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    • 专利摘要:
    Eswird eine Objekterkennungsvorrichtung für Fahrzeuge geschaffen, diemit einem Radar ausgerüstetist. Die Vorrichtung ist dafürvorgesehen, ein Anhaften von irgendeinem Schmutz an dem Radar zuerfassen, der eine Emission von Radarwellen zu einem Messobjektund einen Empfang von Radarechos von einem Messobjekt stören wird.Wenn die Anzahl von Radarwellen, die verursachen, dass die Zeiten,die von den Radarwellen benötigtwerden, um zu einem Messobjekt zu wandern und von einem Messobjektzurückzukehren,derart gemessen werden, dass sie kürzer als eine vorbestimmteZeitspanne sind, und dass die Intensitäten der Radarrückstreuungengrößer alsein vorbestimmter Wert sind, hoch ist, wird bestimmt, dass der Schmutzan dem Radar haftet, um dadurch die Genauigkeit bezüglich einerErfassung des Anhaftens von Schmutz an dem Radar zu verbessern.
    公开号:DE102004028860A1
    申请号:DE102004028860
    申请日:2004-06-15
    公开日:2005-01-05
    发明作者:Yoshiaki Kariya Hoashi；Tadashi Kariya Hyodo；Toyohito Kariya Nozawa；Yoshie Kariya Samukawa；Mamoru Kariya Shimamoto
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:G01S17-93
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine mit einem RadarausgerüsteteObjekterkennungsvorrichtung fürFahrzeuge, die dazu dient, ein Objekt, wie beispielsweise vorausfahrendeFahrzeuge, zu verfolgen und zu erkennen, und insbesondere eine derartigeObjekterkennungsvorrichtung, die dafür vorgesehen ist, das Vorhandenseinvon irgendeinem Schmutz zu erfassen, der als ein Hindernis bezüglich einerEmission einer Radarwelle oder einem Empfang einer Radarrückstreuungan dem Radar haftet.
    [0002] DieJP NR. 2002-22827 lehrt eine mit einem Radar ausgerüstete Fahrzeugobjekterkennungsvorrichtung,die dazu dient, Radarwellen wie beispielsweise Laserstrahlen über einenWinkelbereich zu emittieren, der vor einem mit einem Radar ausgerüsteten Fahrzeugdefiniert ist, und Rückstreuungender Radarwellen von einem Objekt zu empfangen, um das Objekt zuerkennen. Dieser Vorrichtungstyp wird beispielsweise in einem Fahrzeugsystemverwendet, das dafürvorgesehen ist, einen Alarm ertönenzu lassen, wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ineinen Warnbereich fällt,oder derart die Geschwindigkeit des mit einem Radar ausgerüsteten Fahrzeugszu regeln, dass der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug beieinem gewähltenWert gehalten wird.
    [0003] Radare,die in dem obigen Objekterkennungsvorrichtungstyp verwendet werden,weisen zum Schutz vor Umweltbedingungen üblicherweise eine auf einervorderen Oberflächedes Radars installierte Schutzabdeckung aus Glas oder Harz auf, durchwelche Radarwellen emittiert werden. Es kann folglich ein Anhaftenvon Schmutz, wie beispielsweise Staub, an der Schutzabdeckung zueinem Fehler bei einer Übertragungvon Laserlicht durch die Schutzabdeckung führen, wodurch die Fähigkeit,ein Objekt zu verfolgen oder zu erkennen, reduziert wird.
    [0004] Umdas Anhaften von Schmutz an der Schutzabdeckung zu erfassen, wirdeine Installation eines lichtempfindlichen Elements auf einem optischenPfad vorgeschlagen, auf dem eine Rückstreuung einer durch denSchmutz reflektierten Radarwelle wandert. Dieser Vorschlag weistjedoch einen derartigen Nachteil auf, dass das Anhaften von Schmutz,wie beispielsweise Eis oder Schnee, verursachen kann, dass das Laserlichtteilweise durch den Schmutz übertragenwird oder ohne Reflexion von diesem zu dem lichtempfindlichen Elementnach außendes Schmutzes gestreut wird, was folglich zu einem Fehler bei einerErfassung des reflektierten bzw. rückgestreuten Laserlichts führt.
    [0005] Esist deshalb eine hauptsächlicheAufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zuvermeiden.
    [0006] Esist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine mit einem Radar ausgerüstete Objekterkennungsvorrichtungfür Fahrzeugevorzusehen, die dafürvorgesehen ist, Schmutz, wie beispielsweise Eis, Schnee, Wassertropfen,auf einer Straßenoberfläche verteilteCalciumchloridkörneroder irgendeine Art von Ton bzw. Lehm, zu erfassen, der an dem Radar haftetund bei einer Sendung eines Radarausgangssignals oder bei einemEmpfang einer Radarrückstreuungzu einer Störungführenkann.
    [0007] Gemäß einemAspekt der Erfindung ist eine Objekterkennungsvorrichtung für Fahrzeugevorgesehen, die dafürvorgesehen ist, das Vorhandensein von irgendeinem Schmutz zu erfassen,der eine Emission von Radarwellen stören wird. Die Objekterkennungsvorrichtungweist auf: (a) ein Radar, das dazu dient, eine Mehrzahl von Radarwellen über einenWinkelbereich zu emittieren, der vor einem mit der Objekterkennungsvorrichtungausgerüsteten Fahrzeugdefiniert ist, wobei das Radar Rückstreuungender von einem Objekt reflektierten Radarwellen empfängt, umEmpfangssignale in Abhängigkeitvon Intensitätender Rückstreuungender Radarwellen zu erzeugen; (b) eine Zeitmessungsschaltung, diedazu dient, eine Zeit zu messen, die jede der Radarwellen benötigt, umzu dem Objekt zu wandern und von dem Objekt zurückzukehren; (c) eine Intensitätsbestimmungsschaltung,die dazu dient, die Intensitätender Rückstreuungender Radarwellen unter Verwendung der Empfangssignale zu bestimmen;(d) eine Objekterkennungsschaltung, die dazu dient, das Objekt aufder Grundlage der emittierten Radarwellen und deren von dem Radarempfangenen Rückstreuungenzu erkennen; und (e) eine Schmutzerfassungsschaltung, die dazu dient,ein Anhaften von Schmutz an dem Radar zu erfassen. Die Schmutzerfassungsschaltungbestimmt, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn eine ersteBedingung erfülltwird, wobei die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass dievon der Zeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer alseine vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltungbestimmten Intensitätender Rückstreuungengrößer alsein vorbestimmter Wert sind, größer odergleich einem ersten Wert ist.
    [0008] DasAnhaften von Schmutz, wie beispielsweise Eis, Schnee, Wassertropfen,auf einer Straßenoberfläche verteilteCalciumchloridkörneroder irgendeine Art von Ton bzw. Lehm, an dem Radar kann verursachen,dass die Radarwelle teilweise durch den Schmutz durchgelassen bzw. übertragenwird oder ohne Reflexion von dieser nach Innerhalb des Radars nachaußendes Schmutzes gestreut wird. Es ist möglich, dass der Teil der Radarwelle,der sich durch den Schmutz ausgebreitet hat, zum Radar zurückkehrt.Es ist ferner möglich,dass der Teil der Radarwelle, der nach außen des Schmutzes gestreut wird,durch eine Karosserie des Fahrzeugs (z.B., eine Verzierung) reflektiertwird und ebenso zu dem Radar zurückkehrt.Eine derartige zu dem Radar zurückkehrendeRadarwelle wird verursachen, dass die von der Zeitmessungsschaltunggemessene Zeit kürzerals die ist, welche die Radarwelle benötigt, um zu einem Messobjektzu wandern und von einem Messobjekt zu dem Radar zurückzukehren.Je mehr Schmutz an dem Radar haftet, desto mehr kehrt von Radarwellenzu dem Radar zurück.Auf der Grundlage der obigen Tatsache bestimmt die Schmutzerfassungsschaltung,dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn eine erste Bedingungerfülltwird, wobei die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass dievon der Zeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer alsdie vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltungbestimmten Intensitätender Rückstreuungen größer alsder vorbestimmter Wert sind, größer oder gleichdem ersten Wert ist.
    [0009] Inder bevorzugten Ausführungsweiseder Erfindung hebt die Schmutzerfassungsschaltung die Bestimmungauf, dass der Schmutz an dem Radar haftet, nachdem eine Be stimmunggetroffen worden ist, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn sichdie Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass die von der Zeitmessungsschaltunggemessenen Zeiten kürzerals die vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass deren RückstreuungenIntensitäten aufweisen,die größer alsder vorbestimmter Wert sind, unter einen zweiten Wert verringert,der kleiner als der erste Wert ist. Das obige Ereignis tritt üblicherweiseauf, wenn der Schmutz von dem Radar abfällt, bzw. wenn eine Verschmutzungdes Radars nachlässt.Folglich ist es in diesem Fall zweckmäßig, dass die Schmutzerfassungsschaltungdie Bestimmung aufhebt, dass der Schmutz an dem Radar haftet.
    [0010] DasRadar ist dafürvorgesehen, die Radarwellen in vorgegebenen Zeitabständen periodisch über denWinkelbereich zu emittieren. Die Schmutzerfassungsschaltung kannbestimmen, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn die ersteBedingung, wobei die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dassdie von der Zeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer alsdie vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltungbestimmten Intensitätender Rückstreuungengrößer alsder vorbestimmter Wert sind, größer odergleich dem ersten Wert ist, füreine erste Zeitspanne andauert. Dies führt dazu, dass die Genauigkeiteiner Bestimmung, dass der Schmutz an dem Radar haftet, verbessertwird.
    [0011] DieSchmutzerfassungsschaltung kann die Bestimmung aufheben, der Schmutzan dem Radar haftet, nachdem die Bestimmung getroffen worden ist,dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn eine Bedingung, bei dersich die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass die von derZeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer als die vorbestimmte Zeitspannesind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltung bestimmtenIntensitätender Rückstreuungengrößer alsder vorbestimmter wert sind, unter einen zweiten Wert verringert,der kleiner als der erste Wert ist, für eine zweite Zeitspanne andauert.Die zweite Zeitspanne ist vorzugsweise kürzer als die erste Zeitspanne.
    [0012] DieObjekterkennungsvorrichtung kann ferner eine Radarreichweitenbestimmungsschaltung aufweisen,die dazu dient, eine Radarreichweite zu bestimmen, bei der es derObjekterkennungsschaltung möglichist, das Objekt zu erkennen. Die Schmutzerfassungsschaltung kannbestimmen, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn sowohl eine zweiteBedingung, wobei sich die von der Radarreichweitenbestimmungsschaltungbestimmte Radarreichweite unter eine vorbestimmte erste Reichweiteverringert, als auch die erste Bedingung erfüllt werden. Wenn der Schmutzan dem Radar haftet, es aber immer noch möglich ist, das Objekt korrektzu erkennen, gibt es kein Erfordernis, das Anhaften von Schmutzzu erfassen und einen Fahrzeugführer über einderartiges Ereignis zu informieren. Es ist folglich empfehlenswertbzw. zweckmäßig, dassder Fähigkeitsgrad,das Objekt zu erkennen, unter Verwendung einer Radarreichweitenänderunganalysiert wird, und dass der Schmutz an dem Radar haftend bestimmtwird, wenn sowohl die erste als auch die zweite Bedingung erfüllt werden.
    [0013] DieSchmutzerfassungsschaltung kann die Bestimmung aufheben, nachdemeine Bestimmung getroffen worden ist, dass der Schmutz an dem Radarhaftet, wenn die Radarreichweite über eine zweite Reichweiteansteigt, die längerals die erste Reichweite ist. Insbesondere die Tatsache, dass dieRadarreichweite überdie zweite Reichweite ansteigt, bedeutet, dass der Schmutz wenigstensteilweise von dem Radar entfernt worden ist. Folglich hebt die Schmutzerfassungsschaltungvorzugsweise die Bestimmung auf, dass der Schmutz an dem Radar haftet,wenn ein derartiges Ereignis auftritt.
    [0014] DieSchmutzerfassungsschaltung kann bestimmen, dass der Schmutz an demRadar haftet, wenn sowohl eine dritte Bedingung, wobei das Radar nachAblauf der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission einer Radarwellevon dem Radar aus folgend, keine Rückstreuung der Radarwelle empfängt, alsauch die erste Bedingung erfülltwerden.
    [0015] DieSchmutzerfassungsschaltung kann die Bestimmung aufheben, dass derSchmutz an dem Radar haftet, wenn das Radar nach Ablauf der vorbestimmtenZeitspanne, einer Emission einer Radarwelle von dem Radar aus folgend,eine Rückstreuung derRadarwelle empfängt.
    [0016] DieSchmutzerfassungsschaltung bestimmt, dass der Schmutz an dem Radarhaftet, wenn die dritte Bedingung für eine dritte Zeitspanne andauert. Wenndie dritte Bedingung erfülltwird, kann gefolgert bzw. entschieden werden, dass die gesamte Oberfläche desRadars, überdie Radarwellen emittiert werden, mit Schmutz bedeckt ist. Die Genauigkeiteiner Erfassung des Anhaftens von Schmutz an dem Radar wird folglicherzielt, indem die Bestimmung getroffen wird, dass der Schmutz andem Radar haftet, wenn die dritte Bedingung für eine dritte Zeitspanne andauert.
    [0017] DieSchmutzerfassungsschaltung kann die Bestimmung aufheben, dass derSchmutz an dem Radar haftet, wenn eine Bedingung, wobei das Radar nachAblauf der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission der Radarwellevon dem Radar aus folgend, die Rückstreuungder Radarwelle empfängt, für eine vierteZeitspanne andauert. Die vierte Zeitspanne ist vorzugsweise kürzer alsdie dritte Zeitspanne.
    [0018] DieObjekterfassungsschaltung kann eine der Rückstreuungen der Radarwellen,die innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission der Radarwellefolgend, empfangen worden ist, von einer Verwendung zur Erkennungdes Objekts ausschließen.
    [0019] DieIntensitätsbestimmungsschaltungdient dazu, jedes der Empfangssignale mit einem vorgegebenen Schwellenwertzu vergleichen, um eine Intensitätdes Empfangssignals als die Intensität einer entsprechenden derRückstreuungender Radarwellen zu bestimmen. Die Zeitmessungsschaltung misst als dieZeit einen Zeitabstand zwischen einem Zeitpunkt, an dem die Intensität jedesder Empfangssignale, nach Ansteigen über den vorgegebenen Schwellenwert,abfälltund den vorgegebenen Schwellenwert, nach Erhöhen des vorgegebenen Schwellenwerts, passiert,und einer Emission einer entsprechenden der Radarwellen.
    [0020] Eswird verhindert, dass die Objekterkennungsschaltung das Objekt erkennt,wenn von der Schmutzerfassungsschaltung bestimmt worden ist, dassder Schmutz an dem Radar haftet.
    [0021] Dievorliegende Erfindung wird aus der nachfolgend gegebenen detailliertenBeschreibung und der beiliegenden Zeichnung der bevorzugten Ausführungsformender Erfindung deutlicher ersichtlich, die jedoch nicht genommenwerden sollten, um die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformenzu beschränken,sondern lediglich zu dem Zwecke der Erklärung und des Verständnissesdienen.
    [0022] Inder Zeichnung zeigen:
    [0023] 1 ein Blockdiagramm einesFahrzeugabstandsregelungssystems, das mit einem Objekterkennungssystemgemäß der Erfindungausgerüstetist;
    [0024] 2 ein Blockdiagramm einesLaser-Radar-Sensors, der in einem Objekterkennungssystem der Erfindunginstalliert ist;
    [0025] 3 eine Perspektivansichteines Abtastmusters von Laserstrahlen, die von dem in 2 gezeigten Laser-Radar-Sensoremittiert werden;
    [0026] 4 ein Ablaufdiagramm einesHauptprogramms, das von einem Objekterkennungssystem der Erfindungausgeführtwird.
    [0027] 5 ein Ablaufdiagramm einesUnterprogramms, das von einem Objekterkennungssystem der Erfindungausgeführtwird, um ein Anhaften von irgendeinem Schmutz an dem in 1 gezeigten Laser-Radar-Sensorzu erfassen;
    [0028] 6 ein Ablaufdiagram einesUnterprogramms, das ausgeführtwird, um eine Bestimmung aufzuheben, dass Schmutz an dem in 1 gezeigten Laser-Radar-Sensorhaftet;
    [0029] 7 eine Abbildung der Wellenformvon Rückstreuungenvon Laserimpulsen, die von einem in 2 gezeigtenLaser-Radar-Sensor empfangen worden sind;
    [0030] 8 eine Abbildung von Spannungspegeländerungenvon Rückstreuungenvon Laserimpulsen, die von einem in 2 gezeigtenLaser-Radar-Sensor empfangen worden sind;
    [0031] 9 ein Diagramm von Beziehungenzwischen Korrekturzeiten und Zeitabständen, wie in 8 gezeigt; und
    [0032] 10 eine erläuterndeAnsicht von Reflexionen von Laserstrahlen bei dem Vorhandenseineines an dem Radar haftenden Schmutzes.
    [0033] Eswird auf die Zeichnung verwiesen, in der gleiche Teile in mehrerenAnsichten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Insbesonderein 1 ist ein Fahrzeugabstandsregelungssystem 1 gezeigt, dasmit einem Objekterkennungssystem gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.Das Fahrzeugabstandsregelungssystem 1 ist dafür vorgesehen,den Abstand zwischen einem mit dem Fahrzeugabstandsregelungssystem 1 ausgerüsteten Fahrzeug(nachstehend als Systemfahrzeug bezeichnet) und einem vorausfahrendenFahrzeug in einem gewähltenAbstand zu halten, und einen Fahrzeugführer zu alarmieren, wenn einHindernis in einem vorderen Warnbereich ermittelt wird.
    [0034] DasFahrzeugabstandsregelungssystem 1 weist eine Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 auf,die aus einem Mikrocomputer, Eingabe-/Ausgabeschnittstellen, etc.besteht. Eine detaillierte Erläuterungder Hardware, die beliebige bekannte Anordnungen aufweisen kann,wird hierbei ausgelassen.
    [0035] DieErkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 empfängt Ausgangssignalevon einem Laser-Radar-Sensor 5, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7,einem Bremsschalter 9 und einem Drosselklappenpositionssensor 11,und gibt Steuersignale an einen Alarm 13, eine Abstandsanzeige 15, eineSensorstörungsanzeige 17,einen Bremsaktor 19, einen Drosselklappenaktor 21 undeine Automatikgetriebesteuereinheit 23. Die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 istmit einem Alarmlautstärkewähler 24,einem Alarmempfindlichkeitswähler 25,einem Geschwindigkeitsregelungsschalter 26, einem Lenkpositionssensor 27 undeinem Gierratensensor 28 verbunden. Der Alarmlautstärkewähler 24 istdafür vorgesehen,die Lautstärkebezüglichdes Alarms zu regeln. Der Alarmempfindlichkeitswähler 25 ist dafür vorgesehen,die Empfindlichkeit einer Alarmentscheidungsoperation zu regeln. DerLenkpositionssensor 27 dient dazu, eine Winkelpositioneines Lenkrads (nicht gezeigt) des Systemfahrzeugs zu messen undein Signal, das diese anzeigt, an die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 auszugeben.Der Gierratensensor 28 dient dazu, eine Gierrate einerKarosserie des Systemfahrzeugs zu messen, und ein Signal, das diese anzeigt,an die Erkennungs/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 auszugeben.Die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 weist ebensoeinen Netzschalter 29 auf, der eingeschaltet bzw. durchgeschaltetwird, um vorgegebene Operationen der ECU 3 einzuleiten.
    [0036] Wiedeutlich in 2 zu sehen,weist der Laser-Radar-Sensor 5 eine CPU 70, einenSender 100 und einen Empfänger 120 auf. DerSender 100 besteht aus einem Abtaster 72, einemMotortreiber 74, einer Halbleiterlaserdiode 75,einem Laserdiodentreiber 76 und einer Linse 77.Der Laserdiodentreiber 76 reagiert auf ein Laserdioden(LD)steuersignalvon der CPU 70, um die Laserdiode 75 zu aktivieren,um Laserstrahler in Form von Radarimpulsen durch den Abtaster 72 unddie Linse 77 zu emittieren. Der Abtaster 72 weistein Polygonspiegel 73 auf, der derart von einer sich vertikalerstreckenden Welle unterstütztdrehbar ist und durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) horizontalbewegt wird, dass die Laserstrahlen einen vorderen Erfassungsbereich über einen vorgegebenen Winkelabtasten. Der Elektromotor wird durch den Motortreiber 74 alsReaktion auf ein Motorsteuersignals von der CPU 70 gesteuert.Die Drehposition einer Antriebswelle des Elektromotors (d.h., dieWinkelposition des Polygonspiegels 73) wird von einem Motorpositionssensor(nicht gezeigt) überwachtund in die CPU 70 eingegeben.
    [0037] DerPolygonspiegel 73 besteht aus drei Typen reflektierenderSpiegel, die in drei verschiedenen Winkeln geneigt sind und gedrehtwerden, um die Laserstrahlen in einer diskontinuierlichen Weisezeitlich horizontal (d.h. in Richtung einer Breite des Systemfahrzeugs)abzulenken und vertikal (d.h. Richtung einer Höhe des Systemfahrzeugs) zuverschieben, um dadurch den vorderen Erfassungsbereich zweidimensionalabzutasten. 3 veranschaulichtein Abtastmuster der von dem Laser-Radar-Sensor 5 emittiertenLaserstrahlen. Entsprechend einer besser Übersichtlichkeit sind Querschnittevon einzig den Laserstrahlen, die zu der rechten und der linkenSeite des Erfassungsbereichs 91 emittiert worden sind, durchschraffierte Abschnitte 92 dargestellt. Die Laserstrahlenkönnenim Querschnitt oval oder rechteckig sein. Der Laser-Radar-Sensor 5 kanndurch einen anderen Radartyp ersetzt werden, der eine Millimeter-oder Ultraschallwelle verwendet.
    [0038] Wenndie zentrale optische Achse des Laser-Radar-Sensors 5 in 3 als Z-Achse definiert ist,wird ein X-Y-Bereichoder Erfassungsbereich 91, der senkrecht zu der Z-Achsedefiniert ist, der Reihe nach durch Laserstrahlen abgetastet. Indieser Ausführungsformzeigt die Y-Achse eine Höhedes Erfassungsbereichs 91 an, während die X-Achse die Richtung anzeigt, in der sichAbtastlinien horizontal erstrecken. Der X-Y-Bereich ist definiertdurch: 0.08°·201 Laserimpulse(d.h., annähernd16°) in x-Achsenrichtungund 1.4°·3 Abtastlinienin Y-Achsenrichtung (d.h., annähernd4°). DasAbtasten wird in dem Erfassungsbereich 91 von links nachrechts und von oben nach unter durchgeführt. In der Praxis werden zuerst201 Laserstrahlen in einem Abstand bzw. Intervall von 0.08° entlangder obersten Abtastlinie (d.h., die erste Abtastlinie) in X-Achsenrichtung emittiert.Ist das rechten Ende der obersten Abtastlinie erreicht, d.h., istdie erste Abtastastlinie vollständigabgetastet, werden dann 201 Laserstrahlen in einem Abstand von 0.08° entlangder zweiten Abtastlinie emittiert, die unmittelbar unterhalb derersten Abtastlinie liegt. Schließlich wird die dritte Abtastliniein der gleichen Art und Weise abgetastet. Die Abtastungen werdeninsbesondere auf insgesamt drei Abtastlinien durchgeführt, um201 Laserstrahlen·3Abtastlinien = 603 Datenelemente in dem Laser-Radar-Sensor 5 zuerlangen.
    [0039] DieErkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 empfängt 603Datenelemente von dem Laser-Radar-Sensor 5, und bestimmthorizontale und vertikale Abtastwinkel θx und θy von jedem der emittiertenLaserstrahlen und eine zeitliche Verzögerung zwischen einer Emissionjedes der Laserstrahlen und einem Empfang eines entsprechenden vonRückstreuungender Laserstrahlen (d.h. den Abstand zu einem verfolgten Objekt).Der horizontale Abtastwinkel θxist der Winkel, den eine Linie eines Ausgangslaserstrahls, der aufdie X-Z-Ebene projiziert wird, mit der Z-Achse bildet. Der vertikaleAbtastwinkel θyist der Winkel, den eine Linie des Ausgangslaserstrahls, der aufdie Y-Z-Ebene projiziertwird, mit der Z-Achse bildet.
    [0040] DerEmpfänger 120 desLaser-Radar-Sensors 5 weist eine Linse 81 undein lichtempfindliches Element 83 auf. Die Linse 81 empfängt eineRückstreuungdes Laserstrahls, der von einem Objekt reflektiert worden ist, dassich in dem Erfassungsbereich 91 befindet, und leitet ihnzu dem lichtempfindlichen Element 83 weiter. Das lichtempfindlicheElement 83 dient dazu, ein Spannungssignal zu erzeugen,das einen Pegel in Abhängigkeitder Intensität derRückstreuungdes Laserstrahls aufweist. Der Laser-Radar-Sensor 5 weist ebenso eineGlas- oder Harzscheibe (nicht gezeigt) zur Laserübertragung auf, die an seineOberflächeinstalliert ist, um den Sender 100 und den Empfänger 120zum Schutz vor Umwelteinflüssenzu bedecken.
    [0041] Dasvon dem lichtempfindlichen Element 83 ausgegebene Spannungssignalwird in einem Verstärker 85 verstärkt unddann in Komparatoren 87 und 88 eingegeben. DerKomparator 87 dient dazu, das Ausgangssignal des Verstärkers 85 miteiner Referenzspannung V0 zu vergleichen, und ein Ausgangssignalfür eineZeitgeberschaltung 89 vorzusehen, wenn das Ausgangssignaldes Verstärkers 85 größer alsdie Referenzspannung V0 ist. Die Referenzspannung V0 ist dafür vorgesehen,nachteilige Effekte vom Rauschen bzw. von Störungen, das/die dem Ausgangssignaldes Verstärkers 85 überlagert ist/sind,zu mindern, und wird nachstehend auch als unterer SchwellenwertV0 bezeichnet. Der Komparator 88 dient dazu, das Ausgangssignaldes Verstärkers 85 miteiner Referenzspannung V1 zu vergleichen, und ein Ausgangssignalfür dieZeitgeberschaltung 89 vorzusehen, wenn das Ausgangssignaldes Verstärkers 85 größer alsdie Referenzspannung V1 ist. Die Referenzspannung V1 ist auf einenSpannungspegel eingestellt, der dem Ausgangssignal des Verstärkers 85 entspricht,wenn eine Rückstreuung desLaserstrahls von beispielsweise einem typischen an einer Hinterseitevon Fahrzeugen installierten Reflektor empfangen worden ist, undwird nachstehend auch als oberer Schwellenwert V1 bezeichnet.
    [0042] DieZeigeberschaltung 89 besteht aus einem V1-Messabschnitt 90 undeinem V0-Messabschnitt 91. Der V1-Messabschnitt 90 dientdazu, Zeitpunkte zu messen, an denen die Ausgangsspannung des Verstärkers 85 jeweils über denoberen Schwellenwert V1 steigt und unter den oberen Schwellenwert V1fällt.Der V0-Messabschnitt 91 dient dazu, Zeitpunkte zu messen,an denen die Ausgangsspannung des Verstärkers 85 jeweils über denunteren Schwellenwert V0 steigt und unter den unteren SchwellenwertV0 fällt.Sowohl der V1-Messabschnitt 90 als auch der V0-Messabschnitt 91 sinddafür vorgesehen,einen Höchstwertvon vier Zeitpunkten zu messen und zu halten. Wenn beispielsweise,wie in 7 zu sehen, zweiRückstreuungenvon Laserimpulsen von dem Empfänger 120 empfangenwerden, misst der V1-Messabschnitt 90 die vier Zeitpunktet13, t14, t23 und t24. Gleichermaßen misst der V0-Messabschnitt 91 dievier Zeitpunkte t11, t12, t21 und t22.
    [0043] DieZeitgeberschaltung 89 empfängt ebenso, wie deutlich in 2 zu sehen, ein von derLaser-Radar-CPU 70 an den Laserdiodentreiber 76 ausgegebenesSteuersignal. Die Zeitgeberschaltung 89 misst einen Eingangszeitpunktts, an dem das Steuersignal bei ihr eingegeben wird, codiert denEingangszeitpunkt ts und die Zeitpunkte t11 bis t14 und t21 bist24 in binäreDigitalsignale und gibt sie an die Laser-Radar-CPU 70 aus.Die binärenDigitalsignale werden nachstehend auch als Zeitdaten bezeichnet.
    [0044] DieLaser-Radar-CPU 70 dient dazu, den Abstand zu einem verfolgtenObjekt unter Verwendung der Zeitdaten bezüglich des Eingangszeitpunktsts und dem Höchstwertvon acht Zeitpunkte t11 bis t14 und t21 bis t24 zu bestimmen, undRadardaten bezüglichdes Abstands, der Abtastwinkel θx und θy und einerEmpfangslichtintensität Δt, wie nachstehendbeschrieben, fürdie Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 vorzusehen.
    [0045] 8 zeigt zwei von dem Empfänger 120 empfangeneLichtimpulse (d.h., Rückstreuungenvon Radarwellen), die unterschiedliche Intensitäten aufweisen. P1 zeigt einender empfangenen Lichtimpulse, der eine höhere Intensität aufweist.P2 zeigt den anderen empfangenen Lichtimpuls, der eine niedrigereIntensitätaufweist.
    [0046] Inder nachstehenden Diskussion ist der Zeitpunkt, an dem der LichtimpulsP1 ansteigt und den unteren Schwellenwert V0 in dem Komparator 87 übersteigt,als tL1 definiert. Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P1 abfällt undden unteren Schwellenwert V0 passiert, ist als tL2 definiert. EineDifferenz zwischen den Zeitpunkten tL1 und tL2 ist als Δt1 definiert.Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P2 ansteigt und den unterenSchwellenwert V0 übersteigt,ist als tS1 definiert. Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P2abfälltund den unteren Schwellenwert V0 passiert, ist als tS2 definiert.Eine Differenz zwischen den Zeitpunkten tS1 und tS2 ist als Δt2 definiert.Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P1 ansteigt und den oberenSchwellenwert V1 in dem Komparator 88 übersteigt, ist als tL3 definiert.Der Zeitpunkt, an dem der Lichtimpuls P1 abfällt und den oberen SchwellenwertV1 passiert, ist als tL4 definiert. Eine Differenz zwischen denZeitpunkten tL3 und tL4 ist als Δt3definiert.
    [0047] Wieaus der Abbildung von 8 ersichtlich, erfüllen dieZeitdifferenz Δt1,die einer Impulsbreite des eine höhere Intensität aufweisendenLichtimpulses P1 entspricht, und die Zeitdifferenz Δt2, die einer Impulsbreitedes eine niedrigere Intensitätaufweisenden Lichtimpulses P2 entspricht, die Beziehung Δt1 > Δt2. Es sind insbesondere dieBeträgeder Zeitdifferenzen Δt1und Δt2,die durch die Zeitpunkte tL1, tL2, tS1 und tS2 bestimmt werden,an denen die Lichtimpulse P1 und P2 den unteren Schwellenwert V0passieren, von den Intensitätender Lichtimpulse P1 und P2 abhängig.Wenn die Intensitätvon jedem der Lichtimpulse P1 und P2 gering ist, führt dies zu einemverringerten Wert einer entsprechenden der Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2. Wennjedoch die Intensitätvon jedem der Lichtimpulse P1 und P2 hoch ist, führt dies zu einem erhöhten Werteiner entsprechenden der Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2. Die Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2 können folglichals Parameter verwendet werden, welche die Intensitäten vondurch den Empfänger 120 empfangenenLichtimpulsen anzeigen.
    [0048] Einzwischen den Zeitpunkten tL1 und tL2 liegender Zwischenzeitpunktist als tc2 definiert. Ein zwischen den Zeitpunkten tS1 und tS2liegender Zwischenzeitpunkt ist als tc1 definiert. Der Zeitpunkt,an dem die Lichtimpulse P1 und P2 einen maximalen Spannungspegelerreichen, ist als tp definiert. Eine Differenz zwischen dem Zwischenzeitpunkttc2 und dem Zeitpunkt tp ist als Δα1 definiert.Eine Differenz zwischen dem Zwischenzeitpunkt tc1 und dem Zeitpunkttp ist als Δα2 definiert.Die Zeitdifferenzen Δα1 und Δα2 werdennachstehend auch als Korrekturzeit bezeichnet.
    [0049] DieZeitdifferenzen Δt1und Δt2,die von den Intensitätender Lichtimpulse P1 und P2 abhängig sind,weisen eine bestimmte Beziehung zu den Korrekturzeiten Δα1 und Δa2 auf. Insbesondere,wenn die Zeitdifferenzen Δt1und Δt2ansteigen, steigen, wie in 9 gezeigt,die Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 proportionalan. Eine Bestimmung des Zeitpunkts tp, an dem die Lichtimpulse P1und P2 den maximalen Spannungspegel erreichen, wird folglich experimentellerreicht, und zwar indem die Beziehung zwischen den Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2 und denKorrekturzeiten Δα1 und Δα2 ermitteltwird, wobei die Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 in dieserBeziehung gesucht werden, die den Momentwerten der Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2 entsprechen,und die Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 zu denZwischenzeitpunkten tc2 und tc1 addiert werden. Die Laser-Radar-CPU 70 berechnetden Abstand zu einem verfolgten Objekt auf die Bestimmung des Zeitpunktstp hin, und zwar unter Verwendung eines Zeitabstands zwischen demZeitpunkt ts, an dem die Laserdiode 75 zum Emittieren desLaserstrahls aktiviert wird, und dem Zeitpunkt tp, an dem eine Rückstreuungdes Laserstrahl den maximalen Spannungspegel erreicht.
    [0050] DieVerwendung der Korrekturzeiten Δα1 und Δα2 dient folglichdazu, einen Messfehler zu beseitigen, der aus einem Intensitätsunterschiedzwischen Rückstreuungender Laserstrahlen hervorgeht. Der Abstand zu einem verfolgten Objektwird in Abhängigkeitdes Zeitabstands zwischen der Emission eines Laserstrahls und demZeitpunkt bestimmt, an dem empfangene Lichtimpulse, die unterschiedlicheIntensitätenaufweisen, gleichzeitig den maximalen Spannungspegel erreichen.Die Laser-Radar-CPU 70 speichert eine Abbildung in einemROM, welche die Beziehung zwischen den Zeitdifferenzen Δt1 und Δt2 und denKorrekturzeiten Δα1 und Δα2 darstellt.
    [0051] Ineinem Fall, in dem ein von dem Empfänger 120 empfangenerLichtimpuls L1 (d.h., eine Rückstreuungder Radarwelle) eine höhereIntensitätaufweist, so dass er den oberen Schwellenwert V1 passiert, kannder Abstand zu einem verfolgten Objekt ebenso bestimmt werden, indemeine Differenz Δt11 zwischendem Zeitpunkt tL3, an dem der Lichtimpuls L1 über den oberen SchwellenwertV1 ansteigt, und dem Zeitpunkt tL4, an dem der Lichtimpuls L1 unter denoberen Schwellenwert V1 abfällt,und der Zwischenzeitpunkt tc22 zwischen den Zeitpunkten tL3 undtL4 ermittelt werden, wobei die Korrekturzeit in einer Abbildungin Bezug auf die Zeitdifferenz Δt11 gesuchtwird, und der Zwischenzeitpunkt tc22 unter Verwendung der Korrekturzeitkorrigiert wird, um den Zeitpunkt zu erlangen, an dem der LichtimpulsL1 einen maximalen Spannungspegel erreicht.
    [0052] DieZeitgeberschaltung 89 gibt gemäß obiger Beschreibung den Höchstwertbzw. das Maximum von acht Zeitpunkten t11 bis t14 und t21 bis t24 andie Laser-Radar-CPU 70 aus. Die Laser-Radar-CPU 70 verwendetnicht alle der Zeitpunkte t11 bis t14 und t21 bis t24, d.h., zweivon dem Empfänger 120 empfangeneLichtimpulse, um den Abstand zu einem Messobjekt zu bestimmen, sondernwählt einender von dem Messobjekt hervorgehenden Lichtimpulse aus, der erforderlichist, um den Abstand dorthin zu messen, und bestimmt gemäß obigerBeschreibung den Zwischenzeitpunkt, die Korrekturzeit und den Zeitpunkt,an dem der Lichtimpuls seinen maximalen Spannungspegel erreicht.Eine derartige Wahl eines der empfangenen Lichtimpulse führt zu einerverringerten Operationszeit der Laser-Radar-CPU 70. Ineinem nachfolgenden Teil der Beschreibung wird detailliert beschrieben,wie einer von zwei empfangenen Lichtimpulsen gewählt wird.
    [0053] DieErkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 dient dazu,ein von dem Laser-Radar-Sensor 5 verfolgtes Objekt aufder Grundlage der von der Laser-Radar-CPU 70 ausgegebenenRadardaten zu erkennen oder zu identifizieren, und Steuersignalean den Bremsaktor 19, den Drosselklappenaktor 21 unddie Automatikgetriebesteuereinheit 23 auf der Grundlagedes Zustands des Objektes auszugeben, um die Geschwindigkeit desSystemfahrzeugs in der Fahrzeugabstandsregelung zu regeln, wenndas Objekt als vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird. Wenn das verfolgteObjekt, wie beispielsweise ein vor dem Systemfahrzeug fahrendesFahrzeug, ein stehendes Fahrzeug, eine Leitplanke oder ein an derFahrbahnseite stehender Pfosten, für eine vorgewählte Zeitspanneanhaltend in einen Warnbereich fällt, lässt dieErkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 den Alarm 13 ertönen.
    [0054] Eswird auf 1 verwiesen.Die Erkennungs/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 weist einenObjekterkennungsblock 43, einen Sensorfehlerblock 44,einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsblock 47, einenLenkpositionsbestimmungsblock 49, einen Gierratenbestimmungsblock 51,einem Kurvenradiusbestimmungsblock 57, einen Block 53 zurErfassung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und einen Fahrzeugabstandregelungs-/Warnentscheidungsblock 55 auf.
    [0055] DerObjekterkennungsblock 43 dient dazu, die Radardaten bezüglich desAbstands zu einem verfolgten Objekt und der horizontalen und vertikalen Abtastwinkel θx und θy, die mitdem verfolgten Objekt verbunden sind, von dem Laser-Radar-Sensor 5 zu empfangen,und sie an einen Punkt in einem kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystemzu übertragen,dessen Ursprung bzw. Nullpunkt (0, 0, 0)auf den Mittelpunkt des Laser-Radar-Sensors 5 gelegt bzw.eingestellt ist, und das durch eine sich in einer Richtung der Breitedes Systemfahrzeugs erstreckenden X-Achse, eine sich in einer Richtungder Höhedes Systemfahrzeugs erstreckenden Y-Achse und eine sich in einerRichtung der Längedes Systemfahrzeugs erstreckenden Z-Achse definiert ist. Die Radardaten,die durch eine Rückstreuungeines Laserstrahls erzeugt werden, der eine Lichtintensität aufweist,die geringer als ein vorgegebener Pegel ist, werden bei der obigenKoordinatentransformation nicht berücksichtigt. Die Koordinatendatenin dem kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystemwerden einer Folge von drei Operationen unterzogen: Vorsegmentierung,Hauptsegmentierung und Objektidentifikation, um Radardaten bezüglich jedesvor dem Systemfahrzeug befindlichen Objekts zu erzeugen, wie ineinem nachstehenden Teil der Beschreibung detailliert beschriebenwird.
    [0056] DerObjekterkennungsblock 43 verwendet die Radardaten, um sowohldie Koordinaten (x, y, z) der zentralen Position als auch die Dimensionierungsdaten(W, H, D) eines verfolgten Objekts zu bestimmen. Eine zeitsequenzielle Änderungder zentralen Position (x, y, z) des Objekts wird verwendet, um dieGeschwindigkeit (Vx, Vy, Vz) des Objekts relativ zu dem Systemfahrzeugzu bestimmen. Der Objekterkennungsblock 43 verwendet ebensodie von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsblock 47 ausgegebeneGeschwindigkeit des Systemfahrzeugs, wie unter Verwendung einesAusgangssignals des Geschwindigkeitssensors 7 berechnet,und die relative Geschwindigkeit (Vx, Vy, Vz) des Objekts, um zubestimmen, ob das Objekt ein stehendes oder ein sich bewegendesObjekt ist. Die Dimensionierungsdaten (W, H, D) zeigen die Seitenlängen eines minimalenrechteckigen Parallelepipeds an, das in sich das Objekt geometrischenthält(d.h., Breite, Höheund Tiefe des rechteckigen Parallelepipeds). Das Objekt, das derartigeDimensionierungsdaten aufweist, wird nachstehend auch als Messobjektmodellbezeichnet.
    [0057] DerSensorfehlerblock 44 überwachtdie in dem Objekterkennungsblock 43 erlangten Daten und bestimmt,ob sie in einem vorgewähltenFehlerbereich liegen oder nicht. Bei der Tatsache, dass die in demObjekterkennungsblock 43 erlangten Daten unzulässig sind,d.h., dass der Laser-Radar-Sensor 5 fehlerhaftarbeitet, wird dies durch eine Sensorstörungsanzeige 17 angezeigt.Wie in einem nachstehenden Teil der Beschreibung detailliert beschrieben, dientder Objekterkennungsblock 43 ebenso dazu, zu bestimmen,ob Schmutz, wie beispielsweise Eis, Schnee, Wassertropfen, auf einerStraßenoberfläche verteilteCalciumchloridkörneroder irgendeine Art von Ton bzw. Lehm, an der Oberfläche desLaser-Radar-Sensors 5 haftet oder nicht. Wird ein derartiger Schmutzbzw. eine derartige Verschmutzung erfasst, wird dies durch die Sensorstörungsanzeige 17 angezeigt.
    [0058] DerLenkpositionsbestimmungsblock 49 dient dazu, einen Lenkwinkelbzw. eine Lenkposition des Lenkrads des Systemfahrzeugs unter Verwendungeines Ausgangssignals des Lenkpositionssensors 27 zu bestimmen.Der Gierratenbestimmungsblock 51 dient dazu, eine Gierratedes Systemfahrzeugs unter Verwendung eines Ausgangssignals des Gierratensensors 28 zubestimmen. Der Kurvenradiusbestimmungsblock 57 dient dazu,den Kurvenradius R einer Straßezu bestimmen, auf der das Systemfahrzeug momentan fährt, undzwar unter Verwendung der in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsblock 47 bestimmtenFahrzeuggeschwindigkeit, der in dem Lenkpositionsbestimmungsblock 49 bestimmtenLenkposition und der in dem Gierratenbestimmungsblock 51 bestimmtenGierrate. Der Block 53 zur Erfassung eines vorausfahrendenFahrzeugs dient dazu, eines der vorausfahrenden Fahrzeuge, das demSystemfahrzeug am nächstenist, unter Verwendung der Koordinaten (x, y, z) der zentralen Positionen,der Dimensionierungsdaten (W, H, D) und der relativen Geschwindigkeiten(Vx, Vy, Vz) von verfolgten Objekte, wie in dem Objekterkennungsblock 43 erlangt,auszuwählen,und den Abstand Z und die relative Geschwindigkeit Vz des ausgewählten Fahrzeugszu bestimmen.
    [0059] DerFahrzeugabstandsregelungs-/Warnentscheidungsblock 55 dientdazu, in einem Alarmmodus zu bestimmen, ob ein Alarm zu ertönen hatoder nicht, oder in einem Geschwindigkeitsregelungsmodus die Geschwindigkeitsregelungsinhalteauf der Grundlage des Abstands Z und der relative GeschwindigkeitVz des verfolgten vorausfahrenden Fahrzeugs, des Status des Geschwindigkeitsregelungsschalters 26,einer von dem Bremsschalter 9 erfassten Bremskraft, dervon dem Drosselklappenpositionssensor 11 gemessenen Drosselklappenpositionund der von dem Alarmempfindlichkeitswähler 25 ausgewählten Empfindlichkeitder Alarmentscheidungsoperation zu bestimmen. Wenn entschieden wordenist, dass das Erfordernis besteht, einen Alarm ertönen zu lassen,gibt der Fahrzeugabstandsregelungs-/Warnentscheidungsblock 55 einEIN-Signal an den Alarm 13 aus. Alternativ sieht der Fahrzeugabstandsregelungs-/Warnentscheidungsblock 55 inder Geschwindigkeitsregelung Steuersignale für die Automatikgetriebesteuereinheit 23,den Bremsaktor 19 und den Drosselklappenaktor 21 vor, umeine vorgegebene Geschwindigkeitsregelung durchzuführen. DerFahrzeugabstandsregelungs-/Warnentscheidungs-block 55 informiertden Fahrer des Systemfahrzeugs stets darüber, ob der Alarmmodus oderder Geschwindigkeitsregelungsmodus eingesetzt hat.
    [0060] Nachstehendwird eine Bestimmung, ob Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 haftetoder nicht, und eine Erkennung eines verfolgten Objekts, wie inder Laser-Radar-CPU 70 und dem Objekterkennungsblock 43 durchgeführt, beschrieben. 4 zeigt ein Ablaufdiagrammeines Hauptprogramm mit Operationen, die in der Laser-Radar-CPU 70 und demObjekterkennungsblock 43 auszuführen sind.
    [0061] NachEinsetzen des Programms schreitet die Routine zu Schritt 10 voran,wobei die Zeitdaten aus dem Laser-Radar-Sensor 5 in Einheitenbzw. Zeilen der Abtastlinien ausgelesen werden. Ein gesamter Abtastzyklus,in dem der Laser-Radar-Sensor 5 die drei Abtastlinien abtastet,beträgt100 ms.
    [0062] DieRoutine schreitet dann zu Schritt 20 voran, wobei die inSchritt 10 ausgelesenen Zeitdaten analysiert werden, umzu bestimmen, ob Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 haftetoder nicht. Wenn entschieden wird, dass kein Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 haftet,bzw. dass der Laser-Radar-Sensor 5 nicht verschmutzt ist,werden die Radardaten bezüglichdes Abstands zu einem verfolgten Objekt, die mit dem verfolgtenObjekt verbundenen vertikalen und horizontalen Abtastwinkel θx und θy und dieempfangene Lichtintensität Δt, wie oben beschrieben,ausgegeben. Die Routine schreitet dann zu Schritt 30 voran,wobei die Vorsegmentierungsoperation durchgeführt wird. Die Vorsegmentierungsoperationdient dazu, gewisse von Datenelementen bezüglich der oben beschriebenendreidimensionalen Position des Messobjektmodells in einer Gruppezu sammeln, die vorgegebene Gruppierungsbedingungen erfüllen, umein Vorsegment zu erzeugen. Wenn eine vorgegebene Anzahl derartiger Vorsegmenteerzeugt worden ist, werden gewisse von ihnen gesammelt, die vorgegebeneKopplungsbedingungen erfüllen,um ein Hauptsegment zu erzeugen. Z.B. werden gewisse von Punkten,wie in dem oben beschriebenen kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystemdefiniert, die eine erste Bedingung, wobei der Abstand ΔX zwischenzwei der Punkte in der X-Achsenrichtung kleiner oder gleich 0,2m ist, und eine zweite Bedingung erfüllen, wobei der Abstand ΔZ zwischenzwei der Punkte in der Z-Achsenrichtung kleiner oder gleich 2 mist, gruppiert, um jedes der Vorsegmente zu erzeugen. Der Erfassungsbereich 91 wirdgemäß obigerBeschreibung entlang der drei Abtastlinien abgetastet, die in Y-Achsenrichtung überlagertbzw. übereinandergelagert sind. Die Vorsegmente werden folglich jedes Mal definiert, wenneine der drei Abtastlinien abgetastet wird. Die Hauptsegmentierungsoperationdient dazu, gewisse der Vorsegmente zu sammeln, die innerhalb eines,in dem kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystem definierten, dreidimensionalenRaums nahe beieinander liegen, um das Hauptsegment zu erzeugen.Das Hauptsegment ist ein rechteckiger Parallelepiped, der durchdrei Seiten definiert ist, die sich jeweils parallel zur X-Achse,Y-Achse und Z-Achse erstrecken, und weist Daten bezüglich derKoordinaten (X, Y, Z) des Zent rums bzw. Mittelpunkts und der Längen (w,H, D) der drei Seiten des rechteckigen Parallelepipeds auf. In dernachstehenden Diskussion wird das Hauptsegment auch als Segmentdatenbezeichnet. Es lehrt z.B. die US 6,593,873 B2 , die den gleichen Rechtsnachfolgerinnenwie denjenigen dieser Anmeldung übertragenworden ist, ein Beispiel zum Bilden der Segmentdaten, wobei aufdessen Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
    [0063] DieRoutine schreitet zu Schritt 40 voran, wobei eine Messobjektbestimmungsoperationdurchgeführtwird, um zu bestimmen, ob jedes erfasste Objekt als ein Messobjektverfolgt werden sollte. Das Messobjekt ist ein durch das in Schritt 30 erlangte Segmentdefiniertes Objektmodell. Es wird in Schritt 40 insbesonderedie Position (X, Y, Z) des Mittelpunkts und die Dimensionierung(W, H, D) von jedem erfassten Objekt aus den Segmentdaten bestimmt, wiein Schritt 30 erlangt. Es wird ebenso eine Änderungder Position (X, Y, Z) pro Zeiteinheit berechnet, um die Geschwindigkeit(Vx, Vy, Vz) des Objekts relativ zu dem Systemfahrzeug zu bestimmen.Es wird ferner bestimmt, ob sich das Objekt bewegt oder steht. Diezentralen Positionen (X, Y, Z) und die Objekttypen werden analysiert,um bei jedem der Objekte zu bestimmen, ob es irgendein Hindernisbezüglich einerFahrt des Systemfahrzeugs ist oder nicht. Jedes der Objekte, dasals ein derartiges Hindernis bestimmt wird, wird schließlich alsdas Messobjektmodell identifiziert. Die Daten bezüglich desMessobjektmodells werden von dem Objekterkennungsblock 43 anden Block 53 zur Erfassung eines vorausfahrenden Fahrzeugsausgegeben.
    [0064] Nachstehendwerden unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme der 5 und 6 dieOperationen in Schritt 20 detailliert beschrieben. Dasin 5 gezeigte Ablaufdiagrammstellt graphisch die Operation zum Erfassen von irgendeinem Schmutzdar, der an der Oberflächedes Laser-Radar-Sensors 5 haftet, durch den ein Radarstrahl(d.h., ein Laserstrahl) und ein Radarecho wandern. Das in 6 gezeigte Ablaufdiagrammstellt graphisch die Operation zum Beenden der Schmutzerfassungsoperationdar, wenn die Oberflächedes Laser-Radar-Sensors 5 aus irgendeinem Grund gesäubert wurde,nachdem der Schmutz als darauf haftend bestimmt worden ist. Vor derBeschreibung der Operationen in Schritt 20 wird nachstehendunter Bezugnahme auf 10 dasVerhalten eines von der Laserdiode 75 emittierten Laserstrahlsdiskutiert, und zwar wenn Schmutz, wie beispielsweise Eis oder Schnee,an der Oberflächedes Laser-Radar-Sensors 5 haftet.
    [0065] Wennirgendein Schmutz an der Oberfläche desLaser-Radar-Sensors 5 haftet,kann dieser verursachen, dass sich ein Teil eines emittierten Laserstrahlsdurch den Schmutz fortpflanzt oder durch den Schmutz gestreut wird.Der Teil des Laserstrahls, der innerhalb des Schmutzes gestreutoder nach außen desSchmutzes emittiert und durch eine Karosserie des Systemsfahrzeugs(z.B., eine Verzierung) reflektiert wird, fällt teilweise auf das lichtempfindlicheElement 83. Dies bewirkt, dass einen Zeitabstand zwischeneiner Emission eines Laserstrahls und einem Empfang einer Rückstreuungdes Laserstrahls stark verringert ist. Je mehr Schmutz an der Oberfläche desLaser-Radar-Sensors 5 haftet, desto größer ist der Anteil des Laserstrahls,der auf das lichtempfindliche Element 83 fällt, undzwar unmittelbar nachdem er von dem Sender 100 des Laser-Radar-Sensors 5 emittiertworden ist.
    [0066] Aufder Grundlage der oben beschriebenen Tatsache bestimmt die Laser-Radar-CPU 70,dass Schmutz, wie beispielsweise Eis oder Schnee, der Oberfläche desLaser-Radar-Sensors 5 zugefügt worden ist, und zwar wenndie An zahl der Rückstreuungenvon Laserstrahlen, die auf das lichtempfindliche Element 83 fallen,einen vorgewähltenwert überschreitet.Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 detailliert beschrieben.
    [0067] Zuerstwird in Schritt 100 bestimmt, ob eine Entscheidung, dassirgendein Schmutz an der Oberflächedes Laser-Radar-Sensors 5 haftet, in Schritt 210 oder 230,wie späterbeschrieben, getroffen worden ist oder nicht. Wird als Antwort einJA erhalten, schreitet die Routine dann zu Schritt 250 voran,wobei die in 6 gezeigteOperation eingeleitet wird. Wird in Schritt 100 alternativals Antwort ein NEIN erhalten, schreitet die Routine dann zu Schritt 110 voran,wobei bestimmt wird, ob eine Rückstreuung(en) vonRadarimpulsen (nachstehend auch als ein reflektierter bzw. rückgestreuterLichtimpuls bezeichnet) vorhanden ist, die von dem Empfänger 120 empfangenworden ist oder nicht, d.h., ob eine Rückstreuung(en) von Radarimpulsen,die überdie erste Abtastlinie in dem Erfassungsbereich 91 emittiertworden sind, von dem Empfänger 120 empfangenworden ist oder nicht, und ob deren Zeitdaten von der Zeitgeberschaltung 89 indie Laser-Radar-CPU 70 eingegeben worden sind oder nicht.Wird als Antwort ein NEIN erhalten, was bedeutet, dass kein rückgestreuterLichtimpuls vorhanden ist, kehrt die Routine dann zu Schritt 100 zurück. Wirdals Antwort alternativ ein JA erhalten, schreitet die Routine dannzu Schritt 120 voran, wobei bestimmt wird, ob die Zeit T14,die eine Differenz zwischen dem Eingangszeitpunkt ts, an dem dasSteuersignal in die Zeitgeberschaltung 89 eingegeben wird,und einem Zeitpunkt t14 ist, an dem der rückgestreute Lichtimpuls im Spannungspegelabfälltund den oberen Schwellenwert V1 passiert, kleiner oder gleich einemvorgegebenen Zeitzählstandist oder nicht. Der Zeitzählstand istderart gewählt,dass er längerals die Zeit ist, die eine Rückstreuungeines Radarimpulses benötigt, derunmittelbar nach der Aussendung aufgrund von Schmutz an der Oberfläche desLaser-Radar-Sensors 5 auf das lichtempfindliche Element 83 einfällt, umden oberen Schwellenwert V1 zu erreichen, und kürzer als die Zeit ist, dieeine Rückstreuungeines Radarimpulses von einem innerhalb des Erfassungsbereichs 91 vordem Systemfahrzeug befindlichen Objekt benötigt, um den oberen SchwellenwertV1 zu erreichen. Wenn sich ein Objekt in der Nähe des Laser-Radar-Sensor 5 befindet,ist eine Differenz zwischen der Zeit, die eine Radarrückstreuungvon dem Objekt benötigtwird, um den oberen Schwellenwert V1 zu erreichen, und der Zeit,die eine durch den Schmutz verursachte Radarrückstreuung benötigt, umden oberen Schwellenwert V1 zu erreichen, üblicherweise sehr klein. DieRadarrückstreuungeines Objekts weist jedoch eine höhere Lichtintensität auf, sodass sich ihr Peak von dem der durch den Schmutz verursachten Radarrückstreuungstark unterscheidet, was folglich zu einer hohen Differenz zwischenden Zeitpunkten führt,an denen die Radarrückstreuungvon dem Objekt und die durch den Schmutz verursachte Radarrückstreuungim Spannungspegel unter den oberen Schwellenwert V1 fallen, wiein 8 gezeigt. Die Bestimmung,ob eine Radarrückstreuungvon ein Objekt innerhalb des Erfassungsbereichs 91 odervom Schmutz auf der Oberflächedes Laser-Radar-Sensors 5 hervorgegangen ist, wird folglichgetroffen, indem der Zeitpunkt t14, an dem die Radarrückstreuungim Spannungspegel abfälltund den oberen Schwellenwert V1 als ein Radarrückstreuungsempfangszeitpunktpassiert, mit dem vorgegebenen Zeitzählstand verglichen wird.
    [0068] DerV1-Messabschnitt 90 ist dafür vorgesehen, ein Maximum vonvier Zeitdaten (d.h., die in 7 gezeigtenZeitpunkte) zu messen. werden vier Zeitdaten in die Laser-Radar-CPU 70 eingegeben, wirddie Zeit T14, die ein Zeitabstand zwischen dem Eingangszeitpunktts und dem Zeitpunkt t14 ist, an dem eine erster von rückgestreutenLichtimpulsen im Spannungspegel abfällt und den oberen SchwellenwertV1 passiert, in Schritt 120 mit dem vorgegebenen Zeitzählstandverglichen. Wenn der V1-Messabschnitt 90 nur zwei Zeitdatenbezüglicheines rückgestreutenLichtimpulses misst, wird einer von ihnen, der im Spannungspegelabfälltund den oberen Schwellenwert V1 passiert, verwendet, um die Zeit T14zu definieren bzw. zu bestimmen.
    [0069] Wenndie Zeit T14 kleiner oder gleich dem vorgegebenen Zeitzählstandist, kann gefolgert bzw. entschieden werden, dass irgendein Schmutzan dem Laser-Radar-Sensor 5 haftet, und dass ein von demEmpfänger 120 empfangenerrückgestreuter Lichtimpulsaus dem Schmutz hervorgegangen ist. Insbesondere ein Anstieg vonRadarimpulsen, die sich durch den Schmutz fortpflanzen oder dieeiner Reflexion von einer Verzierung des Systemfahrzeugs unterliegen,führt zueinem Auftreten eines rückgestreutenLichtimpulses(en), der den oberen Schwellenwert V1 in seinem Spannungspegel überschreitet. DieTatsache, dass der rückgestreuteLichtimpuls den oberen Schwellenwert V1 überschritten hat, kann folglichverwendet werden, um zu bestimmen, dass die Oberfläche desLaser-Radar-Sensors 5 verschmutzt ist. Insbesondere eineBestimmung, ob eine höhereIntensitätdes rückgestreutenLichtimpulses durch das Anhaften von Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 verursachtworden ist, kann getroffen werden, indem überwacht wird, ob der rückgestreuteLichtimpuls über.den oberen Schwellenwert V1 gestiegen ist und dann unter den oberenSchwellenwert V1 abgefallen ist oder nicht.
    [0070] Wirdin Schritt 120 als Antwort ein JA erhalten, was bedeutet,dass die Zeit T14 kleiner oder gleich dem vorgegebenen Zeitzählstandist, schreitet die Routine zu Schritt 160 voran, wobeiein Zählwert P1mit eins (1) in krementiert wird. Die Routine schreitetdann zu Schritt 170 voran, wobei bestimmt wird, ob dieZeit, währendder ZählwertP1 größer alsein ersten Wert (z.B. 100) ist, eine erste Zeitspanne (z.B. fünf Sekunden)erreicht hat oder nicht. Das in 5 gezeigtProgramm wird insbesondere in Einheiten bzw. Zeilen der Abtastlinienausgeführt.Der Sender 100 emittiert 201 Laserimpulse über jededer Abtastlinien. In Schritt 170 wird bestimmt, ob 100Rückstreuungender Laserimpulse, die die Bedingung in Schritt 120 erfüllen, d.h.,von dem Schmutz auf dem Laser-Radar-Sensor 5 hervorgehen,fortsetzend erscheinen oder nicht. Wird als Antwort ein JA erhalten, kanngefolgert bzw. entschieden werden, dass Schmutz, wie beispielsweiseEis, wenigstens die Hälftedes Erfassungsbereichs 91 bedeckt. Die Routine schreitetdann zu Schritt 180 und nachfolgenden Schritten voran,um zu bestimmen, dass die Fähigkeitdes Laser-Radar-Sensors 5 verringert worden ist.
    [0071] InSchritt 180 wird bestimmt, ob ein weiterer rückgestreuterLichtimpuls nach Ablauf der ersten Zeitspanne erschienen ist odernicht, und zwar unter Verwendung der nach dem Ablauf der erstenZeitspanne erlangten Zeitdaten. Ist ein rückgestreuter Lichtimpuls vorhanden,der mit seinem Spannungspegel wenigstens den unteren SchwellenwertV0 überschreitet,wird dieser als ein zweiter rückgestreuterLichtimpuls bestimmt, der nach Ablauf der ersten Zeitspanne erschienenist. Wenn als Antwort ein JA erhalten wird, was bedeutet, dass derzweite rückgestreuteLichtimpuls erschienen ist, schreitet die Routine dann zu Schritt 190 voran,wobei der Abstand zu einem verfolgten Objekt unter Verwendung derZeitdaten bezüglichdes zweiten rückgestreutenLichtimpulses bestimmt wird, und wobei ebenso die Lichtintensität Δt des zweitenrückgestreutenLichtimpulses bestimmt wird. Die Routine schreitet dann zu Schritt 200 voran,wobei bestimmt wird, ob sich eine Radarreichweite unter eine ersteReichweite (z.B. 55m) verringert hat oder nicht, und zwar unterVerwendung einer Beziehung zwischen dem Abstand und der Lichtintensität, wie inSchritt 190 erlangt. Die Radarreichweite, wie sie nachstehendbezeichnet wird, ist ein maximaler Abstand, in dem der Laser-Radar-Sensor 5 Objekteeffektiv erfassen kann.
    [0072] Nachstehendwird beschrieben, wie die Radarreichweite zu ermitteln ist.
    [0073] DieRadarreichweite wird berechnet: auf der Grundlage des Abstands zueinem vor dem Systemfahrzeug befindlichen Objekt, wenn sich dasSystemfahrzeug dem Objekt genäherthat und damit begonnen hat, es zu erfassen; oder auf der Grundlagedes Abstands zu einem Objekt in dem Moment, in dem es sich derartvon dem Systemfahrzeug entfernt hat, dass der Laser-Radar-Sensor 5 esverloren hat. In der Praxis wird die hierbei verwendete Radarreichweitedurch einen Mittelwert der obigen Abstände zu einer Mehrzahl von Objektenbestimmt.
    [0074] Umden Effekt eines Kraftfahrzeugs beseitigen, das eine von einem erfasstenObjekt verschiedene Reflexionsintensität aufweist und vor dem Systemfahrzeugeingeschert ist, wird bezüglichder Berechnung der Radarreichweite nur die Radarreichweite verwendet,wie sie unter Verwendung der Lichtintensität Δt, die geringen als ein vorgegebenen Pegelist, berechnet worden ist. Üblicherweise ändert sichdie Lichtintensität(d.h., die Helligkeit) einer Rückstreuungeines Laserstrahls von einem Objekt in Abhängigkeit des Abstands zu demObjekt. Insbesondere eine Zunahme des Abstands zu dem Objekt führt zu einerAbnahme der Lichtintensität Δt einer Rückstreuungeines Laserstrahls von dem Objekt, während eine Verringerung desAbstands zu dem Objekt zu einer Zunahme der Lichtintensität Δt führt. UnterVerwendung dieser Tatsache kann die Radarreichweite genau bestimmtwerden.
    [0075] Sindeine Mehrzahl von Rückstreuungenvon Laserstrahlen erschienen, wenn der Laser-Radar-Sensor 5 begonnenhat, ein Objekt zu erfassen oder es verloren hat, wird die höchste vonLichtintensitäten Δt der Rückstreuungenvorzugsweise mit dem obigen vorgegebenen Pegel verglichen. EineZunahme der Genauigkeit einer Bestimmung der Radarreichweite wirderzielt, indem sie berechnet wird, wenn die relative Geschwindigkeiteines vorausfahrenden Fahrzeugs, das geradeaus und mit einer höheren Geschwindigkeitals ein vorgewählterWert fährt,größer odergleich 5 km/h ist.
    [0076] Wirdals Antwort ein JA erhalten, was bedeutet, dass sich die Radarreichweiteverringert hat, schreitet die Routine dann zu Schritt 210 voran,wobei eine Schmutzanhaftungsentscheidung A getroffen wird, um zuentscheiden, dass sich die Fähigkeit desLaser-Radar-Sensors 5 teilweise durch das Anhaften vonSchmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 verringerthat. Gleichzeitig wird ein derartiges Ereignis auf der Sensorstörungsanzeige 17 angezeigt.Es wird ebenso verhindert, dass die Objekterkennung und die Fahrzeugabstandsregelungin der Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 ausgeführt werden.
    [0077] Wennin Schritt 180 bestimmt wird, dass der zweite rückgestreuteLichtimpuls immer noch nicht erschienen ist, schreitet die Routinedann zu Schritt 220 voran, wobei bestimmt wird, ob Schritt 180 für eine dritteZeitspanne (z.B. 20 Sekunden) andauernd die negative Antwort trifftoder nicht. Wird als Antwort ein JA erhalten, was bedeutet, dassirgendwelche rückgestreutenLichtimpulse, die andere als diejenigen sind, die von dem Schmutzhervorgehen, füreine Zeitspanne nicht erschienen sind, und dass der Schmutz fastan der gesamten Oberflächedes Laser-Radar-Sensors 5 haftet, was es folglich unmöglich macht,irgendwelche sich vor dem Systemfahrzeug befindlichen Objekte zuerfassen oder zu ermitteln, schreitet die Routine dann zu Schritt 230 fort, wobeieine Schmutzanhaftungsentscheidung B getroffen wird, um zu entscheiden,dass der Laser-Radar-Sensor 5 durch das Anhaften von Schmutzan dem Laser-Radar-Sensor 5 vollständig außer Stand gesetzt worden ist.Gleichzeitig wird ein derartiges Ereignis auf der Sensorstörungsanzeige 17 angezeigt.Es wird ebenso verhindert, dass die Objekterkennung und die Fahrzeugabstandsregelungin der Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 ausgeführt werden.
    [0078] Wirdalternativ in Schritt 220 als Antwort ein NEIN erhalten,schreitet die Routine dann zu Schritt 240 voran, wobeibestimmt wird, ob alle rückgestreutenLichtimpulse innerhalb eines Bereichs einer der Abtastlinien verarbeitetworden sind oder nicht. Wird als Antwort ein NEIN erhalten, kehrtdie Routine dann zu Schritt 120 zurück.
    [0079] Wirdin Schritt 120 als Antwort ein NEIN erhalten, was bedeutet,dass die Zeit T14 überdem vorgegebenen Zeitzählstandliegt, und dass der rückgestreuteLichtimpuls einen geringeren Spannungspegel als der obere SchwellenwertV1 aufweist, so dass ein Zeitpunkt, an dem der rückgestreute Lichtimpuls denoberen Schwellenwert V1 passiert, noch nicht gemessen worden ist,schreitet die Routine dann zu Schritt 130 voran.
    [0080] Wirdalternativ in Schritt 170 als Antwort ein NEIN erhalten,schreitet die Routine ebenso zu Schritt 130 voran.
    [0081] InSchritt 130 wird einer der rückgestreuten Lichtimpulse zurVerwendung bezüglicheiner Bestimmung des Abstands zu einem verfolgten Objekt gewählt. DieZeitgeberschaltung 89 kann die acht Zeitpunkte (z.B., dieZeitpunkte t11 bis t14 und t21 bis t22 in 7) an zwei rückgestreuten Lichtimpulsen messenund sie an die Laser-Radar-CPU 70 ausgeben.Eine Verwendung aller acht Zeitpunkte führt zu einer erhöhten Rechenbelastungder Laser-Radar-CPU 70.Folglich wird einer der rückgestreuten Lichtimpulse,der zur Bestimmung des Abstands zu dem verfolgten Objekt geeigneterist, ausgewählt.Es wird insbesondere jeder rückgestreuteLichtimpuls, der eine der Bedingungen erfüllt, wobei die Zeit T14, dieeine Differenz zwischen dem Eingangszeitpunkt ts, an dem das Steuersignalin die Zeitgeberschaltung 89 eingegeben wird, und dem Zeitpunktt14 ist, an dem der rückgestreuteLichtimpuls im Spannungspegel unter den oberen Schwellenwert V1abfällt,kürzerals der vorgegebene Zeitzählstandist, und wobei der rückgestreuteLichtimpuls nicht größer alsder obere Schwellenwert V1 ist, aber die Zeit T12, die ein Abstandzwischen dem Eingangszeitpunkt ts und dem Zeitpunkt t12 ist, andem der rückgestreute Lichtimpulsden unteren Schwellenwert V0 erreicht, kürzer als der vorgegebene Zeitzählstandist, von einer Verwendung bezüglicheiner Bestimmung des Abstands zu dem verfolgten Objekt ausgeschlossen. Erscheintirgendein rückgestreuterLichtimpuls, dem obigen folgend, der wenigstens den unteren SchwellenwertV0 überschreitet,wird dieser füreine Verwendung bezüglicheiner Bestimmung des Abstands zu dem verfolgten Objekt gewählt. Wennalternativ keine rückgestreutenLichtimpulse erscheinen, die eine der obigen Bedingungen erfüllen, wirdder Abstand nicht berechnet.
    [0082] Erscheinenzwei rückgestreuteLichtimpulse, die die nach Ablauf der vorgegebenen Zeitzählung erlangtenZeitdaten aufweisen, wird der Lichtimpuls gewählt, der zuerst erschienenist. Erscheint nur ein einziger rückgestreuter Lichtimpuls, derdie nach Ablauf der vorgegebenen Zeitzählung erlangten Zeitdaten aufweist,wird dieser gewählt.
    [0083] NachSchritt 130 schreitet die Routine zu Schritt 140 voran,wobei die Zeitdaten bezüglichdes in Schritt 130 gewähltenrückgestreutenLichtimpulses analysiert werden, um den Abstand zu dem verfolgtenObjekt zu bestimmen. Ebenso wird die Lichtintensitäten Δt des rückgestreutenLichtimpulses berechnet. Nachdem in Schritt 140 der Abstand ermitteltworden ist, oder in Schritt 200 bestimmt worden ist, dasssich die Radarreichweite nicht unter die erste Reichweite verringerthat, schreitet die Routine zu Schritt 150 voran, wobeidie Radardaten bezüglich desAbstands, wie in Schritt 140 oder 190 erlangt,der Abtastwinkel θxund θyeines emittierten Radarimpulses, der den in Schritt 140 oder 190 verwendeten rückgestreutenLichtimpuls verursacht hat, und der Lichtintensität Δt an dieErkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 ausgegeben.Die Routine schreitet zu Schritt 240 voran, wobei bestimmtwird, ob alle rückgestreutenLichtimpulse innerhalb eines Bereichs bzw. einer Zeile von einerder Abtastlinien verarbeitet worden sind oder nicht. Wird als Antwort einJA erhalten, beendet die Routine dann diesen Programmzyklus.
    [0084] Nachstehendwird unter Bezugnahme auf 6 dieOperation in Schritt 250 beschrieben.
    [0085] NachEinsetzen von Schritt 250 schreitet die Routine zu Schritt 300 (6) voran, wobei wie in Schritt 120 bestimmtwird, ob die Zeit T14, die eine Differenz zwischen dem Eingangszeitpunktts und dem Zeitpunkt t14 ist, an dem der rückgestreute Lichtimpuls imSpannungspegel unter den oberen Schwellenwert V1 abfällt, kürzer oder gleichdem vorgegebenen Zeitzählstandist oder nicht. Es wird insbesondere in Schritt 300 bestimmt,ob rückgestreute Lichtimpulse,die vom Schmutz hervorgehen, immer noch auf das lichtempfindlicheElement 83 fallen oder nicht. Wird als Antwort ein NEINerhalten, schreitet die Routine dann direkt zu Schritt 320 voran.wird als Antwort alternativ ein JA erhalten, schreitet die Routinedann zu Schritt 310 voran, wobei ein Zählwert P2 mit eins (1)inkrementiert wird. Die Routine schreitet dann zu Schritt 320 voran,wobei bestimmt wird, ob die Zeit, während der Zählwert P2 niedriger als ein zweiterWert (z.B. 40) ist, eine zweite Zeitspanne (z.B. eine Sekunde),die kürzerals die erste Zeitspanne ist, erreicht hat oder nicht. Wird alsAntwort ein JA erhalten, was bedeutet, dass rückgestreute Lichtimpulse, dievon dem Anhaften von Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 hervorgehen,weniger geworden sind, und somit gefolgert wird, dass der Schmutzvon dem Laser-Radar-Sensor 5 entfernt worden ist, schreitetdie Routine dann zu Schritt 330 voran, wobei die Schmutzanhaftungsentscheidungen Aund B in den Schritten 210 und 230 beide aufgehobenwerden. Es wird der Sensorstörungshinweisauf der Sensorstörungsanzeige 17 gelöscht. Fernerwird erlaubt bzw. zugelassen, dass die Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 dieObjekterkennung und die Fahrzeugabstandsregelung durchführt. DieVerwendung der zweiten Zeitspanne in Schritt 320, die kürzer alsdie erste Zeitspanne ist und verwendet wird, um zu bestimmen, obirgendein Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5 haftet, ermöglicht es,dass die Laser-Radar-CPU 70 eine Erfassung der Radardatenbezüglicheines verfolgten Objekts fortsetzt, und zwar unmittelbar nachdemder Schmutz von dem Laser-Radar-Sensor 5 entfernt wordenist.
    [0086] Wirdin Schritt 320 als Antwort alternativ ein NEIN erhalten,schreitet die Routine dann zu Schritt 340 voran, um zubestimmen, ob die Radarfähigkeit desLaser- Radar-Sensors 5 wiedergewonnenwurde oder nicht. Es wird insbesondere bestimmt, ob irgendein rückgestreuterLichtimpuls vorhanden ist, der nach Ablauf der zweiten Zeitspanneerschienen ist, oder ob die nach dem Ablauf der zweiten Zeitspanneerlangten Zeitdaten nicht verwendet werden. Wird als Antwort einJA erhalten, schreitet die Routine dann zu den Schritten 350 und 380 voran.
    [0087] InSchritt 350 werden die Zeitdaten bezüglich des rückgestreuten Lichtimpulses,wie in Schritt 340 erfasst, analysiert, um den Abstandzu einem verfolgten Objekt zu bestimmen. Ebenso werden die Lichtintensitäten Δt des rückgestreutenLichtimpulses berechnet. Die Routine schreitet zu Schritt 360 voran, wobeider Abstand und die Lichtintensität Δt, wie in Schritt 350 erlangt,analysiert werden, um zu bestimmen, ob die Radarreichweite zu einerzweiten Reichweite (z.B. 65 m) zurückgekehrt ist, die größer alsdie erste Reichweite ist, wie in der Operation in Schritt 200 verwendet,oder nicht. Die Radarreichweite wird wie in Schritt 200 beschriebenberechnet.
    [0088] Wirdin Schritt 360 als Antwort ein JA erhalten, was bedeutet,dass die Fähigkeitdes Laser-Radar-Sensors 5 wiedergewonnen wurde, schreitetdie Routine dann zu Schritt 370 voran, wobei die SchmutzanhaftungsentscheidungA aufgehoben wird. Die Verwendung der zweiten Reichweite in Schritt 360,die kürzerals die erste Reichweite ist, die verwendet wird, um in Schritt 200 zubestimmen, ob sich die Radarreichweite verringert hat oder nicht,ermöglichtes der Laser-Radar-CPU 70, eine Erfassung der Radardatenbezüglicheines verfolgten Objekts fortzusetzen, und zwar unmittelbar nachdem derSchmutz von dem Laser-Radar-Sensor 5 entfernt worden ist.
    [0089] InSchritt 380 wird bestimmt, ob die Zeit, während derrückgestreuteLichtimpulse erscheinen, welche die Zeitdaten aufweisen, wie nachAblauf der zweiten Zeitspanne erlangt, eine vierte Zeitspanne (z.B.3 Sekunden), die kürzerals die dritte Zeitspanne ist, erreicht hat oder nicht. wird alsAntwort ein JA erhalten, woraus gefolgert wird, dass der Schmutz, derfast die gesamte Oberflächedes Laser-Radar-Sensors 5 bedeckt hat, wenigstens teilweiseentfernt worden ist, was folglich dem Laser-Radar-Sensor 5 ermöglicht,ein vor dem Systemfahrzeug befindliches Objekt korrekt zu erfassen,schreitet die Routine dann zu Schritt 390 voran, wobeidie Schmutzanhaftungsentscheidung B in Schritt 230 aufgehoben wird.
    [0090] DieVerwendung der vierten Zeitspanne in Schritt 380, die kürzer alsdie dritte Zeitspanne ist, die in Schritt 220 verwendetwird, um die Schmutzanhaftungsentscheidung B in Schritt 230 zutreffen, ermöglichtes der Laser-Radar-CPU 70, eine Erfassung der Radardatenbezüglicheines verfolgten Objekts fortzusetzen, und zwar unmittelbar nachdemder Schmutz wenigstens teilweise von dem Laser-Radar-Sensor 5 entfernt wordenist.
    [0091] DieRoutine schreitet zu Schritt 400 fort, wobei bestimmt wird,ob alle rückgestreutenLichtimpulse in einem Bereich bzw. einer Zeile einer der Abtastlinienverarbeitet worden sind oder nicht. Wird als Antwort ein NEIN erhalten,kehrt die Routine dann zu Schritt 300 zurück.
    [0092] Obgleichdie vorliegende Erfindung bezüglichder bevorzugten Ausführungsformenoffenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von dieser zu ermöglichen,sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedeneWeisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass siealle möglichenAusführungsformenund Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, dierealisiert werden können,ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
    [0093] Obwohlbeispielsweise in der obigen Ausführungsform die Bestimmung,dass irgendein Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor haftet, getroffenwird, wenn sowohl eine erste Bedingung, die sich auf die Anzahlvon rückgestreutenLichtimpulsen bezieht, wobei angenommen wird, dass die Lichtintensität Δt größer alsder obere Schwellenwert V1 ist, als auch eine zweite Bedingung,die sich auf die Radarreichweite oder das Ausbleiben von rückgestreuten Lichtimpulsenbezieht, die nach Ablauf der vorbestimmten Zeiten entstehen, erfüllt sind,kann sie auch getroffen werden, wenn nur die erste Bedingung verwendetwird. Die Bestimmung in Schritt 170, ob die Bedingung,in der die Anzahl von rückgestreuten Lichtimpulsen,die eine Lichtintensität Δt aufweisen, diegrößer alsder obere Schwellenwert V1 sind, den ersten Wert überschreitet,für dieerste Zeitspanne andauert oder nicht, führt zu einer verbesserten Genauigkeiteiner Erfassung des Anhaftens von Schmutz an dem Laser-Radar-Sensor 5.Eine derartige Bestimmung kann jedoch auch vor Ablauf der erstenZeitspanne getroffen werden.
    [0094] DerLaser-Radar-Sensor 5 verwendet den Abtaster 72,der mit dem Polygonspiegel 73 ausgerüstet ist, demgemäß obigerBeschreibung aus den reflektierenden Spiegeln besteht, die in verschiedenenWinkeln geneigt sind. Es kann jedoch alternativ ein anderer Abtastertypverwendet werden, der einen Galvanospiegel, der installiert ist,um in einer Richtung der Breite des Systemfahrzeugs abzutasten, undeinen Antriebsmechanismus aufweist, der dazu dient, eine Neigungeiner reflektierenden Oberfläche desSpiegels zu ändern.
    [0095] DerObjekterfassungsblock 43 der Erkennungs-/Geschwindigkeitsregelungs-ECU 3 dientdazu, die Radardaten bezüglichdes Abstands zu einem verfolgten Objekt und der horizontalen undvertikalen Abtastwinkel θxund θy,die mit dem verfolgten Objekt verbundenen sind, wie in dem Polarkoordinatensystemdargestellt, auf einen Punkt in dem kartesischen Koordinatensystemzu transformieren. Eine derartige Transformation kann jedoch alternativauch in dem Laser-Radar-Sensor 5 durchgeführt werden.
    [0096] Anstelledes Laser-Radar-Sensors 5 kann auch ein anderer Lasertypeingesetzt werden, der eine Millimeter- oder Ultraschallwelle verwendet.
    [0097] Eskann ebenso ein zusätzlicheslichtempfindliches Element eingesetzt werden, dass dafür vorgesehenist, rückgestreuteLichtimpulse zu identifizieren, die von irgendeinem Schmutz aufdem Laser-Radar-Sensor 5 hervorgegangen sind.
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] Objekterkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug, welche aufweist: – ein Radar,das dazu dient, eine Mehrzahl von Radarwellen über einen Winkelbereich zuemittieren, der vor einem mit der Objekterkennungsvorrichtung ausgerüsteten Fahrzeugdefiniert ist, wobei das Radar Rückstreuungender von einem Objekt reflektierten Radarwellen empfängt, umEmpfangssignale in Abhängigkeitvon Intensitätender Rückstreuungen derRadarwellen zu erzeugen; – eineZeitmessungsschaltung, die dazu dient, eine Zeit zu messen, diejede der Radarwellen benötigt, umzu dem Objekt zu wandern und von dem Objekt zurückzukehren; – eine Intensitätsbestimmungsschaltung,die dazu dient, die Intensitätender Rückstreuungender Radarwellen unter Verwendung der Empfangssignale zu bestimmen; – eine Objekterkennungsschaltung,die dazu dient, das Objekt auf der Grundlage der emittierten Radarwellenund deren von dem Radar empfangenen Rückstreuungen zu erkennen; und – eine Schmutzerfassungsschaltung,die dazu dient, ein Anhaften von Schmutz an dem Radar zu erfassen,wobei die Schmutzerfassungsschaltung bestimmt, dass der Schmutzan dem Radar haftet, wenn eine erste Bedingung erfüllt wird,wobei die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass die von derZeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer als eine vorbestimmteZeitspanne sind, und dass die von der Intensitätsbe stimmungsschaltung bestimmtenIntensitätender Rückstreuungengrößer als einvorbestimmter Wert sind, größer odergleich einem ersten wert ist.
    [2] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobeidie Schmutzerfassungsschaltung die Bestimmung aufhebt, dass derSchmutz an dem Radar haftet, nachdem eine Bestimmung getroffen worden ist,dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn sich die Anzahl der Radarwellen,die verursachen, dass die von der Zeitmessungsschaltung gemessenenZeiten kürzerals die vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass deren RückstreuungenIntensitäten aufweisen,die größer alsder vorbestimmter wert sind, unter einen zweiten Wert verringert,der kleiner als der erste Wert ist.
    [3] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei – das Radardafür vorgesehenist, die Radarwellen in vorgegebenen Zeitabständen periodisch über den Winkelbereichzu emittieren, und – dieSchmutzerfassungsschaltung bestimmt, dass der Schmutz an dem Radarhaftet, wenn die erste Bedingung, wobei die Anzahl der Radarwellen,die verursachen, dass die von der Zeitmessungsschaltung gemessenenZeiten kürzerals die vorbestimmte Zeitspanne sind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltungbestimmten Intensitätender Rückstreuungengrößer alsder vorbestimmter Wert sind, größer odergleich dem ersten wert ist, füreine erste Zeitspanne andauert.
    [4] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobeidie Schmutzerfassungsschaltung die Bestimmung aufhebt, dass derSchmutz an dem Radar haftet, nachdem eine Bestimmung getroffen worden ist,dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn eine Bedingung, bei dersich die Anzahl der Radarwellen, die verursachen, dass die von derZeitmessungsschaltung gemessenen Zeiten kürzer als die vorbestimmte Zeitspannesind, und dass die von der Intensitätsbestimmungsschaltung bestimmtenIntensitätender Rückstreuungengrößer alsder vorbestimmter Wert sind, unter einen zweiten Wert verringert,der kleiner als der erste Wert ist, für eine zweite Zeitspanne andauert.
    [5] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobeidie zweite Zeitspanne kürzerals die erste Zeitspanne ist.
    [6] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, dieferner eine Radarreichweitenbestimmungsschaltung aufweist, die dazudient, eine Radarreichweite zu bestimmen, in der die Objekterkennungsschaltungdas Objekt effektiv erkennen kann, und wobei die Schmutzerfassungsschaltungbestimmt, dass der Schmutz an dem Radar haftet, wenn sowohl einezweite Bedingung, wobei sich die von der Radarreichweitenbestimmungsschaltungbestimmte Radarreichweite unter eine vorbestimmte erste Reichweiteverringert, als auch die erste Bedingung erfüllt werden.
    [7] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobeidie Schmutzerfassungsschaltung die Bestimmung aufhebt, nachdem eineBestimmung getroffen worden ist, dass der Schmutz an dem Radar haftet,wenn die Radarreichweite übereine zweite Reichweite ansteigt, die länger als die erste Reichweiteist.
    [8] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobeidie Schmutzerfassungsschaltung bestimmt, dass der Schmutz an demRadar haftet, wenn sowohl eine zweite Bedingung, wobei das Radarnach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission einer Radarwellevon dem Radar aus folgend, keine Rückstreuung der Radarwelle empfängt, alsauch die erste Bedingung erfülltwerden.
    [9] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobeidie Schmutzerfassungsschaltung die Bestimmung aufhebt, dass derSchmutz an dem Radar haftet, wenn das Radar nach Ablauf der vorbestimmtenZeitspanne, einer Emission einer Radarwelle von dem Radar aus folgend,eine Rückstreuungder Radarwelle empfängt.
    [10] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobeidie Schmutzerfassungsschaltung bestimmt, dass der Schmutz an demRadar haftet, wenn die zweite Bedingung für eine dritte Zeitspanne andauert.
    [11] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobeidie Schmutzerfassungsschaltung die Bestimmung aufhebt, dass derSchmutz an dem Radar haftet, wenn eine Bedingung, wobei das Radarnach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission der Radarwellevon dem Radar aus folgend, die Rückstreuungder Radarwelle empfängt,für eine vierteZeitspanne andauert.
    [12] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobeidie vierte Zeitspanne kürzerals die dritte Zeitspanne ist.
    [13] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobeidie Objekterkennungsschaltung eine der Rückstreuungen der Radarwellen,die innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne, einer Emission der Radarwellefolgend, empfangen worden ist, von einer Verwendung zur Erkennungdes Objekts ausschließt.
    [14] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei – die Intensitätsbestimmungsschaltungdazu dient, jedes der Empfangssignale mit einem vorgegebenen Schwellenwertzu vergleichen, um eine Intensitätdes Empfangssignals als die Intensität einer entsprechenden derRückstreuungender Radarwellen zu bestimmen, und – die Zeitmessungsschaltungals die Zeit einen Zeitabstand zwischen einem Zeitpunkt, an demdie Intensitätjedes der Empfangssignale, nach Ansteigen über den vorgegebenen Schwellenwert,abfälltund den vorgegebenen Schwellenwert, nach Erhöhen des vorgegebenen Schwellenwerts,passiert, und einer Emission einer entsprechenden der Radarwellen misst.
    [15] Objekterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobeiverhindert wird, dass die Objekterkennungsschaltung das Objekt erkennt,wenn von der Schmutzerfassungsschaltung bestimmt worden ist, dassder Schmutz an dem Radar haftet.
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    JP3915742B2|2007-05-16|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-09-16| 8110| Request for examination paragraph 44|
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    2016-01-08| R016| Response to examination communication|
    2016-01-21| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2017-02-14| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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