eine vorbestimmte niedrige Wahrscheinlichkeit
begrenzt. Das in 11 gezeigte Beispiel wird zur Erläuterung
der jeweiligen Bedingungen herangezogen.
(1) Das aufgrund nur des an der unteren Seite des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
positionierten Laserstrahls reflektierte Licht wird empfangen, und der Abstand Z
(cm) zu einem Vorziel > Anbringungshöhe &Dgr;Y (cm) × 40 + D (cm) wird erreicht.
Wie in 11 gezeigt ist, beträgt der Divergenzwinkel
des Laserstrahls in der Y-Achsen-Richtung in dieser Ausführungsform 1,57 Grad, und
der tan(1,57 Grad) beträgt näherungsweise 1/37. Außerdem ist der Divergenzwinkel
des Laserstrahls der unteren Seite des Mittenlaserstrahls, d.h. der Divergenzwinkel
des Laserstrahls ausgenommen der Überlagerungsbereiche 1,57 – 0,145 = 1,425
Grad, und der tan(1,425 Grad) ist näherungsweise gleich 1/40.
In diesem Fall wird im Prinzip der Laserstrahl der unteren Seite (Laserstrahl
der sechsten Ebene) des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls ausgesendet, um sich abwärts
zu drehen. In dem Fall der Aufwärtsdrehungsentscheidung bezüglich der optischen
Achse kann jedoch das obere Ende des sechsten Laserstrahls einen im wesentlichen
horizontalen Zustand einnehmen. Sogar in einem derartigen Fall erreicht das untere
Ende des Laserstrahls der sechsten Ebene zumindest eine Straßenoberfläche, wenn
der Abstand Z zum Vorziel der zuvor genannten Gleichung genügt. Da außerdem der
Laserstrahl der sechsten Ebene reflektiertes Licht erzeugt, während der Laserstrahl
der fünften Ebene, der der Y-Achsen-Mittenlaserstrahl ist, kein reflektiertes Licht
erzeugt, kann angenommen werden, daß das das reflektierte Licht erzeugende Vorziel
auf einer Fahrbahnoberfläche oder an einer Position sehr dicht an der Fahrbahnoberfläche
liegt. Daher wird angenommen, dass dieses Vorziel ein Objekt ist, das kein Fahrzeug
ist, sondern z.B. ein Delineator oder ähnliches.
In der zuvor genannten Gleichung ist D (cm) eine Zugabe, die z.B.
unter Berücksichtigung eines Bereichsfehlers und einer Steigung einer Fahrbahn,
d.h. z.B. auf 500 (cm) eingestellt ist.
(2) Das aufgrund des Laserstrahls der oberen Seite des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
reflektierte Licht oder das aufgrund sowohl des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls und
des Laserstrahls der oberen Seite reflektierte Licht wird empfangen, und es gilt:
Abstand Z (cm) zum Vorziel > (350 (cm) – &Dgr;Y (cm)) × 37 + D (cm).
Im Fall einer Entscheidung der Aufwärtsdrehung der optischen Achse,
wie es oben erwähnt ist, kann sich das untere Ende des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
einem im wesentlichen horizontalen Zustand annähern. Dementsprechend werden in dem
in 11 gezeigten Beispiel der Laserstrahl der fünften
Ebene, der der Y-Achsen-Mittenlaserstrahl ist, und der Laserstrahl der vierten Ebene
an der oberen Seite des Laserstrahls der fünften Ebene in einer Richtung einer Aufwärtsdivergenz
(Ausbreitung) ausgesendet. Es sind zum Beispiel eine große Anzahl von Objekten wie
z.B. Markierungen und Hinweisschilder oberhalb einer Fahrbahn angeordnet, und es
kann von diesen Objekten reflektiertes Lichts der Laserstrahlen der vierten und
fünften Ebene, die aufwärts divergieren, empfangen werden. Die zuvor genannte Bedingung
(2) trifft in einem Fall ein, in dem eine Möglichkeit besteht, daß das von den Objekten
oberhalb einer Fahrbahn reflektiertes Licht empfangen wird.
D.h. z.B., dass sogar im Fall eines hohen Fahrzeugs wie z.B. einem
Lastkraftwagen der maximale Wert der Fahrzeughöhe näherungsweise 350 (cm) beträgt.
Daher tritt eine Reflektion der Laserstrahlen der vierten und fünften Ebene auf,
und wenn der Abstand Z zum Vorziel, das das reflektierte Licht erzeugt hat, größer
als der Abstand ist, bei dem die Aussendungshöhe des Laserstrahls der fünften Ebene
(Y-Achsen-Mittenlaserstrahl) 350 (cm) überschreitet, wird die Möglichkeit, daß dieses
das von einem Objekt, das kein Fahrzeug ist, reflektiertes Licht ist, hoch. Daher
wird in einem derartigen Fall die Zielprioritätswahrscheinlichkeit des Vorziels
begrenzt. Der Fall, bei dem das reflektierte Licht nur aufgrund des Laserstrahls
der vierten Ebene auftritt, wird auf dieselbe Weise gehandhabt.
Außerdem wird im folgenden die Abwärtsdrehungsentscheidung der optischen
Achse beschrieben. Im Falle der Abwärtsdrehungsentscheidung der optischen Achse
wird, wenn die folgenden Bedingungen (3) oder (4) eintreffen, die Zielprioritätswahrscheinlichkeit
des Vorziels auf eine vorbestimmte niedrige Wahrscheinlichkeit begrenzt.
(3) Der Empfang des reflektierten Lichts aufgrund des Laserstrahls
der unteren Seite des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls oder aufgrund sowohl des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
als auch des Laserstrahls der unteren Seite findet statt, und es gilt: Abstand Z
(cm) zum Vorziel > &Dgr;Y (cm)) × 37 + D (cm).
Im Falle der Abwärtsdrehungsentscheidung bezüglich der optischen Achse
kann sich im Gegensatz zur Aufwärtsdrehungsentscheidung bezüglich der optischen
Achse das obere Ende des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls einem horizontalen Zustand
annähern. Dementsprechend werden in dem in 11 gezeigten
Bespiel der Laserstrahl der fünften Ebene, der der Y-Achsen-Mittenlaserstrahl ist,
und der Laserstrahl der sechsten Ebene an der unteren Seite ausgesendet,
um abwärts zu divergieren, und das reflektierte Licht von einer Leseoberfläche oder
einem an einer niedrigen Position oberhalb einer Straßenoberfläche vorhandenen Objekt
ist leicht zu empfangen. Die zuvor genannte Bedingung (3) trifft in einem Fall zu,
in dem eine Möglichkeit besteht, dass reflektierte Licht von einer Leseoberfläche
oder einem an einer niedrigen Position oberhalb einer Fahrbahnoberfläche vorhandenen
Objekt empfangen wird.
D.h., da der Divergenzwinkel des Laserstrahls wie oben beschrieben
1,57 Grad beträgt, wird der Abstand, bei dem der Laserstrahl der fünften Ebene (Y-Achsen-Mittenlaserstrahl)
im wesentlichen eine Fahrbahnoberfläche erreicht, durch Multiplizieren des Wertes
des tan(1,57 Grad) mit der Anbringungshöhe &Dgr;Y des Laserradarsensors
5 berechnet. In einem Fall, in dem der Abstand Z zum Vorziel größer als
der durch Addieren der Zugabe D (cm) zum berechneten Abstand erhaltene Abstand ist,
und das reflektierte Licht sowohl des Laserstrahls der fünften Ebene als auch des
Laserstrahls der sechsten Ebene oder nur des Laserstrahls der sechsten Ebene empfangen
wird, kann angenommen werden, daß die Reflektion von einer äußerst niedrigen Position
oberhalb einer Fahrbahnoberfläche stattfindet. Daher wird in einer derartigen Situation
die Zielprioritätswahrscheinlichkeit des Vorziels begrenzt.
(4) Das nur von dem Laserstrahl der oberen Seite des Y-Achsen-Mittenlaserstrahls
stammende reflektierte Licht wird empfangen, und es gilt: Abstand Z (cm) zum Vorziel
> (350 (cm) – &Dgr;Y (cm)) × 40 + D (cm).
Im Falle der Aufwärtsdrehungsentscheidung bezüglich der optischen
Achse wird der Laserstrahl der oberen Seite (Laserstrahl der vierten Ebene) im Bezug
auf den Y-Achsen-Mittenlaserstrahl in einer Richtung relativ dicht zur horizontalen
Richtung ausgesendet, obwohl er sich bezüglich des Horizontes aufwärts dreht. Wenn
in einem derartigen Fall außerdem der Abstand Z zum Vorziel der zuvor genannten
Gleichung genügt, erreicht das obere Ende des Laserstrahls der vierten Ebene eine
Höhe, die zumindest die höchste Fahrzeughöhe überschreitet. Da außerdem das reflektierte
Licht in Verbindung mit dem Laserstrahl der vierten Ebene und kein reflektiertes
Licht in Verbindung mit dem Laserstrahl der fünften Ebene (Y-Achsen-Mittenlaserstrahl)
erscheint, kann angenommen werden, dass das das reflektierte Licht erzeugende Vorziel
an einer sehr hohen Position oberhalb einer Fahrbahnoberfläche vorhanden ist. Daher
wird die Bedingung (4) angewendet, und es kann angenommen werden, dass eine Möglichkeit
vorhanden ist, dass das Vorziel ein Objekt ist wie zum Beispiel eine Markierung
oder ein Hinweisschild ist, aber kein Fahrzeug.
Außerdem ist es zusätzlich zu den oben genannten Bedingungen (1) bis
(4) geeignet, die Zielprioritätswahrscheinlichkeit des Vorziels zu begrenzen, wenn
die folgende Bedingung gilt:
(5) Wie in 11 gezeigt ist, ist der Winkel &Dgr;&THgr;
zwischen der horizontalen Richtung und dem unteren Ende des Laserstrahls der fünften
Ebene größer als ein vorbestimmter Winkel &THgr;, der Abstand zum Vorziel ist kürzer
als ein vorbestimmter kurzer Abstand 1 (zum Beispiel 30m), die Breite des Vorziels
ist kleiner als die Breite des Fahrzeugs (zum Beispiel unterhalb 0,5m), und es wird
das nur auf Grund des Laserstrahls der sechsten Ebene reflektierte Licht empfangen.
Im folgenden wird ein Verfahren zur Einstellung des zuvor genannten
vorbestimmten Winkels &THgr; beschrieben. Zunächst wird eine Bezugsaussendungshöhe
(Bezugsausstrahlungshöhe) h des unteren Endes des Laserstrahls der fünften Ebene
(Y-Achsen-Mittenlaserstrahl) in einem vorbestimmten kurzen Abstand L bestimmt (zum
Beispiel 30cm oberhalb des Bodens), und der vorbestimmte Winkel &THgr; wird als
Funktion der Bezugsaussendungshöhe h entsprechend der folgenden Gleichung (3) berechnet:
0 = tan–1(&Dgr;Y – h)/L (3)
Wenn der Winkel &Dgr;&thgr; zwischen der horizontalen Richtung und
dem unteren Ende des Laserstrahls der fünften Ebene den vorbestimmten Winkel &THgr;,
der wie zuvor beschrieben auf diese Weise eingestellt wird, überschreitet, wird
die Bezugsaussendungshöhe h auf eine relativ niedrige Position eingestellt, und
somit ist ein in 30cm Höhe oberhalb des Bodens vorhandenes Objekt vom Aussendungsbereich
des Laserstrahls der fünften Ebene überdeckt, wenn der Abstand den Abstand L überschreitet.
Mit anderen Worten beträgt in einem Fall, in dem das reflektierte Licht nur in Verbindung
mit dem Laserstrahl der sechsten Ebene innerhalb eines Bereiches des Abstandes L
auftritt, die Höhe des reflektierenden Objektes höchstens näherungsweise der Bezugsaussendungshöhe
h.
Wenn andererseits das reflektierende Objekt ein Fahrzeug ist und innerhalb
eines Bereichs eines vorbestimmten kurzen Abstands vorkommt, überschreitet dessen
Höhe die Bezugsaussendungshöhe h, und das von diesem reflektierte Licht sollte sogar
auf Grund des Laserstrahls der fünften Ebene empfangen werden können.
Dementsprechend kann, wenn die zuvor genannte Bedingung gilt, angenommen
werden, daß das reflektierende Objekt (Vorziel) ein Objekt wie z.B. ein Delineator,
d.h. kein Fahrzeug ist, und die Zielprioritätswahrscheinlichkeit wird folglich auf
eine vorbestimmte niedrige Wahrscheinlichkeit begrenzt.
Obwohl die zuvor genannte Bedingung (5) als ein Element zur Erfüllung
der Bedingung beinhaltet, daß das Vorziel eine kleinere Breite als eine vorbestimmte
Breite aufweist, kann dieses Element weggelassen werden, da es nur zum Zwecke der
Bestätigung vorhanden ist.
Nach einer derartigen Berechnung der Zielprioritätswahrscheinlichkeit
für jedes Vorziel wird im Schritt S310 des Flußdiagramms der 14
die erste Extraktion im Hinblick auf die Lernobjektkandidaten durchgeführt. In dieser
ersten Extraktion wird das Vorziel als ein bewegtes Objekt erkannt, und die Erkennung
fährt für eine vorbestimmte Zeitdauer fort (z.B. 5 Sekunden), und aus den Vorzielen,
deren Fahrzeuggestaltwahrscheinlichkeit 50% überschreitet, wird ein Vorziel mit
der höchsten Zielprioritätswahrscheinlichkeit als Lernobjektkandidat bestimmt. Dementsprechend
wird, da die Zielprioritätswahrscheinlichkeit auf einen niedrigen Wert im Hinblick
auf die Vorziele unter Anwendung der oben genannten Bedingungen (1) bis (5) unterdrückt
wird, die Möglichkeit, daß diese als ein Lernobjektkandidat für ein Fahrzeug ausgewählt
werden, äußerst niedrig.
Anschließend wird die zweite Extraktion in einem Schritt S220 durchgeführt.
In dieser zweiten Extraktion wird eine Entscheidung getroffen, ob eine Situation,
bei der die seitliche Relativgeschwindigkeit Vx zwischen dem in der ersten Extraktion
ausgewählten Lernobjektkandidat und dem betreffenden Fahrzeug unterhalb einer vorbestimmten
Geschwindigkeit (z.B. 0,2 m/s) liegt und außerdem die Vorwärts-(Längs-)Relativgeschwindigkeit
Vz unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit (z.B. 0,1 m/s) liegt, für eine
vorbestimmte Zeitdauer anhält. D.h., diese Entscheidung dient zur Überprüfung, ob
die relative Positionsbeziehung zwischen dem Lernobjektkandidat und dem betreffenden
Fahrzeug im wesentlichen stabil ist. Dieses erfolgt deshalb, da der Bereichsfehler
des Lernobjektkandidaten gering wird. Wenn ein Zustand, in dem sowohl die seitliche
Relativgeschwindigkeit Vx und die Vorwärts-Relativgeschwindigkeit Vz unterhalb einer
vorbestimmten Geschwindigkeit (z.B. 0,1 m/s) liegen, für eine vorbestimmte Zeitdauer
andauert, wird dieses der Lernobjektkandidat in der zweiten Extraktion.
Außerdem wird in einem Schritt 5230 die dritte Extraktion des Lernobjektkandidaten
durchgeführt. In dieser dritten Extraktion wird im Hinblick auf den Lernobjektkandidaten
eine Entscheidung getroffen, ob dessen Breite innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
(z.B. ein Bereich von 1,2 m bis 2,0 m) und der Abstand Z zum Lernobjektkandidat
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (z.B. ein Bereich von 30 m bis 80 m) liegt.
Der Grund für die Entscheidung hinsichtlich der Breite des Lernobjektkandidaten
besteht in dieser Ausführungsform darin, daß ein Personenkraftwagen mit einem von
der Höhe her im wesentlichen genormten Reflektor als ein Lernobjektkandidat ausgewählt
wird. Außerdem besteht der Grund für die Entscheidung hinsichtlich des Abstands
Z zum Lernobjektkandidaten darin, daß, wenn sich das betreffende Fahrzeug zu dicht
an den Lernobjektkandidaten annähert, sich die Lichtempfangsintensität aufgrund
der Reflektion von einem anderen Körper als den Reflektor erhöht, und somit der
Reflektor schwierig zu identifizieren ist, während, wenn der Abstand dazwischen
groß wird, der Lichtempfangszustand instabil wird, was zu einem fehlerhaften Lernen
führen kann.
Wenn die Entscheidung zeigt, daß die Breite und der Abstand Z in den
vorbestimmten Bereich eintritt, wird der Lernobjektkandidat durch die dritte Extraktion
als ein Lernobjektkandidat bestimmt. Außerdem wird in einem Schritt 5240 ein vertikaler
Verschiebungswinkelmomentanwert der optischen Achse &thgr;u unter Verwendung des
durch die erste bis dritte Extraktionsverarbeitung ausgewählten Lernobjektkandidaten
berechnet. Die Berechnung dieses vertikalen Verschiebungswinkelmomentanwertes der
optischen Achse &thgr;u erfolgt anhand der folgenden Gleichung (4).
&thgr;u[LSB = 0,01 Grad] =(Reflektorerfassungsebenennummer –
5) × 1,425[Grad] – &Dgr;A[Grad] + tan–1(75 [cm] –
&Dgr;Y [cm])/Z]cm] (4)
In dieser Gleichung (4) bezeichnet die Reflektorerfassungsebenennummer
die Ebenennummer eines Laserstrahls, der das reflektierte Licht von einem an einem
Personenkraftwagen, das ein Lernobjektkandidat ist, angebrachten Reflektor erzeugt,
wie es in 15 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform
gibt es unter den Erfassungsebenennummern die 4 (obere Ebene), 4,5 (Zwischenebene
zwischen oberer Ebene und mittlerer Ebene), 5 (mittlere Ebene), 5,5 (Zwischenebene
zwischen mittlerer Ebene und unterer Ebene) und 6 (untere Ebene), und es wird eine
von diesen Nummern wird verwendet. In dem in 15 gezeigten
Beispiel ist die Reflektorerfassungsebenennummer 5,5 (Zwischenebene zwischen mittlerer
Ebene und unterer Ebene).
Gemäß der Gleichung (4) kann der vertikale Verschiebungswinkelmomentanwert
der optischen Achse &thgr;u berechnet werden, der den Grad der Verschiebung des
Mittenwinkels des Divergenzwinkels des Laserstrahls mit der Ebenennummer
4, der den Y-Achsen-Mittenlaserstrahl bildet, gegenüber dem Bezugswinkel
&Dgr;A anzeigt.
Zusätzlich wird in Abhängigkeit davon, ob der vertikale Verschiebungswinkelmomentanwert
der optischen Achse &thgr;u, der gemäß der Gleichung (4) berechnet wird, innerhalb
z.B. eines Bereichs von ±1,42 Grad liegt, eine Entscheidung getroffen, ob
der vertikale Verschiebungswinkelmomentanwert der optischen Achse &thgr;u ein normaler
Wert ist. Wenn die Entscheidung einen abnormen Wert ergibt, wird der vertikale Verschiebungswinkelmomentanwert
der optischen Achse &thgr;u gelöscht, damit er einen Nichtberechnungszustand annimmt.
Wenn andererseits die Entscheidung einen normalen Wert ergibt, wird
die Anzahl Nu der Häufigkeit der Berechnung des vertikalen Verschiebungswinkelmomentanwertes
der optischen Achse &thgr;u erhöht, wie es durch die folgende
Gleichung (5) ausgedrückt ist, und die Gesamtsumme der vertikalen Verschiebungswinkelmomentanwerte
der optischen Achse &thgr;u wird durch die folgende Gleichung (6) berechnet.
Nu = Nu + 1 (5)
Zusätzlich wird zu dem Zeitpunkt, in dem die Anzahl Nu der Häufigkeit
der Berechnung des vertikalen Verschiebungswinkelmomentanwertes der optischen Achse
&thgr;u eine vorbestimmte Anzahl (z.B. 20 Male) erreicht, der Mittelwert &thgr;uave
der vertikalen Verschiebungswinkelmomentanwerte der optischen Achse &thgr;u entsprechend
der folgenden Gleichung (7) berechnet.
Gleichzeitig mit der Berechnung des Mittelwertes &thgr;uave wird jede
der Anzahlen Nu der Häufigkeit der Berechnung und deren Gesamtsumme &Sgr;&thgr;u
zu Null zurückgesetzt.
Danach wird in einem Schritt S250 der vertikale Lernwinkel der optischen
Achse &Dgr;&thgr;elv auf der Grundlage des Mittelwertes &thgr;uave der vertikalen
Verschiebungswinkelmomentanwerte der optischen Achse &thgr;u korrigiert. Genauer
gesagt wird der Mittelwert &thgr;uave der vertikalen Verschiebungswinkelmomentanwerte
der optischen Achse &thgr;u mit einem Wert, der durch Addieren von 0,05 Grad zum
vertikalen Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv erhalten wird, und einem
Wert, der durch Subtrahieren von 0,05 Grad von dem vertikalen Lernwinkel der optischen
Achse &Dgr;&thgr;elv erhalten wird, verglichen, um zu verhindern, daß sich der vertikale
Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv schnell ändert. Wenn das Vergleichsergebnis
zeigt, daß der Mittelwert &thgr;uave größer als ein Wert ist, der durch Addieren
von 0,05 Grad zum vertikalen Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv ist,
wird 0,05 Grad zum vertikalen Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv addiert.
Wenn andererseits das Vergleichsergebnis zeigt, daß der Mittelwert &thgr;uave kleiner
als ein Wert ist, der durch Subtrahieren von 0,05 Grad vom vertikalen Lernwinkel
der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv ist, wird 0,05 Grad vom vertikalen Lernwinkel
der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv subtrahiert. Auf diese Weise wird der vertikale
Lernwinkel der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv korrigiert, während eine Veränderung
des vertikalen Lernwinkels der optischen Achse &Dgr;&thgr;elv auf einen vorbestimmten
Winkel (0,05 Grad) begrenzt ist.
Somit wird sogar in einem Fall, in dem aufgrund des Beladungszustands,
der Anzahl der Insassen oder ähnlichem insbesondere in der Y-Achsen-Richtung (vertikale
Richtung) der Laserstrahlaussendungswinkel des Laserradarsensors 5 gegenüber
dem ursprünglich eingestellten Winkel (vertikaler Lernwinkel der optischen Achse
&Dgr;&thgr;elv) verschoben ist, eine geeignete Korrektur möglich.
(Zweite Ausführungsform)
Im folgenden wird unter Bezug auf die Zeichnungen eine Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit
gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese
Steuereinheit ist an einem Fahrzeug angebracht und dazu ausgelegt, einen vorbestimmten
Zwischenfahrzeugabstand aufrechtzuerhalten, wenn ein vorhergehendes Fahrzeug während
der Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine konstante Geschwindigkeit erfaßt
wird.
16 ist eine Darstellung der gesamten
Konfiguration einer Zwischenfahrzeugabstandssteuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform.
In 16 besteht die allgemein mit Bezugszeichen
102 bezeichnete Zwischenfahrzeugabstandsteuereinheit zusätzlich zu einem
Rechner 104, der als Hauptkomponente dient, aus einer Abtastmessvorrichtung
106, einem Lenksensor 108, einem Gierratensensor 109,
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 110, einem Geschwindigkeitssteuerungsschalter
112, einem Anzeiger 114, einer Automatikgetriebesteuerung
116, einem Bremsenschalter 118, einer Bremsenansteuerung
119, einem Drosselöffnungsgradsensor 120 und einer Drosselansteuerung
121.
Der Rechner 104 enthält Eingangs/Ausgangsschnittstellen (I/O)
und verschiedene Arten von Ansteuerschaltungen. Diese Hardware-Konfiguration ist
allgemeiner Art, weshalb eine genaue Beschreibung aus Gründen der Vereinfachung
weggelassen wird. Der Rechner 104 ist dazu ausgelegt, eine Zwischenfahrzeugabstandssteuerung
zur Steuerung eines Zwischenfahrzeugabstands in Bezug auf ein vorhergehendes Fahrzeug
zu steuern und eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung auf eine konstante Geschwindigkeit
zur Steuerung des betreffenden Fahrzeugs derart, daß dessen Geschwindigkeit einer
eingestellten Geschwindigkeit entspricht, durchzuführen, wenn ein vorhergehendes
Fahrzeug nicht ausgewählt wird.
Die Abtastmess-(Bereichs-)vorrichtung 106 enthält eine Übertragungs-/Empfangseinheit
(nicht gezeigt) und eine Abstands-/Winkelberechnungseinheit (nicht gezeigt), die
Übertragungs-/Empfangseinheit sendet (strahlt) mehrere Laserstrahlen in Vorwärtsrichtung
des betreffenden Fahrzeugs in einen vorbestimmten Winkelbereich
aus und erfaßt das darin reflektierte Licht, und die Abstands-/Winkelberechnungseinheit
erfaßt auf der Grundlage einer Zeitdauer zwischen der Aussendung des Laserstrahls
bis zum Einfangen des reflektierten Lichts einen Abstand zu einem vorhergehenden
Fahrzeug, das ein reflektierendes Objekt in Vorwärtsrichtung des betreffenden Fahrzeugs
darstellt, und einen Aussendungswinkel des Laserstrahls. Als Abtastmessvorrichtung
106 kann z.B. eine Vorrichtung verwendet werden, die anstelle des Laserstrahls
eine elektrische Welle wie z.B. eine Mikrowelle, eine Ultraschallwelle oder ähnliches
verwendet.
Der Lenksensor 108 erfaßt eine Veränderung des Lenkwinkels
eines Lenkrades und einen Relativlenkwinkel auf der Grundlage des Veränderungserfassungswertes.
Der Lenkwinkel des Lenkrades wird zur Erfassung der Kurvendaten herangezogen. Der
Gierratensensor 109 erfaßt eine Winkelgeschwindigkeit des betreffenden
Fahrzeugs um dessen vertikaler Richtung, wobei der Erfassungswert zur Berechnung
der Kurvendaten herangezogen wird.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 110 erfaßt ein einer Drehgeschwindigkeit
eines Rades entsprechendes Signal. Der Geschwindigkeitssteuerungsschalter
112 enthält fünf Druckknopfschalter. Einen Hauptschalter, einen Einstellschalter,
einen Wiederaufnahmeschalter, einen Löschschalter und einen Tipschalter.
Der Hauptschalter ermöglicht den Start der Geschwindigkeitssteuerung
(Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung auf konstante Geschwindigkeit). Die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung
kann sogar während der Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung auf eine konstante Geschwindigkeit
durchgeführt werden. Der Einstellschalter übernimmt, wenn er gedrückt wird, eine
Fahrzeuggeschwindigkeit Vn des betreffenden Fahrzeugs zu diesem Zeitpunkt, so daß
die Fahrzeuggeschwindigkeit Vn als eine Soll-(Wunsch-)Geschwindigkeit Vm gespeichert
wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung auf eine konstante Geschwindigkeit wird
durchgeführt, nachdem die Soll-Geschwindigkeit Vm eingestellt ist.
Der Wiederaufnahmeschalter bewirkt, wenn er gedrückt wird, wenn die
Sollfahrzeuggeschwindigkeit Vm in einem Zustand gespeichert ist, der sich von der
Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung auf eine konstante Geschwindigkeit unterscheidet,
daß die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit
zur Sollfahrzeuggeschwindigkeit Vm zurückkehrt. Der Löschschalter setzt die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung
auf eine konstante Geschwindigkeit aus, wenn er gedrückt wird. Der Tipschalter stellt
einen Sollzwischenfahrzeugabstand in Bezug auf ein vorhergehendes Fahrzeug ein,
was später beschrieben wird, und der Abstand kann innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs eingestellt werden, um die Wünsche des Nutzers zu berücksichtigen.
Der Anzeiger 114 enthält einen Anzeiger für die eingestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Anzeiger für den Zwischenfahrzeugabstand, einen Anzeiger
für die eingestellte Zwischenfahrzeugzeit und einen Sensorabnormitätsanzeiger, die
nicht gezeigt sind. Der Anzeiger für die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt
eine in der Geschwindigkeitssteuerung für eine konstante Geschwindigkeit eingestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit an, und der Anzeiger für den Zwischenfahrzeugabstand zeigt
einen Zwischenfahrzeugabstand zu einem vorhergehenden Fahrzeug, das durch eine später
beschriebene Verarbeitung auf der Grundlage eines Meßergebnisses der Abtastmessvorrichtung
106 ausgewählt wird, an. Der Anzeiger für eine eingestellte Zwischenfahrzeugzeit
zeigt eine Zwischenfahrzeugzeit ein, die als Zeit für die Steuerung des Zwischenfahrzeugabstands
durch eine später beschriebene Verarbeitung eingestellt wird, und der Sensorabnormitätsanzeiger
zeigt das Vorhandensein der Abnormität an, wenn diese bei verschiedenen Typen von
Sensoren wie z.B. der Abtastmessvorrichtung 106 auftritt.
Die Automatikgetriebesteuerung 116 wählt auf einen Befehl
des Rechners 104 hin eine Gangstellung eines Automatikgetriebes aus, die
zur Steuerung der Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs benötigt wird. Der
Bremsenschalter 118 erfaßt den Grad der Betätigung des Bremspedals durch
den Fahrer, und die Bremsenansteuerung 119 paßt die Bremsenbetätigung entsprechend
einem Befehl vom Rechner 104 an.
Der Drosselöffnungsgradsensor 120 erfaßt den Öffnungsgrad
der Drosselklappe, und die Drosselansteuerung 120 paßt den Öffnungsgrad
der Drosselklappe entsprechend einem Befehl vom Rechner 104 an, um den
Ausgang der Brennkraftmaschine zu steuern. Durch zum Beispiel Durchführen von Vergleichen
zwischen dem Drosselöffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit kann z.B. eine
Entscheidung über ein Gefälle getroffen werden.
Der Rechner 104 enthält einen Energieversorgungsschalter
(nicht gezeigt), und wenn dieser Energieversorgungsschalter gedrückt wird, wird
Energie zum Start der vorbestimmten Verarbeitung zugeführt. Der Rechner
104 führt anhand dieser Konfiguration die Zwischenfahrzeugabstandssteuerverarbeitung
oder Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerverarbeitung auf eine konstante Geschwindigkeit
durch, die später beschrieben werden.
17 ist eine Darstellung von Steuerblöcken
des Rechners 104. Die Daten über einen von der Abtastmessvorrichtung
106 ausgegebenen Winkel und Abstand werden durch eine Koordinatenumwandlungseinheit
104a in orthogonale X-Z-Koordinaten umgewandelt, wobei die seitliche (Breiten-)
Richtung des Fahrzeugs als X-Achse und die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs als Z-Achse
mit der Mitte der Abtastmessvorrichtung 106 als Ursprung (0,0) angenommen
wird. Wenn der Wert dieses Umwandlungsergebnisses in einem abnormen Bereich liegt,
zeigt außerdem eine Sensorabnormitätserfassungseinheit 104b diese Tatsache
auf dem Sensorabnormitätsanzeiger 114 an.
Eine Objekterkennungseinheit 104d erhält die Mittenpositionskoordinaten
(X, Z) und Größe (W, D) eines in Vorwärtsrichtung des betreffenden Fahrzeugs reflektierenden
Objekts auf der Grundlage des/der in die orthogonalen X-Z-Koordinaten umgewandelten
Abstands und Winkeldaten und erhält eine Relativgeschwindigkeit (Vx, Vz) des reflektierenden
Objekts in Bezug auf die Position des betreffenden Fahrzeugs auf der Grundlage einer
Veränderung der Mittenposition (X, Z) in Abhängigkeit von der Zeit. Außerdem wird
eine Zuordnungserkennung darüber, ob das reflektierende Objekt ein haltendes Objekt
oder ein bewegtes Objekt ist, auf der Grundlage einer Veränderung der Relativgeschwindigkeit
(Vx, Vz) im Verlaufe der Zeit, einer Veränderung zwischen dieser Relativgeschwindigkeit
und einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vn des betreffenden Fahrzeugs, die in einer Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit
104c berechnet wird, oder ähnlichem durchgeführt. (W, D), die die Größe
des reflektierenden Objekts angeben, stellen entsprechend die Breite und Tiefe dar.
Zusätzlich ermittelt eine Lenkwinkelberechnungseinheit 104e
einen Lenkwinkel auf der Grundlage eines Signals vom Lenksensor 108, und
eine Gierratenberechnungseinheit 104j berechnet eine Gierrate auf der Grundlage
eines Signals vom Gierratensensor 109. Ein Kurvenradius – Berechnungseinheit
104f berechnet einen Kurvenradius (Radius der Krümmung) R auf der Grundlage
der Fahrzeuggeschwindigkeit Vn von der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit
104c, des Lenkwinkels von der Lenkwinkelberechnungseinheit 104e
und der Gierrate von der Gierratenberechnungseinheit 104j.
Eine Berechnungseinheit für die Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn
104g berechnet eine Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn eines vorhergehenden
Fahrzeugs für jeden zu erkennenden Typ auf der Grundlage des Kurvenradius R, der
in der Kurvenradiusberechnungseinheit 104f berechnet wird, der Mittenpositionskoordinaten
(X, Z), die in der Objekterkennungseinheit 104d ermittelt werden, der Größe
(W, D) des reflektierenden Objekts und der Relativgeschwindigkeit (Vx, Vz).
Eine Auswähleinheit für ein vorhergehendes Fahrzeug 104h
wählt ein vorhergehendes Fahrzeug für die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung auf
der Grundlage der Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn und der Z-Koordinate
der Mittenposition des reflektierenden Objekts aus und ermittelt den Abstand Z und
die Relativgeschwindigkeit Vz in Bezug auf das vorhergehende Fahrzeug.
Eine Zwischenfahrzeugsteuereinheit 104i gibt Steuersignale
zur Anpassung des Zwischenfahrzeugabstands in Bezug auf das vorhergehende Fahrzeug
an die Bremsenansteuerung 119, die Drosselansteuerung 120 und
die Automatikgetriebesteuerung 116 auf der Grundlage des Abstands Z und
der Relativgeschwindigkeit Vz zum vorhergehenden Fahrzeug, der Fahrzeuggeschwindigkeit
des betreffenden Fahrzeugs Vn, der Einstellbedingung des Geschwindigkeitssteuerungsschalters
112 und dem Betätigungszustand des Bremsenschalters 118 und außerdem
benötigte Anzeigesignale an den Anzeiger 114 aus, um die Situation dem
Fahrzeugfahrer mitzuteilen.
Die Zwischenfahrzeugsteuereinheit 104i führt die Steuerung
des Drosselöffnungsgrades und der Bremse zum Beispiel durch die folgende Verarbeitung
aus: Zuerst wird ein Sollzwischenfahrzeugabstand als Funktion der eingestellten
Bedingung des Geschwindigkeitssteuerungsschalters 112 und der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vn berechnet. In dieser Ausführungsform wird der Sollzwischenfahrzeugabstand durch
Multiplizieren einer Sollzwischenfahrzeugzeit (z.B. 3,0 Sekunden), die im voraus
eingestellt wird, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit Vn erhalten. Eine Sollbeschleunigung
oder -verzögerung (die im folgenden als "Sollbeschleunigung/-verzögerung" bezeichnet
wird) wird auf der Grundlage des Sollzwischenfahrzeugabstands, der eingestellten
Bedingung des Geschwindigkeitssteuerungsschalters 112 und des/der Abstands/Relativgeschwindigkeit
zum vorhergehenden Fahrzeug erhalten. Eine Sollfahrzeuggeschwindigkeit Vm wird als
Funktion der Sollbeschleunigung/-verzögerung, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vn und
der eingestellten Bedingung des Geschwindigkeitssteuerungsschalters 112
berechnet.
Auf der Grundlage der Sollfahrzeuggeschwindigkeit Vm und der tatsächlichen
Fahrzeuggeschwindigkeit Vn wird eine Entscheidung über ein Steuerverfahren getroffen,
d.h. z.B. ob der Drosselöffnungsgrad gesteuert werden soll, ob die Gangstellung
des Automatikgetriebes geändert werden soll oder ob die Bremse gesteuert werden
soll. Außerdem wird auf der Grundlage des Steuerverfahrens, der Sollfahrzeuggeschwindigkeit
Vm, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vn, der eingestellten Bedingung des Geschwindigkeitssteuerungsschalters
112 und der Bedingung des Bremsenschalters 118 der Zwischenfahrzeugabstand
zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorhergehenden Fahrzeug durch Steuern
des Drosselöffnungsgrades durch die Verwendung der Drosselansteuerung
121, durch Steuerung der Gangstellung des Automatikgetriebes durch die
Verwendung der Automatikgetriebe der Steuerung 116 oder durch Steuern der
Bremsenbetätigung durch die Verwendung der Bremsenansteuerung 119 auf dem
Sollzwischenfahrzeugabstand gehalten. Außerdem wird die Situation im Anzeiger
114 in Echtzeit angezeigt.
Zweitens wird im folgenden in Bezug auf das Flußdiagramm der
18 die Zwischenfahrzeugabstandsteuerverarbeitung beschrieben.
18 zeigt den gesamten Ablauf der Zwischenfahrzeugabstandssteuerverarbeitung.
Diese Zwischenfahrzeugabstandsteuerverarbeitung wird mit einem Steuerintervall von
0,2 Sekunden wiederholt durchgeführt.
Zunächst werden im Schritt S410 die Meßdaten über den Abstand und
den Winkel, die von der Abtastmessvorrichtung 106 ermittelt werden, gelesen,
wonach im anschließenden Schritt S420 die Erkennung eines Hindernisses in Vorwärtsrichtung
erfolgt. Die Vorwärts-Hinderniserkennungsverarbeitung im Schritt S420 ermittelt
die Mittenpositionskoordinaten (X, Z), die Größe (W, D) und die Relativgeschwindigkeit
(Vx, Vz) eines in Vorwärtsrichtung des betreffenden Fahrzeugs vorhandenen Objekts,
und die auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vn des betreffenden Fahrzeugs
erkannte Auswahl (assortment) und ein Abtastergebnis über das Objekt in Vorwärtsrichtung.
Hinsichtlich der Auswahlerkennung kann ein Objekt als ein bewegtes
Objekt erkannt werden, wenn sich die Relativposition des Objekts unabhängig von
der Fahrt des betreffenden Fahrzeugs kaum verschiebt. Außerdem kann ein Objekt,
das sich allmählich von dem betreffenden Fahrzeug entfernt, als ein bewegtes Objekt
erkannt werden. Wenn andererseits die Relativposition eines Objekts, das sich dem
betreffenden Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit (Absolutwert) nähert, die gleich
der Fahrzeuggeschwindigkeit Vn ist, kann das Objekt als ein haltendes Objekt erkannt
werden. Wenn z.B. die seit dem Auftauchen eines Objekts verstrichene Zeit zu kurz
ist, um die Erkennung durchzuführen, wird dieses Objekt als ein nicht identifizierbares
Objekt erkannt. Diese Vorwärts-Hinderniserkennungsverarbeitung ist dem Fachmann
bekannt, und das Erkennungsverfahren ist nicht speziell darauf beschränkt.
Zusätzlich wird in einem Schritt S430 die Kurvenerfassungsverarbeitung
durchgeführt. Diese Kurvenerfassungsverarbeitung berechnet einen Radius einer Krümmung
(Kurvenradius R) einer Fahrbahn, auf der das betreffende Fahrzeug fährt, wobei der
berechnete Kurvenradius R als ein Korrekturwert für die Umwandlung der oben genannten
Mittenpositionskoordinaten (X, Z) und der Breite W des Objekts in Werte verwendet
werden, die bei der Fahrt auf einer geraden Fahrbahn bei der Berechnungsverarbeitung
für eine Wahrscheinlichkeit für dieselbe Fahrbahn, die später beschrieben wird,
benötigt werden. Das Vorzeichen "+" des Kurvenradius wird für eine Rechtskurve verwendet,
während "–" für die Linkskurve verwendet wird.
Dieses Berechnungsverfahren für den Kurvenradius R ist dem Fachmann
bekannt, und die genaue Beschreibung wird deshalb weggelassen. Jedoch ist die Erfindung
nicht auf das Verfahren beschränkt, bei dem der Kurvenradius R als Funktion der
Fahrzeuggeschwindigkeit Vn, des Lenkwinkels und der Gierrate berechnet wird. Es
kann z.B. auch die Fahrbahn in Vorwärtsrichtung des betreffenden Fahrzeugs von einer
CCD (Charge Coupled Device) oder ähnlichem aufgenommen die Fahrbahn aus dem erhaltenen
Bild erkannt werden, um den Kurvenradius R zu schätzen, oder es kann in einem Fall,
in dem ein Navigationssystem mit einem globalen Positioniersystem (GPS), das einer
Satellitenwelle verwendet, versehen ist, die aktuelle Position des betreffenden
Fahrzeugs durch die Verwendung des GPS zur Erlangung des Kurvenradius R an der aktuellen
Position des betreffenden Fahrzeugs auf der Grundlage von Karteninformation des
Navigationssystems erkannt werden.
Die Verarbeitung der Schritte S410 bis S430 stellt die Daten über
die Mittenpositionskoordinaten (X, Z), die Größe (W, D) und die Relativgeschwindigkeit
(Vx, Vz) des in Vorwärtsrichtung des betreffenden Fahrzeugs vorhandenen Objekts
und den Kurvenradius R bereit.
In einem Schritt S440 wird die Berechnungsverarbeitung für eine Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn, die später beschrieben wird, durchgeführt, um eine Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn P des Objekts für jede Erkennungszuordnung zu berechnen, und
in einem Schritt S450 wird die Auswahlverarbeitung für ein vorhergehendes Fahrzeug,
die im folgenden beschrieben wird, ausgeführt, um ein vorhergehendes Fahrzeug für
die Zwischenfahrzeugabstandssteuerung auszuwählen. Außerdem wird wie oben erwähnt
in einem Schritt S460 die Steuerung durchgeführt, um den Zwischenfahrzeugabstand
in Bezug auf das ausgewählte vorhergehende Fahrzeug auf einen Sollzwischenfahrzeugabstand
zu halten.
Außerdem wird im folgenden mit Bezug auf das Flußdiagramm der
19 die Berechnungsverarbeitung für eine Wahrscheinlichkeit
für dieselbe Fahrbahn des Schritts S440, die ein Merkmal dieser Ausführungsform
bildet, beschrieben.
Zunächst werden in einem Schritt S510 die Mittenpositionskoordinaten
(X, Z) und die Breiten (W) aller Objekte, die in der Vorwärts-Hinderniserkennungsverarbeitung
im Schritt S420 erhalten werden, in Werte umgewandelt, die benötigt werden, wenn
das Fahrzeug auf einer geraden Fahrbahn fährt.
D.h., die Mittenpositionskoordinaten (X, Z) und die Breite (W) eines
beim Fahren auf einer gekrümmten Fahrbahn erhaltenen Objekts werden in Werte gewandelt,
die im Falle einer geraden Fahrbahn auf der Grundlage des Kurvenradius R, der in
der Kurvenerfassungsverarbeitung im Schritt S430 erhalten wird, zu erlangen sind.
Daher können sogar wenn sich der Kurvenradius R der Fahrbahn, auf dem das betreffende
Fahrzeug fährt, ändert, die umgewandelten Mittenpositionsk