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Dokumentenidentifikation DE10152078B4 28.04.2011
Titel Verfahren und Objekterfassungssystem zur Unterscheidung von detektierten Objekten auf dem Weg eines Fahrzeugs
Anmelder Delphi Technologies, Inc., Troy, Mich., US
Erfinder Alland, Stephen W., Tucson, Ariz., US;
Searcy, James F., Carmel, Ind., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 23.10.2001
DE-Aktenzeichen 10152078
Offenlegungstag 25.07.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse G01S 13/93  (2006.01)  A,  F,  I,  20051017,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse G01S 7/41  (2006.01)  A,  L,  I,  20051017,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung ist im Allgemeinen auf das Detektieren von Objekten und im Besonderen auf das Unterscheiden, ob ein detektiertes Objekt auf einem Weg eines Fahrzeugs liegt, gerichtet.

In zunehmendem Maße bauen Fahrzeughersteller in Fahrzeuge Sicherheitseinrichtungen ein, um es Fahrern zu ermöglichen, auf eine sicherere, effizientere Weise zu fahren. Beispielsweise haben einige Hersteller Voraussichtsysteme (forward looking systems = FLS), Rückdetektionssysteme (rear detection systems = RDS) und Seitendetektionssysteme (side detection systems = SDS) in bestimmten Fahrzeugmodellen integriert. Ein adaptives Fahrtregelungssystem (adaptive cruise control system = ACC-System) ist ein Beispiel eines FLS.

Ein typisches ACC-System verwendet einen Sensor (z. B. einen Radar- oder Laser-Sensor), der an der Vorderseite eines Host-Fahrzeugs angebracht ist, um Objekte auf dem Weg vor dem Fahrzeug zu detektieren. Wenn ein Objekt detektiert wird, vergleicht das ACC-System typischerweise den projizierten Weg des Fahrzeugs mit dem Standort des Objektes, so dass Objekte am Straßenrand oder auf unterschiedlichen Spuren ausgeschieden werden. Das heißt, wenn die Spur vor dem Fahrzeug frei ist, hält das ACC-System die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht. Wenn jedoch ein langsameres Fahrzeug, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, detektiert wird, hält das ACC-System einen vom Fahrer ausgewählten Abstand (unter Verwendung einer Drosselsteuerung und eines begrenzten Bremsens) zwischen den Fahrzeugen. Ein typisches ACC-System verwendet einen mechanisch abgetasteten Radar-Sensor, der normalerweise die Fähigkeit des Systems verbessert, Ziele (z. B. andere Fahrzeuge) bei starkem Verkehr zu detektieren. Ein typisches, kommerziell erhältliches ACC-System besitzt eine Reichweite von einhundertfünfzig Metern, einen Azimut, der fünfzehn Grad abdeckt, und aktualisiert sich annähernd zehnmal pro Sekunde. ACC-Systeme bestimmen im Allgemeinen die Entfernung eines detektierten Objektes sowie die Relativgeschwindigkeit des detektierten Objektes.

Bekanntlich haben jedoch kommerziell erhältliche FLS Fehlalarme (z. B. einen sichtbaren oder hörbaren Alarm) geliefert, oder eine Drossel- und Bremsensteuerung angewandt, wenn das FLS ein Objekt detektiert, das sich nicht auf dem Weg des Fahrzeugs befindet (z. B. über Kopf befindliche Brücken und über Kopf befindliche Verkehrszeichen). Ein Ansatz, Fehlalarme oder eine unangemessene Bremsen- und Drosselsteuerung zu beseitigen, ist es, einen Sensor (z. B. Radar oder Laser) mit einem hinreichend schmalen Elevationsstrahl zu verwenden, so dass der Hauptstrahl über Kopf befindliche Objekte in der maximalen Warnentfernung (z. B. einhundert Meter) nicht anstrahlt. Für Kraftfahrzeuganwendungen hat sich dieser Ansatz aufgrund von Packungsbeschränkungen, die die nutzbaren Abmessungen der Antenne begrenzen, als nicht besonders praktisch erwiesen. Ferner führt das Reduzieren der Breite des Elevationsstrahls zur Beseitigung von über Kopf befindlichen Objekten im Allgemeinen zu der Notwendigkeit von Mehrfach-Elevationsstrahlen oder einer Strahlabtastung bzw. -überstreichung, um sicherzustellen, dass gültige Ziele in Anbetracht der erwarteten Abweichungen in der Fahrzeugorientierung und Straßengeometrie dennoch detektiert werden. Zusätzlich erhöht ein Einsatz von Mehrfachstrahlen oder einer Strahlabtastung bzw. -überstreichung die Zusatzkosten für ein gegebenes FLS.

Ein anderer Ansatz, der dazu verwendet worden ist, über Kopf befindliche Objekte von gültigen, auf dem Weg befindlichen Objekten zu unterscheiden, ist es gewesen, eine Zielhöhe abzuschätzen, indem eine Elevationsmessfähigkeit, wie beispielsweise eine Elevationsabtastung bzw. -überstreichung oder -monoimpulse, in den Sensor des FLS eingearbeitet wurde. Jedoch erhöht das Implementieren derartiger Anordnungen die Zusatzkosten für ein gegebenes FLS. Eine weitere Technik zum Unterscheiden von über Kopf befindlichen Objekten von gültigen, auf dem Weg befindlichen Objekten ist es, die seitliche Ausdehnung des Objekts zu untersuchen. Beispielsweise erstrecken sich Brücken typischerweise quer über eine Fahrbahn hinweg, während die seitliche Ausdehnung eines einzelnen Fahrzeugs typischerweise kleiner als eine Spurbreite ist. Jedoch können sich mehrere Fahrzeuge, die in einer im Wesentlichen ähnlichen Entfernung angehalten haben, über mehrere Spuren hinweg erstrecken und somit einem FLS als ein ungültiges, auf dem Weg befindliches Objekt, z. B. eine Brücke, erscheinen. Zusätzlich besitzen viele über Kopf befindliche Verkehrszeichen (z. B. ein ”Ausfahrt”-Verkehrszeichen für eine gegebene Spur) annähernd die Breite einer einzelnen Spur einer Straße. Diese Beschränkungen haben die Tendenz, die Zweckmäßigkeit der Untersuchung der seitlichen Ausdehnung eines Objektes zur Bestimmung, ob das Objekt ein gültiges, auf dem Weg befindliches Objekt ist, zu verringern.

In der WO 99/27384 A1 ist ein Verfahren Offenbart, bei welchem vor einem Kraftfahrzeug befindliche Objekte durch Radarsignale detektiert werden. Die Objekte werden als harmlose über Kopf befindliche Objekte eingestuft, wenn der Abfall der Signalamplitude bei Annäherung zwischen Fahrzeug und Objekt einen vorgegebenen Wert überschreitet oder wenn die Streuung der Signalamplitude einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Es wird eine praktikable Technik benötigt, die verhindert, dass ein FLS einen Alarm ausgibt und/oder eine Drossel- und Bremsensteuerung einsetzt, wenn ein detektiertes Objekt sich nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs befindet.

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Technik zum Unterscheiden eines über Kopf befindlichen Straßenobjektes, das sich nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs befindet, von einem im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekt, das sich auf dem Weg des Fahrzeugs befindet, gerichtet. Zu Beginn werden mehrere Sensorabtastsignale in einen voraussichtlichen Weg eines Host-Fahrzeugs ausgesandt. Als nächstes werden mehrere Objektrücksignale, die Reflexionen der Sensorabtastsignale entsprechen, von mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt empfangen. Dann wird eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Rücksignale als eine Funktion der Entfernung des mindestens einen detektierten, feststehenden Objektes bestimmt. Eine hinreichend positive Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt, das sich nicht auf dem Weg des Fahrzeugs befindet. Eine hinreichend negative Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt, das sich auf dem Weg des Fahrzeugs befindet. Wenn bei einer weiteren Ausführungsform die durchschnittliche Amplitudensteigung mehrdeutig ist, wird eine durchschnittliche Amplitudenabweichung im Rücksignal als eine Funktion der Entfernung bis zu dem detektierten, feststehenden Objekt bestimmt. Eine durchschnittliche Amplitudenabweichung, die über einem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt, gibt an, dass das detektierte, feststehende Objekt ein über Kopf befindliches Straßenobjekt ist, das sich nicht auf dem Weg des Fahrzeugs befindet. Eine durchschnittliche Amplitudenabweichung, die unter dem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt, gibt an, dass das detektierte, feststehende Objekt ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt ist, das sich auf dem Weg des Fahrzeugs befindet.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen ist:

1 ein elektrisches Blockschaltbild eines Objekterfassungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

2 ein Schaubild, das verschiedene Objekte vor einem Host-Fahrzeug veranschaulicht, die von dem Objekterfassungssystem von 1 detektiert und unterschieden werden,

3A eine graphische Darstellung, die die Amplitudenabweichung mehrerer Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu einem über Kopf befindlichen Straßenobjekt zeigt,

3B eine graphische Darstellung, die die Amplitudensteigung mehrerer Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu einem über Kopf befindlichen Straßenobjekt veranschaulicht,

4A eine graphische Darstellung, die die Amplitudenabweichung mehrerer Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu einem Straßenobjekt zeigt, und

4B eine graphische Darstellung, die die Amplitudensteigung mehrerer Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu einem Straßenobjekt veranschaulicht.

Radarrücksignale von einer über Kopf befindlichen Brücke und/oder einem über Kopf befindlichen Verkehrszeichen zeigen typischerweise eine signifikante Amplitudenfluktuation mit der Entfernung. Diese Amplitudenfluktuation wird typischerweise durch eine Kombination aus einer Mehrfachweg-Keulenbildung und der Wechselwirkung von Mehrfach-HF-Streuzentren bewirkt. Im Gegensatz dazu zeigt das Profil der Amplitude über die Entfernung von gültigen, auf dem Weg befindlichen, angehaltenen Objekten weniger Fluktuation mit der Entfernung.

Die Keulenstruktur der Amplitude über die Entfernung ist eine Funktion der Ziel- oder Objekthöhe und kann für einfache Fälle dazu verwendet werden, die Höhe abzuschätzen. Wenn sich jedoch ein Radar-Sensor in einem Host-Fahrzeug befindet, das sich mit einer relativ hohen Geschwindigkeit bewegt, kann es sein, dass das Mehrfachweg-Keulenmuster zu selten abgetastet, d. h. ”undersampled” wird (abhängig von der Radaraktualisierungsrate), was es schwierig macht, die Information herauszuziehen, die notwendig ist, um die Zielhöhe genau abzuschätzen. Ferner können Brücken und andere über Kopf befindliche Objekte viele HF-Streukörper umfassen, die in der Reichweite, in der Quer-Reichweite und in der Höhe verteilt sind. Als solches ist ein zusammengesetztes Radarrücksignal typischerweise eine komplexe Szintillation von Reflexionen von jedem Streukörper mit unterschiedlichen Amplituden-, Phasen- und Mehrfachweg-Faktoren. Wenn sich die Entfernung bis zu einem Objekt ändert, ändert sich der Mehrfachweg-Faktor für jeden Streukörper, und die relative Phase zwischen den Streukörpern trägt zur Amplitudenszintillation bei. Somit ist der Nettoeffekt eine ausgeprägte Amplitudenfluktuation über die Entfernung, die schwierig vorherzusagen ist. Infolgedessen kann die Zielhöhe auf der Grundlage von klassischen Mehrfachweg-Keulenbildungstechniken typischerweise nicht zuverlässig abgeschätzt werden.

Jedoch liegen gültige, auf dem Weg befindliche, angehaltene Objekte niedriger über dem Boden als über Kopf befindliche Objekte und liefern als solche Rücksignale, die durch eine Untersuchung ihres Amplitudenprofils über die Entfernung entscheidbar sind. Das heißt, dass Objekte mit niedrigerer Höhe zu einer Keulenstruktur führen, die sich mit der Entfernung weniger stark ändert. Wenn man sich einem gültigen, auf dem Weg befindlichen, angehaltenen Objekt direkt nähert, ist zusätzlich die relative Phase zwischen den HF-Streukörpern stabiler als bei über Kopf befindlichen Objekten, was auch zu weniger Amplitudenszintillation führt.

Zusätzlich zur Amplitudenfluktuation oder -abweichung in einem Rücksignal ist eine weitere Diskriminante, die dazu benutzt werden kann, über Kopf befindliche Objekte von gültigen, auf dem Weg befindlichen Objekten zu unterscheiden, die durchschnittliche Steigung der Amplitude des Rücksignals über die Entfernung. Wenn sich das mit dem Sensor ausgerüstete Fahrzeug dem Ziel nähert, bewegt sich ein über Kopf befindliches Objekt allmählich aus dem Radarstrahl heraus, was zu einer durchschnittlichen Amplitude führt, die abnimmt, wenn die Entfernung bis zu dem Objekt abnimmt. Im Gegensatz dazu wird das Radarrücksignal für ein gültiges, auf dem Weg befindliches Objekt im Durchschnitt zunehmen, wenn die Entfernung bis zu dem Objekt abnimmt. Zusammengefasst sind die Radarrücksignale von einem über Kopf befindlichen Objekt in einer Straßenumgebung durch eine durchschnittliche Amplitude gekennzeichnet, die allmählich abnimmt, wenn die Entfernung bis zu dem Objekt abnimmt, sowie durch eine ausgeprägte Amplitudenfluktuation um eine durchschnittliche Amplitude herum. Für ein gültiges, auf dem Weg befindliches, angehaltenes Objekt fluktuiert die Amplitude weniger, und die durchschnittliche Amplitude nimmt im Allgemeinen zu, wenn die Entfernung bis zu dem Objekt abnimmt. Somit kann erfindungsgemäß die durchschnittliche Amplitudensteigung und die durchschnittliche Amplitudenabweichung oder -fluktuation dazu verwendet werden, über Kopf befindliche Objekte von gültigen, auf dem Weg befindlichen Objekten zu unterscheiden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Diskriminanten der Amplitudensteigung- und Amplitudenabweichung durch eine lineare Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode der Daten der Amplitude über die Entfernung für jedes detektierte Objekt abgeschätzt. Die Amplitudensteigungsdiskriminante entspricht der Steigung der linearen Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode. Die Amplitudenabweichungsdiskriminante entspricht der durchschnittlichen Fluktuation oder Abweichung der Amplitudendaten um die lineare Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode herum. Um die Implementierung zu erleichtern, wird ein rekursiver Fehlerquadrat-Ansatz verwendet.

Für eine gegebene Objektbahn wird die lineare Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode nach zwei Datenpunkten wie unten angegeben initialisiert:

wobei der allgemeine Zustandsvektor
S^ = Summe der quadrierten Reste; A = abgeschätzte Zielamplitude; und &Dgr;A = abgeschätzte Änderung der Zielamplitude.

Im Anschluss an die Initialisierung wird die Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode wie unten angegeben rekursiv aktualisiert:

wobei
H = (1 0);
An = gemessene Zielamplitude (dB);
&agr;min = minimales &agr;; &bgr;min = minimales &bgr; und n = Abtastzahl, seit ein Objekt erstmals detektiert wurde.

Der Zustandsvektorparameter &Dgr;A steht mit der Steigung der Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode in Beziehung. Der Parameter S^ entspricht der Summe der quadrierten Reste der Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode (d. h. der Summe des Quadrats der Abstände von den Datenpunkten zu der Anpassung mit Hilfe der Fehlerquadratmethode). Als allgemeine Regel werden &agr;min und &bgr;min auf annehmbare Werte gesetzt, die bestimmt werden, indem die von einer Anzahl von über Kopf befindlichen und angehaltenen Objekten erhaltenen Daten untersucht werden. In der Praxis hat ein Wert von 0,14 für &agr;min und ein Wert von 0,008 für &bgr;min für den eingesetzten Radar-Sensor im Allgemeinen ziemlich gut funktioniert. Der Fachmann wird feststellen, dass die Werte für &agr;min und &bgr;min abhängig von dem verwendeten Sensor eine Modifikation erfordern können.

Die Amplitudendiskriminanten (Abweichung und Steigung) werden aus den Fehlerquadratparametern bei jeder Abtastung wie unten angegeben berechnet:

wobei D = durchschnittliche Amplitudenabweichung; A. = Steigung der Amplitude über die Entfernung; R. = Bahnentfernungsrate; und &Dgr;t = Aktualisierungsintervall.

Die Fehlerquadratimplementierung verwendet vorzugsweise einen Fading-Memory-Approach, damit die abgeschätzten Amplitudendiskriminanten besser auf Änderungen der Amplitudeneigenschaften ansprechen können (z. B. auf den Übergang der Amplitudensteigung, wenn die Brücke den Radarstrahl verlässt, ansprechen können). Das Ansprechvermögen der Abschätzeinrichtung wird durch den Wert der Parameter minimales &agr; und minimales &bgr; gesteuert.

Ein anderes Merkmal der ausgewählten Implementierung ist, dass angenommen wird, dass die Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ziemlich konstant ist, was für einen stetigen ACC-Betrieb typisch ist. Dies vereinfacht die rekursive Fehlerquadratimplementierung dadurch, dass die &agr;- und &bgr;-Koeffizienten allein als eine Funktion der Aktualisierungszahl berechnet werden können. Für nicht stetige Zustände (d. h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht ausreichend konstant ist), kann die Genauigkeit durch einen genaueren rekursiven Fehlerquadratansatz verbessert werden, der es erfordert, dass eine Zwei-mal-Zwei-Matrix für jedes verfolgte Objekt bei jeder Abtastung berechnet und gespeichert wird, um die &agr;- und &bgr;-Parameter zu bestimmen.

Angehaltene Objekte werden dann auf der Grundlage ihrer durchschnittlichen Amplitudensteigung und Amplitudenabweichung als über Kopf befindliche oder gültige, angehaltene Objekte klassifiziert. Eine signifikant hinreichend positive Amplitudensteigung klassifiziert ein angehaltenes Objekt als ein über Kopf befindliches Objekt, z. B. eine Brücke. Eine signifikant hinreichend negative Amplitudensteigung klassifiziert ein angehaltenes Objekt als ein gültiges, angehaltenes Objekt. Die Amplitudenabweichung wird vorzugsweise dazu verwendet, das angehaltene Objekt zu klassifizieren, wenn keines der Steigungskriterien erfüllt ist. Wenn beispielsweise A.n ≥ Schwellenwert 1, wird dann das verfolgte Objekt als eine Brücke klassifiziert. Wenn A.n ≤ Schwellenwert 2, wird dann das verfolgte Objekt als ein gültiges, angehaltenes Objekt klassifiziert. Wenn jedoch das Steigungskriterium mehrdeutig ist, wird das verfolgte Objekt als eine Brücke klassifiziert, falls Dn ≥ Schwellenwert 3. Sonst wird das verfolgte Objekt als ein gültiges, angehaltenes Objekt klassifiziert.

Die Klassifizierung für angehaltene Objekte wird bei jeder Abtastung durchgeführt und kann zwischen einer Brücke und einem gültigen, angehaltenen Objekt auf der Grundlage von Abtastung zu Abtastung hin- und herwechseln. Da mehr Daten für ein gegebenes verfolgtes Objekt verarbeitet werden, verbessert sich typischerweise die Genauigkeit der Fehlerquadratparameter und die Klassifizierung wird zuverlässiger.

1 veranschaulicht ein Blockschaltbild eines Objekterfassungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Objekterfassungssystem 100 umfasst einen Prozessor 102, der an ein Speicheruntersystem 104 gekoppelt ist, einen Front-Sensor 106, einen Alarm 108, ein Drosseluntersystem 110 und ein Bremsuntersystem 112. Das Speicheruntersystem 104 umfasst im Allgemeinen eine für die Anwendung geeignete Menge an flüchtigem Speicher (z. B. einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM)) und einen nichtflüchtigen Speicher (z. B. Flash-Speicher, elektrisch löschbarer, programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROM)). Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein ausführbarer Code des Prozessors zum Bestimmen der durchschnittlichen Amplitudensteigung und einer durchschnittlichen Amplitudenabweichung in mehreren Rücksignalen im nichtflüchtigen Speicher des Speicheruntersystems 104 des Objekterfassungssystems 100 gespeichert. Der Prozessor 102 liefert Steuersignale zu und empfängt Daten von dem Front-Sensor 106. Im Ansprechen auf die Daten von dem Front-Sensor 106 kann der Prozessor 102 Steuersignale an das Drosseluntersystem 110 und das Bremsuntersystem 112 liefern, wenn es als ein adaptives Fahrtregelungssystem (ACC-System) eingesetzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessor 102 Steuersignale an den Alarm 108 liefern, die bewirken, dass dieser einem Fahrer eines Fahrzeugs eine sichtbare und/oder hörbare Rückkopplung liefert.

Bei einer Ausführungsform umfasst der Front-Sensor 106 des Erfassungssystems 100 einen Radar-Sensor, der an der Vorderseite des Fahrzeugs montiert ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die maximale Reichweite des Radar-Sensors ungefähr einhundertfünfzig Meter. Der Radar-Sensor setzt vorzugsweise eine frequenzmodulierte Dauerstrich-Welle (FMCW) von ungefähr sechsundsiebzig GHz ein. Ein geeigneter Radar-Sensor wird von Delphi Delco Electronics of Kokomo, IN (Teil-Nr. 09369080) hergestellt und ist von dort beziehbar. Wenn eine lineare Frequenzmodulationstechnik eingesetzt wird, wird die Entfernung bis zu einem detektierten Objekt normalerweise ermittelt, indem die Frequenzdifferenz zwischen dem Senden eines Sensorabtastsignals und dem Empfangen eines Rücksignals bestimmt wird. Wenn das Sensorabtastsignal gepulst ist, untersucht der Prozessor 102 normalerweise den Ausgang des Sensors 106 in mehreren Fenstern, wobei jedes Fenster einer besonderen Zeitverzögerung (d. h. Entfernung) entspricht. Jedes Fenster umfasst entweder eine digitale ”0” oder eine digitale ”1”, abhängig davon, ob von dem Sensor 106 während einer Zeitdauer, die einem besonderen Fenster entspricht, eine Reflexion empfangen wurde. Auf diese Weise bestimmt der Prozessor 102 die Entfernung bis zu einem erfassten Objekt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform liefert das Objekterfassungssystem 100 dem Fahrer des Fahrzeugs sowohl qualitative hörbare als auch qualitative sichtbare Warnungen. Der Alarm 108 kann eine sichtbare Anzeigeeinrichtung, eine hörbare Anzeigeeinrichtung oder beides darstellen. Beispielsweise können mehrere Licht emittierende Dioden (LED) in dem Alarm 108 enthalten sein. Eine beispielhafte sichtbare Anzeigeeinrichtung umfasst LED, die die Entfernung bis zu einem Objekt angeben; wobei, wenn alle LED leuchten, das Objekt sich am nächsten Punkt vor dem Fahrzeug befindet.

In 2 ist ein Schaubild gezeigt, das verschiedene Objekte vor einem Host-Fahrzeug 202 veranschaulicht, die von dem Objekterfassungssystem 100 von 1 detektiert und unterschieden werden. Das Fahrzeug 202 umfasst einen Front-Sensor 106, der an der Vorderseite des Fahrzeugs 202 angeordnet ist. Ein Verkehrszeichen 206 ist von einer Konstruktion 208 über einer Straße 210 getragen. Die Straße 210 umfasst, wie gezeigt, drei Spuren 212A, 212B und 212C, eine Ausfahrt 214 (die sich vor einer Brücke 218 befindet) und eine Ausfahrt 216 (die sich hinter der Brücke 218 befindet). Mehrere Fahrzeuge 220A, 220B und 220C sind auf den Spuren 212A, 212B bzw. 212C befindlich gezeigt. Der Front-Sensor 106 sendet mehrere Sensorabtastsignale 201 in einen voraussichtlichen Weg des Fahrzeugs 202 aus und empfängt mehrere Objektrücksignale 203 von einem oder mehreren Objekten. Auf der Grundlage der Rücksignale 203 liefert der Sensor 106 dem Prozessor 102 (siehe 1) einen Ausgang zur Verarbeitung. Die Objektrücksignale 203 können neben anderem durch die Trägerkonstruktion 208, das über Kopf befindliche Verkehrszeichen 206, die Brücke 218 oder eines oder mehrere Fahrzeuge 220A, 220B und 220C bewirkt werden.

Das Objekterfassungssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt. Eine hinreichend positive Amplitudensteigung identifiziert das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (z. B. das über Kopf befindliche Verkehrszeichen 206, die Trägerkonstruktion 208 und/oder die Brücke 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs 202 liegt. Eine hinreichend negative Amplitudensteigung identifiziert das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, z. B. Fahrzeug 220A, 220B und/oder 220C. Wenn die durchschnittliche Amplitudensteigung der Rücksignale mehrdeutig ist, wird auch die durchschnittliche Amplitudenabweichung in den Rücksignalen (als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt) analysiert. Eine durchschnittliche Amplitudenabweichung, die über einem festgelegten Schwellenwert liegt, gibt an, dass das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt ein über Kopf befindliches Straßenobjekt ist, d. h. eine Brücke und/oder ein Verkehrszeichen, das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt. Eine durchschnittliche Amplitudenabweichung, die unter dem festgelegten Schwellenwert liegt, gibt an, dass das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt ist, z. B. ein angehaltenes Fahrzeug, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt. Die Sensorabtastsignale sind vorzugsweise Radarsignale. Es ist jedoch in Betracht zu ziehen, dass andere Arten von Sensoren, die Rücksignale mit Eigenschaften ähnlich wie die eines Radar-Sensors aufweisen, aus der Erfindung, wie sie hierin beansprucht ist, Nutzen ziehen können.

3A zeigt die Amplitudenabweichung mehrerer Rücksignale von einem beispielhaften, über Kopf befindlichen Straßenobjekt, beispielsweise einer Brücke, als eine Funktion der Entfernung bis zu dem Objekt aufgetragen. Wie es in 3A gezeigt ist, bleibt die Amplitudenabweichung über 4 dB (d. h. einem beispielhaften Abweichungsschwellenwert), wenn sich das Fahrzeug dem Objekt nähert. 3B veranschaulicht die Amplitudensteigung eines Rücksignals als eine Funktion der Entfernung bis zu einem beispielhaften über Kopf befindlichen Straßenobjekt. Wie es in 3B gezeigt ist, übersteigt die Amplitudensteigung +0,1 (ein beispielhafter, hinreichend positiver Steigungsschwellenwert) für eine Entfernung von weniger als oder gleich 105 Metern (d. h. die Amplitude des Rücksignals nimmt im Allgemeinen ab, wenn sich das Fahrzeug dem Objekt nähert).

4A zeigt die Amplitudenabweichung mehrerer Rücksignale von einem beispielhaften Straßenobjekt, z. B. einem angehaltenen Fahrzeug, als eine Funktion der Entfernung bis zu dem Objekt aufgetragen. Wie es in 4A gezeigt ist, bleibt die Amplitudenabweichung unter 4 dB (d. h. dem beispielhaften Abweichungsschwellenwert), wenn sich das Fahrzeug dem Straßenobjekt nähert. 4B veranschaulicht die Amplitudensteigung mehrerer Rücksignale von einem beispielhaften, im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekt, als eine Funktion der Entfernung bis zu dem Objekt aufgetragen. Wie es in 4B gezeigt ist, bleibt die Amplitudensteigung unter –0,1 (ein beispielhafter, hinreichend negativer Steigungsschwellenwert) für eine Entfernung von weniger als oder gleich 105 Metern (d. h. die Amplitude des Rücksignals nimmt im Allgemeinen zu, wenn sich das Fahrzeug dem Objekt nähert). Somit kann das System 100 durch Untersuchen der Amplitudensteigung und der Amplitudenabweichung, wenn sich das Fahrzeug dem feststehenden Straßenobjekt nähert, stimmen, ob das Straßenobjekt ein über Kopf befindliches Straßenobjekt oder ein im Wesentlichen bewegungsloses, auf dem Weg des Fahrzeugs liegendes Straßenobjekt ist.

Zusammengefasst ist eine Technik beschrieben worden, bei der mehrere Sensorabtastsignale in einen voraussichtlichen Weg eines Fahrzeugs ausgesandt werden. Dann werden mehrere Objektrücksignale empfangen, die Reflexionen der Sensorabtastsignale entsprechen. Als nächstes wird eine durchschnittliche Amplitudensteigung und Amplitudenabweichung der Rücksignale als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt. Dies ermöglicht es, dass das Objekterfassungssystem bestimmen kann, ob das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt ein über Kopf befindliches, feststehendes Straßenobjekt oder ein im Wesentlichen bewegungsloses, auf dem Weg des Fahrzeugs liegendes Straßenobjekt ist.

Abschließend ist festzustellen, dass ein Objekterfassungssystem 100 in der Lage ist, ein über Kopf befindliches Straßenobjekt 206, 218, das nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs liegt, von einem im Wesentlichen bewegungslosen Straßenobjekt 220A, 220B, 220C, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt, zu unterscheiden. Zu Beginn werden mehrere Sensorabtastsignale 201 in einen voraussichtlichen Weg eines Host-Fahrzeugs 202 ausgesandt. Als nächstes werden mehrere Objektrücksignale 203, die Reflexionen der Sensorabtastsignale 201 von mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt entsprechen, empfangen. Dann wird eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale 203 als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt. Eine hinreichend positive Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt 206, 218, das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs liegt. Eine hinreichend negative Amplitudensteigung identifiziert das detektierte, feststehende Objekt als ein im Wesentlichen bewegungsloses Straßenobjekt 220A, 220B, 220C, das auf dem Weg des Fahrzeugs liegt.


Anspruch[de]
Verfahren zum Unterscheiden eines über Kopf befindlichen Straßenobjektes (206, 218), das nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs (202) liegt, von einem bewegungslosen Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, mit den Schritten, dass:

mehrere Sensorabtastsignale (201) in einen voraussichtlichen Weg des Host-Fahrzeugs (202) ausgesandt werden;

mehrere Objektrücksignale (203) empfangen werden, die Reflexionen der Sensorabtastsignale (201) von mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt entsprechen; und

eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei eine hinreichend positive Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, identifiziert, und eine hinreichend negative Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein bewegungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt, dass eine durchschnittliche Amplitudenabweichung in den Objektrücksignalen (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung über einem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt, und ein bewegungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung unter dem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt eine Brücke (218) ist. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt ein Verkehrszeichen (206) ist. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegungslose Straßenobjekt (220A, 220B, 220C) ein angehaltenes Fahrzeug ist. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorabtastsignale (201) Radar-Signale sind. Objekterfassungssystem (100), das über Kopf befindliche Straßenobjekte (206, 218), die nicht auf dem Weg eines Host-Fahrzeugs (202) liegen, von bewegungslosen Straßenobjekten (220A, 220B, 220C), die auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegen, unterscheidet, umfassend:

einen Prozessor (102);

ein Speicheruntersystem (104), das an den Prozessor (102) gekoppelt ist, wobei das Speicheruntersystem (104) Information speichert;

einen Sensor (106), der an den Prozessor (102) gekoppelt ist; und

von dem Prozessor (102) ausführbaren Code, um zu bewirken, dass der Prozessor (102) die Schritte durchführt, dass:

der Sensor (106) angesteuert wird, mehrere Sensorabtastsignale (201) in einen voraussichtlichen Weg eines Host-Fahrzeugs (202) auszusenden;

mehrere Objektrücksignale (203) von dem Sensor (106) empfangen werden, wobei die Objektrücksignale (203) Reflexionen der Sensorabtastsignale (201) von mindestens einem detektierten, feststehenden Objekt entsprechen;

eine durchschnittliche Amplitudensteigung der Objektrücksignale (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei eine hinreichend positive Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, identifiziert, und eine hinreichend negative Amplitudensteigung das mindestens eine detektierte, feststehende Objekt als ein bewegungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, identifiziert.
System (100) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

der vom Prozessor ausführbare Code bewirkt, dass der Prozessor (102) zusätzlich den Schritt ausführt, dass:

eine durchschnittliche Amplitudenabweichung in den Objektrücksignalen (203) als eine Funktion der Entfernung bis zu dem mindestens einen detektierten, feststehenden Objekt bestimmt wird, wobei ein über Kopf befindliches Straßenobjekt (206, 218), das nicht auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung über einem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt, und ein bewegungsloses Straßenobjekt (220A, 220B, 220C), das auf dem Weg des Fahrzeugs (202) liegt, angezeigt wird, wenn die durchschnittliche Amplitudenabweichung unter dem Amplitudenabweichungsschwellenwert liegt.
System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt eine Brücke (218) ist. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das über Kopf befindliche Straßenobjekt ein Verkehrszeichen (206) ist. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegungslose Straßenobjekt (220A, 220B, 220C) ein angehaltenes Fahrzeug ist. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorabtastsignale (201) Radar-Signale sind. System (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (106) ein an der Vorderseite des Fahrzeugs (202) angeordneter Front-Sensor ist.






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