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 108liefern, 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.