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    • 专利摘要:
    Bei der Hindernis-Erfassungsvorrichtung und dem Hindernis-Erfassungsverfahren für ein Kraftfahrzeug ruft ein Bildabrufabschnitt eine Situation eines Vorwärtserfassungsbereichs in Form eines Bildes ab, ein Ausgabeabschnitt des erkennbaren Objekts gibt eine Positionsinformation eines für das Fahrzeug zu erkennenden Objekts aus, und ein Bildverarbeitungsabschnitt führt eine Bildverarbeitung für einen Bereich des Bildabrufabschnitts auf Grundlage einer Ausgabe des Ausgabeabschnitts des erkennbaren Objekts zum Erfassen des Objekts aus, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt eine erste Technik, hauptsächlich zum Erfassen der Position des Objekts, und eine zweite Technik, hauptsächlich zum Nachführen des Objekts, umfasst, wobei die zweite Technik das Objekt erfasst, wenn die Objekterfassung mittels der ersten Technik nicht ermöglicht wird.
    公开号:DE102004031437A1
    申请号:DE102004031437
    申请日:2004-06-29
    公开日:2005-01-27
    发明作者:Takeshi Yokohama Kimura；Taku Yokosuka Takahama
    申请人:Nissan Motor Co Ltd；
    IPC主号:B60R1-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Hindernis-Erfassungsvorrichtung und ein Verfahrenfür einKraftfahrzeug, welche eine Bildverarbeitung für ein fotografiertes Ergebnisausführenmittels einer an einem Bilderfassungselement befestigten CCD-Kamera(CCD: Charge Coupled Device) bzw. einer CMOS-Kamera (CMOS: ComplementaryMonolithic Oxide Semiconductor) zum Erfassen einer Position vonmindestens einem Objekt, welches in einer Vorwärtsrichtung bezüglich einesTrägerfahrzeugsvorhanden ist, in welchem die erfindungsgemäße Hindernis-Erfassungsvorrichtungbefestigt ist.
    [0002] Diejapanische Patentanmeldung mit der Erstveröffentlichungs-Nr. 2002-117392,veröffentlicht am19. April 2002, stellt beispielhaft eine erste zuvor vorgeschlageneHindernis-Erfassungsvorrichtungfür einKraftfahrzeug dar. Bei der ersten zuvor vorgeschlagenen Hindernis-Erfassungsvorrichtungwird eine Monokularkamera zusammen mit einem Laserradar verwendetzur Erfassung eines vorangehenden Fahrzeugs, welches vor dem Trägerfahrzeugin einem kurzen Abstand angeordnet ist, so dass ein stabiles Nachführen desvorangehenden Fahrzeugs ermöglichtwird, da eine Abstandsmessung überdie kurze Distanz zum Laserradar nicht stabil ist. In ähnlicherWeise stellt die japanische Patentanmeldung mit der Erstveröffentlichungs-Nr.Heisei 11-44533, veröffentlichtam 16. Februar 1999, beispielhaft eine zweite zuvor vorgeschlageneHindernis-Erfassungsvorrichtung dar. Bei der zweiten zuvor vorgeschlagenenHindernis-Erfassungsvorrichtung wird ein Bildbereich entsprechendeiner Position des durch das Laserradar erfassten Objekts als erstesReferenzmuster gespeichert, und ein weiterer Bereich mit dem höchsten Korrelationswertzwischen der erfassten Position des Radars und einem Kamerabildwird als zweites Referenzmuster gespeichert. Anschließend erfasstdie zweite zuvor vorgeschlagene Hindernis-Erfassungsvorrichtungdie Position des Objekts auf Grundlage einer Mittenkoordinate deszweiten Referenzmusters n einem Fall, in welchem das Radar das Objekt,welches eingefangen wird, verloren hat. Somit ist es möglich, dasvorangehende Fahrzeug durch die Kamerabildverarbeitung einzufangen, selbstwenn das Radar das vorangehende Fahrzeug verloren hat.
    [0003] Jedochhandelt es sich sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten zuvorvorgeschlagenen Hindernis-Erfassungsvorrichtung bei einem Sensor,bezüglichwelchem die Referenz erfolgt, stets um das Laserradar. Somit istes unmöglich,die Position des vorangehenden Fahrzeugs durch die Bildverarbeitungwährenddes Einfangens des Objekts durch das Radar zu erfassen. Daher istes nicht möglich,eine hochgenaue Erfassung des Objekts durch die Bildverarbeitungwährendder Erfassung des Objekts durch das Laserradar zu erfassen. Dasheißt,bei keiner der zuvor vorgeschlagenen Hindernis-Erfassungsvorrichtungenkann eine Kompatibilitätzwischen der Erfassung der Position und dem Nachführen desObjekts erreicht werden.
    [0004] Esist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hindernis-Erfassungsvorrichtungund ein Verfahren fürein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche die Kompatibilität zwischender Positionserfassung des Objekts und dem Nachführen des Objekts erreichenkann.
    [0005] Gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Hindernis-Erfassungsvorrichtungfür einKraftfahrzeug geschaffen, umfassend: einen Bildabrufabschnitt, welchereine Situation eines Vorwärtserfassungsbereichsin Form eines Bildes abruft; einen Ausgabeabschnitt eines erkennbarenObjekts, welcher Positionsinformationen eines Objekts ausgibt, welchesfür dasFahrzeug erkennbar ist; einen Bildverarbeitungsabschnitt, welchereine Bildverarbeitung ausführtfür einenBereich des Bildabrufabschnitts auf Grundlage eines einer Ausgabedes Ausgabeabschnitts des erkennbaren Objekts zum Erfassen des Objekts,wobei der Bildverarbeitungsabschnitt eine erste Technik umfasst,hauptsächlich zumErfassen der Position des Objekts, sowie eine zweite Technik, hauptsächlich zumNachführendes Objekts, wobei die zweite Technik das Objekt erfasst, wenn dieObjekterfassung mittels der ersten Technik nicht ermöglicht wird.
    [0006] Gemäß einemweiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hindernis-Erfassungsverfahrenfür einKraftfahrzeug vorgesehen, umfassend: das Abrufen einer Situationeines Vorwärtserfassungsbereichsin Form eines Bildes; Ausgeben von Positionsinformationen einesObjekts, welches für dasFahrzeug erkennbar ist; und Ausführeneiner Bildverarbeitung füreinen Bereich des Bildabrufabschnitts auf Grundlage eines Ausgangssignalsdes Ausgabeabschnitts eines erkennbaren Objekts zum Erfassen desObjekts, wobei bei der Bildverarbeitung eine erste Technik hauptsächlich zumErfassen der Position des Objekts und eine zweite Technik hauptsächlich zumNachführendes Objekts integriert sind, wobei die zweite Technik das Objekterfasst, wenn die Objekterfassung durch die erste Technik nichtermöglichtwird.
    [0007] DieseZusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweisesämtlicheerforderlichen Merkmale, so dass die vorliegende Erfindung fernereine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
    [0008] 1 ist ein Blockschaltbildzur Erläuterung einerallgemeinen Konzeption einer erfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtung.
    [0009] 2 ist ein schematischesBlockschaltbild einer erfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtungbei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel.
    [0010] 3A und 3B sind zusammen ein Flussdiagramm, welcheseinen Fluss einer selektiven Steuerprozedur einer Bildverarbeitungstechnikdarstellt, ausgeführtbei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel,dargestellt in 2.
    [0011] 4 ist ein Teil des Flussdiagramms,welches den Fluss der selektiven Steuerprozedur einer Bildverarbeitungstechnikdarstellt, ausgeführtbei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel,dargestellt in 2.
    [0012] 5 ist ein detailliertesFlussdiagramm, welches eine selektive Steuerprozedur eines erkennbarenObjekts an einem Schritt 203 darstellt, dargestellt in 3A.
    [0013] 6 ist eine Kennfeldansicht,welche eine Kennlinie einer Funktion func darstellt.
    [0014] 7A und 7B sind zusammen ein Flussdiagramm, welchesden Fluss der selektiven Steuerprozedur einer Bildverarbeitungstechnikdarstellt, ausgeführtbei einem erfindungsgemäßen zweiten bevorzugtenAusführungsbeispiel.
    [0015] 8 ist ein Teil des Flussdiagramms,welches den Fluss der selektiven Steuerprozedur einer Bildverarbeitungstechnikdarstellt, ausgeführtbei einem erfindungsgemäßen zweitenbevorzugten Ausführungsbeispiel.
    [0016] 9 ist ein Teil des Flussdiagramms,welches den Fluss der selektiven Steuerprozedur einer Bildverarbeitungstechnikdarstellt, ausgeführtbei einem erfindungsgemäßen zweitenbevorzugten Ausführungsbeispiel.
    [0017] 10A, 10B und 10C sindTeile des Flussdiagramms, ausgeführtbei einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtung.
    [0018] 11 ist ein Teil des Flussdiagramms,ausgeführtbei einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtung.
    [0019] Esfolgt eine Bezugnahme auf die Zeichnung im Sinne einer Vereinfachungeines besseren Verständnissesder vorliegenden Erfindung.
    [0020] 1 zeigt ein Blockschaltbildeiner erfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtungfür einKraftfahrzeug, welches eine allgemeine Konzeption darstellt. In 1 besteht die Hindernis-Erfassungsvorrichtungaus einem Bildabrufabschnitt 101, welcher ein Bild in einemVorwärtsfotografierbereich einesTrägerfahrzeugsfotografiert, in welchem die Hindernis-Erfassungsvorrichtung befestigt ist,einem Ausgabeabschnitt 102 einer Position eines erkennbarenObjekts, welcher Positionsinformationen eines erkennbaren Objektsausgibt, und einem Bildverarbeitungsabschnitt 103, welcherein Bild verarbeitet, welches erhalten wird von einem Bildabrufabschnitt 101 zumErfassen des Vorhandenseins des Objekts auf Grundlage eines Bildbereichsdes erkennbaren Objekts, ausgegeben durch einen Ausgabeabschnitt 102 deserkennbaren Objekts. Der Bildverarbeitungsabschnitt 103 umfassteine erste Technik zum Erfassen einer Position eines Objekts sowieeine zweite Technik zum Ausführeneines Nachführensin bezug auf das Objekt.
    [0021] Beider Hindernis-Erfassungsvorrichtung kann bei einem System, in welchemein (erkennbares) Objekt, welches erkennenswert ist, ausgewählt wirdaus einer Objektgruppe, erfasst durch das Laserradar, und bei welchemdas ausgewählteObjekt redundant nachgeführtwird nicht nur durch das Laserradar, sondern ebenso durch die Bildverarbeitung, einstabiles Nachführendes ausgewähltenObjekts mit hoher Genauigkeit durch die Bildverarbeitung erzieltwerden unabhängigvon einer Erfassungssituation des Radars.
    [0022] 2 zeigt eine Hardware-Strukturder erfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtungbei einem ersten Ausführungsbeispiel.Eine Radarverarbeitungseinheit 2 zum Extrahieren einesHinderniskandidaten aus einem Abtastergebnis mittels eines Laserradar 1 desAbtasttyps wird verbunden mit einer Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5.Diese Radarverarbeitungseinheit 2 führt eine Berechnung zweidimensionalerKoordinatenwerte (eine Richtung auf einem Inter-Fahrzeugabstandund eine Fahrzeugbreitenrichtung) aus, mit dem Fahrzeug (ein Trägerfahrzeug,in welchem die Hindernis-Erfassungsvorrichtung bei dem ersten Ausführungsbeispielbefestigt ist) als Ursprung füreinen Hinderniskandidaten bzw. eine Vielzahl von Hinderniskandidatenund einer Breite (einer Größe) jedesHinderniskandidaten.
    [0023] Esist eine CCD-Kamera des progressiven Abtasttyps (Bildabrufabschnitt)welche eine Situation eines Fahrzeugvorwärts-Fotografierbereichs mithoher Geschwindigkeit erfasst, in dem Fahrzeug befestigt. Ein Fotografierergebniswird an eine Bildverarbeitungseinheit 4 geliefert. DieBildverarbeitungseinheit 4 speichert die Bilddaten in derNähe vonKoordinaten von Hinderniskandidaten, eingefangen mittels der Radarverarbeitungseinheit 2,und führtein derartigen Vorgang aus, dass die Bildverarbeitung ein Erfassendes verlorenen Objekts bewirkt in einem Fall, in welchem das radarerfassteObjekt verloren geht infolge einer Abstandsveränderung einer Trägerfahrzeugkarosserie.Ausgängeder Radarverarbeitungseinheit 2 und der Bildverarbeitungseinheit 4 werdenmit einer Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 verbunden.Eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung 6 zumErfassen der Geschwindigkeiten nicht angetriebener linker und rechterStraßenräder undeine Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung 7A zum Erfassen einesVorderstraßenrad-Drehwinkelssind mit einer Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 verbunden,um Zustandsvariablen des Trägerfahrzeugeszu schätzen.Es sei darauf hingewiesen, dass eine Gierraten-Erfassungsvorrichtung 7B zum Erfasseneiner Fahrzeuggierrate mit der Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 verbundenist. Aus einer derartigen Hardware-Struktur wie oben beschrieben führt dieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einhohes Ausmaß einesHindernis-Erfassungssystemsfür dasKraftfahrzeug aus durch Berechnen und Verarbeiten (Ausführen) derentsprechenden Funktionen.
    [0024] DieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5 wählt jede Objektposition, erfasstmittels der Radarverarbeitungseinheit 2, sowie die Positiondes sich unter einem Nachführvorgangbefindlichen Objekts aus, um zu bestimmen, ob das erfasste Objektein Hindernis fürdas Trägerfahrzeugdarstellt, und liefert ein Ergebnis der Bestimmung an eine automatische Bremssteuervorrichtung 8.Ein Unterdruck-Bremskraftverstärker 9 zumErzielen einer beliebigen Bremskraft ist verbunden mit vorderenund hinteren Straßenrädern. EineBremskraft-Befehlsspannung vonder automatischen Bremssteuervorrichtung 8 des Trägerfahrzeugswird an ein Solenoidventil des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 9 geliefert.Die Radarverarbeitungseinheit 2 und die automatische Bremssteuervorrichtung 8 sindgebildet durch Mikrocomputer, deren Peripherieelemente und verschiedeneArten von Aktuatoren (Treiber- bzw. Ansteuerschaltungen) und liefernund empfangen Informationen überzwischengeschaltete Datenübertragungsleitungen.
    [0025] Esfolgt eine Beschreibung der Wirkungsweise der Hindernis-Erfassungsvorrichtungbei dem ersten Ausführungsbeispielunter Bezugnahme auf in 3A bis 5 dargestellte Flussdiagramme.
    [0026] 3A, 3B und 4 zeigenzusammen einen Fluss eines selektiven Steuerungsvorgangs durch eineBildverarbeitungstechnik, ausgeführtbei dem ersten Ausführungsbeispiel,beispielsweise 33 Millisekunden.
    [0027] Ineinem Schritt 201 liest die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 Positionenjeweiliger Objekte, welche durch das Laserradar 1 des Abtasttypserfasst werden, in Form von R (Px_zo[i]Py_zo[i]). Es sei darauf hingewiesen, dassein Index x eine Position jedes Objekts in einer Seitenrichtung(einer Fahrzeugbreitenrichtung) bezeichnet und ein Index y eine Positionjedes Objekts in einer Längsrichtung(einer Fahrzeugzwischenfahrzeugrichtung) bezeichnet. Ferner bezeichnetein Index i eine ganze Zahl, welche eine ID-Nummer (Kenn-Nummer)jedes erfassten Objekts darstellt, und welche gleich Null bzw. größer alsNull ist, zo bezeichnet einen aktuellenWert, z1 bezeichnet einen vergangenen Werteiner Abtastzeitspanne (33 Millisekunden) vor einem aktuellenWert und zn bezeichnet den vergangenen Wertn Abtastperioden vor dem aktuellen Wert.
    [0028] Ineinem Schritt 202 ruft die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einFotografierergebnis (ein Bild) zu der aktuellen Abtastzeitspannevon der CCD-Kamera 3 ab. In einem Schritt 203 wählt dieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5 ein am besten erkennbaresObjekt aus den jeweiligen in Schritt 201 erfassten Objekten(jede ID-Nummer) aus. Ein spezifischer Fluss davon wird unter Bezugnahmeauf ein detailliertes Flussdiagramm von 5 beschrieben.
    [0029] Dasheißt,in einem Schritt 203-1 liest eine Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 eineFahrzeuggeschwindigkeit Vsp des Trägerfahrzeugs, eine LenkwinkelverschiebungStr des Trägerfahrzeugsund eine Gierrate dψ/dtdes Trägerfahrzeugs,wobei diese Werte aus der aktuellen Abtastzeitspanne stammen.
    [0030] Ineinem Schritt 203-2 sagt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einezukünftigeBewegungsbahn (Bahn) des Trägerfahrzeugsvorher gemäß der folgendenGleichung (1) als Kurvenradius R des Fahrzeugs unter Verwendungder Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp, der Lenkwinkelverschiebung und derGierrate, bestimmt in Schritt 203-1. R= Vsp/(dψ/dt)(in dem Fall, in welchem Vsp > 30 km/h) R = (lf + lr)/Str (in demFall, in welchem Vsp ≤ 30 km/h) (1)
    [0031] Inden Gleichungen (1) bezeichnet lf einen Abstand von einer Vorderstraßenradachsedes Trägerfahrzeugshin zu einem Gewichtsschwerpunkt, und lr bezeichnet einen Abstandvon einer Hinterstraßenradachsedavon hin zu einem Gewichtsschwerpunkt.
    [0032] Ineinem Schritt 203-3 führtdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 jeweilseine Ableitung einer Richtung eines Relativgeschwindigkeitsvektorsmit der höchstenMöglichkeiteines in Kontaktgelangens des eingefangenen Objekts mit dem Trägerfahrzeug ausden Positionen der erfassten Objekte, gelesen an Schritt 201,gemäß der folgendenGleichung (2) sowie einer Richtung eines Relativgeschwindigkeitsvektorsaus in einem Fall, in welchem das erfasste Objekt sehr leicht mitdem Trägerfahrzeugin Kontakt gelangt gemäß der folgendenGleichung (3) aus den Positionen der erfassten Objekte, gelesenan Schritt 201. direction_C[i] = atan(Px_zo[i]/Py_zo[i]) (2)und direction_L[i] = atan((Px_zo[i] + W_zo[i]/2+ w/2)/(Py_zo[i])) (3)
    [0033] Inder Gleichung (3) bezeichnet w eine Breite des Trägerfahrzeugs.
    [0034] Anschließend berechnetdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 eine Richtung einesRelativgeschwindigkeitsvektors eines Hinderniskandidaten hin zumTrägerfahrzeugaus der folgenden Gleichung (4) und berechnet eine Möglichkeit,dass das erfasste Objekt ein Hindernis für das Trägerfahrzeug darstellen kann,aus der folgenden Gleichung (5). direction[i] = atan(rVx_zo[i]/rVy_zo[i] (4) Recog_rVxy[i] = (–0,2/fabs(direction_L[i] – direction_C[i])) × fabs(direction_C[i] – direction[i])+ 1,0 (5)
    [0035] Inder Gleichung (5) nimmt Recog_rVxy einen Bereich von 0,8 bis 1 an,wenn in bezug auf das erfasste Objekt i die Möglichkeit eines in Kontaktgelangensdes Objekts mit dem Trägerfahrzeugbesteht, und nimmt mit geringer werdender Möglichkeit einen kleineren Wertan.
    [0036] InSchritt 203-4 bestimmt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 eineMöglichkeiteines in Kontaktgelangens des erfassten Objekts i mit dem Trägerfahrzeugaus der folgenden Gleichung (6) anhand der zukünftigen Bewegungsbahn R desFahrzeugs, berechnet in der Gleichung (1). Recog_Dist[i] = (–0,2/w/2) × abs(hypot(Py_zo[I], (Px_zo[I] – R)) – R) + 1,0 (6)
    [0037] Inder Gleichung (6) bezeichnet hypot (p1, p2) ein Argument (einenParameter) zu einer Rückkehr(p1 × p1+ p2 × p2)0,5, und Regoc_Dist[i] nimmt einen Bereichvon 0,8 bis 1 an, wenn die Möglichkeit einesin Kontaktgelangens des erfassten Objekts mit dem Trägerfahrzeugbesteht, und nimmt mit geringer werdender Möglichkeit einen kleineren Wertan.
    [0038] Ineinem Schritt 203-5 integriert die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 zweiKontaktmöglichkeiten,berechnet durch die Gleichungen (5) und (6), zu einer Kontaktmöglichkeit. Rprob[i] = func(Th_rVy_L,Th_rVy_H, rVy_zo[i], Recog_rVxy[i], Recog_Dist[i] (7)
    [0039] Inder Gleichung 7 bezeichnen Th_rVy_L und Th_rVy_H geeignete Schwellenwertezum Bestimmen eines Gewichts eines Hindernisbestimmungsverfahrens.In Gleichung (z) func (a1, a2, a3, a4, a5) eine Funktion mit einerin 6 dargestellten Kennlinie.Wird eine relative Längsgeschwindigkeit gering,so wird einem Rechenergebnis aus der Gleichung (6) mehr Bedeutungbeigemessen. Wird die relative Längsgeschwindigkeitgroß,so wird einem Rechenergebnis aus der Gleichung (5) mehr Bedeutungbeigemessen.
    [0040] Nacheiner Berechnung der KontaktmöglichkeitRprob[i] in bezug auf das Trägerfahrzeugfür jedesder erfassten Objekte wähltdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 lediglich ein Objektder höchsten Objekteaus den Objekten aus, welche den Rechenergebnissen aus Rprob[i]entsprechen, füralle erfassten Objekte, welche gleich einem vorbestimmten Wert bzw.größer alsein vorbestimmter Wert sind, wobei das ausgewählte Objekt die ID-Nummer aufweist,welche einem Flag slct zugewiesen ist. Ist kein Rprob[i] gleichdem vorbestimmten Wert bzw. größer alsder vorbestimmte Wert, das heißt,ist kein Hindernis vorhanden, so wird das Flag slct auf –1 (slct= –1) gesetzt.Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 bestimmt,dass das Objekt kleiner ist als eine vorbestimmte Größe und dassdas Objekt ein gestopptes Objekt ist anhand der Größe des durchdas Laserradar 1 des Abtasttyps erfassten Objekts, dieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5 dasObjekt nicht als das erkennbarste Objekt auswählt. Somit kann aufgrund derTatsache, dass das Laserradar 1 den Hintergrund von demObjekt bzw. den Objekten vor einer Ausführung der Bildverarbeitungtrennt, die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 eine fehlerhafteBildnachführung eines(unnötigen)Objekts, wie beispielsweise eine Umgebung (bzw. Hintergrund) sichererverhindern.
    [0041] Untererneuter Bezugnahme auf 3A bestimmtan Schritt 204 die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einenStatus eines Bildnachführungsflags IP_Tracking.Dieses Flag IP_Tracking wird auf "1" gesetzt,falls die Objektnachführung(bzw. die Objektverfolgung) durch die Bildverarbeitung ausgeführt wird,und wird auf "0" rückgesetzt,falls keine Objektnachführungdurch die Bildverarbeitung ausgeführt wird. Ist IP_Tracking Null(IP_Tracking = 0) (nein) an Schritt 204, so fährt die Routinemit Schritt 205 fort. Ist IP_Tracking eins (IP_Tracking= 1) (ja) an Schritt 204, so fährt die Routine mit SchrittS211 fort. An Schritt 205 bestimmt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5,ob das Flag slct kleiner als Null ist (slct < 0) als Ergebnis aus Schritt S203 (daserkennbare Objekt war nicht vorhanden). Falls slct < 0 (nein) an Schritt 205,so fährtdie Routine mit einem Schritt 224 fort. Falls slct ≤ 0 (ja), sofährt dieRoutine mit einem Schritt 206 fort. An Schritt 206 legtdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einen Bildverarbeitungsbereichfest auf Grundlage der Position des an Schritt 203 ausgewählten Objekts: R(Px_zo[slct],Py_zo[slct]) disp_obj_YA = yo +(focusV × CAM_h2/Py_zo[slct]) (8) disp_obj_YB = yo +(focusV × CAMh/Py_zo[slct]) (9) disp_obj_XL = xo +(focusH/Py_zo[slct] × Px_zo[slct]) – (focusH × wide/Py_zo[slct]) (10) disp_obj_XR = xo +(focusH/Py_zo[slct] × Px_zo[slct] +(focusH × wide/Py_zo[slct] (11)
    [0042] Inden Gleichungen (8) bis (11) bezeichnet disp_obj_** Koordinatenwertevon Enden eines rechtwinkligen Bereichs, in welchem die Bildverarbeitungausgeführtwird, disp_obj_YA bezeichnet Bildverarbeitungswerte oberer Endendes rechtwinkligen Bereichs, disp_obj_YB bezeichnet Bildverarbeitungswerteunterer Enden des rechtwinkligen Bereichs, disp_obj_XL bezeichnetBildverarbeitungswerte linksseitiger Enden des rechtwinkligen Bereichs,und disp_obj_XR bezeichnet Bildverarbeitungswerte rechtsseitigerEnden des rechtwinkligen Bereichs. Ferner bezeichnet y0 eine Längskoordinaten(pix) eines Fluchtpunkts, und x0 bezeichnet eine Seitenkoordinate(pix) des Fluchtpunkts (Parameter werden bestimmt gemäß einerBefestigungsposition und einer Richtung der Kamera), focusV bezeichnet eineBrennweite (pix) einer Vertikalrichtung der Kamera mit erfolgterPixelkonvertierung, focusH bezeichnet eine Brennweite (pix) einerHorizontalrichtung der Kamera mit erfolgter Pixelkonvertierung, und,falls eine Lichtaufnahmeflächeein quadratisches ist, so ist focusV = focusH (focusV und focusH sindParameter, welche bestimmt sind gemäß einem winkligen Sichtfeldder Kamera und eine Auflösung vonLichtaufnahmeelementen). Ferner bezeichnet CAM_h eine Befestigungshöhe der Kamera(Einheit ist ein Meter), CAM_h2 ist ein Subtraktionswert einer Höhe (obj_H)des Objekts, welches als Hinderniskandidat anzusehen ist, von CAM_h,wobei wide (= breit) aus der folgenden Gleichung (12) abgeleitet werdenkann. wide = focusH/Py_zo × {(Rw[slct]+ Rx_vari + Rw_vari)/2} (12)
    [0043] Inder Gleichung (12) bezeichnet Rw[i] eine Breite des Objekts, dessenID-Nummer in der durch das Laserradar 1 erfassten ObjektgruppeI ist, Rx_vari bezeichnet eine Erfassungsgenauigkeit an einer Seitenpositiondes Laserradars 1 (eine Standardabweichung [m]), und Rw_varibezeichnet eine Erfassungsgenauigkeit an einer Breite des Laserradars 1 (Standardabweichung[m]). Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel dasLaserradar 1 des Abtasttyps verwendet wird, so dass dieBreite des erfassten Objekts erhalten werden kann. Jedoch kann imFalle eines Millimeterwellenradars, welches bei schlechtem Wetterstabil ist, bzw. im Falle eines äußerst kostengünstigenLaserradars des Mehrstrahltyps die Breite des erfassten Objektsnicht erhalten werden. In diesem Fall kann ein Wert (pix) der Hälfte derBreite [m] bestimmt werden gemäß einerSumme aus der Erfassungsgenauigkeit (Standardabweichung [m]) aufder Seitenposition des Laserradars und einer Maximalbreite des Objekts,welches als das Hindernis anzusehen ist, wobei eine Pixelkonvertierungerfolgte, anstelle der oben beschriebenen Gleichung (12) verwendetwerden.
    [0044] Imnachfolgenden Schritt 207 leitet die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einKantenbild gemäß einerSobelfilterberechnung fürden Bildverarbeitungsbereich, festgelegt in Schritt 206,ab (das Sobelfilter-Verfahren ist eine Rechenmethode zum Bewirkeneiner Veränderungdes Gradienten zwischen angrenzenden Pixeln und kann dort lediglich Teilesammeln, wo die Veränderungdes Gradienten groß ist,wie beispielsweise Grenzen zwischen einer Straße und dem Fahrzeug im Bild)(diese Kantenbildableitung entspricht der ersten Technik).
    [0045] InSchritt 208 sucht die Hindernis-Erfassungsvorrichtung eineSeitenkante, welche zwischen einem Längskantenpaar (eine sogenannteH-förmige Kante)angeordnet ist, anhand des Kantenbilds in Schritt 207.Ist eine H-förmigeKante in Schritt 208 vorhanden (ja), so fährt dieRoutine mit Schritt 209 fort. Ist keine H-förmige Kantein Schritt 208 vorhanden (nein), so fährt die Routine mit einem Schritt 210 fort.In Schritt 209 berechnet die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 eineBreite Iw (Einheit ist Meter) eines durch das Bild erfassten Objektsgemäß der folgendenGleichung (13) auf Grundlage eines Intervalls des Längskantenpaares(einer linksseitigen Längskanteund einer rechtsseitigen Längskante der H-förmigen Kante)und des Abstands des mittels Laserradar erfassten Objekts. Anschließend fährt die Routinemit einem Schritt 217 fort. Iw = EdgeWidth × Py_zo[slsct]/focusH (13)
    [0046] Inder Gleichung (13) bezeichnet EdgeWidth ein Pixelintervall des Längskantenpaaresder H-förmigenKante. Somit wird die Verbindung zwischen dem Längskantenpaar und der Radarpositionderart gestaltet, dass die Monokularkamera den Abstand berechnenkann.
    [0047] InSchritt 210 bleibt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 vondem IP_Tracking Flag = 0 (verloren gegangen) unverändert, unddie Routine fährtmit Schritt 224 fort. In Schritt 211 bestimmtdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einen Status einesBildverarbeitungsflags IP_State. Wird die aktuelle Bildnachführverarbeitungdurch die Kantenerfassungsverarbeitung ausgeführt (das heißt IP_State= 1), so fährtdie Routine mit einem Schritt 212 fort. Wird die Bildnachführverarbeitungdurch einen Musterabgleich ausgeführt (das heißt IP_State= 0) (ja) in Schritt 211, so fährt die Routine mit einem Schritt 213 fort.
    [0048] InSchritt 212 legt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denBereich fest, in welchem die Bildverarbeitung zu der aktuellen Abtastperiodeausgeführtwird, welcher gemäß den Gleichungen(14) bis (17) eher schmaler ist, da die Bildverarbeitung bei der vorherigenAbtastung mit hoher Genauigkeit durch die Kantenerfassung ausgeführt wurde. disp_obj_YA = yo +(focusV × CANh2/iPy_z1) (14) disp_obj_YB = yo +(focusV × CAMh/iPy_z1) (15) disp_obj_XL = xo +(focusH/iPy_z1 × iPx_z1) – wide2 (16) disp_obj_XR = xo +(focusH/iPy_zl × iPx_z1) + wide2 (17)
    [0049] Inden Gleichungen (14) bis (17) stellen iPy_z1 undiPx_z1 die Längsposition [m] und die Seitenposition[m] des durch die Bildverarbeitung zu erfassenden Objekts bei demvorherigen Abtastvorgang dar, und wide2 entspricht der Hälfte (pix)der Breite in dem Bildverarbeitungsbereich, bestimmt anhand derfolgenden Gleichung (18). wide2 = iW_z1/2 + w_narrow (18)
    [0050] Inder Gleichung (18) bezeichnet iW_z1 einen Pixelwertder Objektbreite, erfasst durch die Bildverarbeitung zu der vorherigenAbtastperiode (ein Intervall des Längskantenpaares), und w_narrowbezeichnet einen Maximalwert der Position des Objekts, welcher bezüglich einerAbtastperiode variiert.
    [0051] InSchritt 213 legt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denBereich, in welchem die Bildverarbeitung bei der aktuellen Abtastungausgeführtwird, gemäß den folgendenGleichungen (19) bis (22) eher breit fest, da die Bildverarbeitungzu der vorherigen Abtastperiode durch den Musterabgleich erfolgte. disp_obj_YA = yo +(focusV × CAM_h2/iPy_z1) (19) displ_obj_YB = yo +(focusV × CAM_h/iPy_z1) (20) displ_obj_XL = xo +(focusH/iPy_zl × iPx_z1) – wide3 (21) displ_obj_XR = xo +(focusH/iPy_z1) + wide3 (22)
    [0052] Inden Gleichungen (19) bis (22) bezeichnet wide3 die Hälfte (pix)der Breite in dem Bildverarbeitungsbereich, welcher gemäß der folgendenGleichung (23) bestimmt wird. wide3 = iW_z1/2 + w_narrow+ w_PM_err (23)
    [0053] Inder Gleichung (23) bezeichnet w_PM_err einen Wert eines angenommenenWertes eines Positionsfehlers, wobei die Erfassungsgenauigkeit des Objektsgemäß dem Musterabgleichberücksichtigt wirdund eine Pixelkonvertierung erfolgte.
    [0054] InSchritt 214 berechnet die Hindernis-Erfassungsvorrichtungdas Kantenbild mittels einer Sobelfilter-Berechnung für den Bildverarbeitungsbereich, festgelegtin Schritt 212 bzw. in Schritt 213. In Schritt 215 sammeltdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 Kandidatendes Längskantenpaarsanhand des Kantenbilds, festgelegt in Schritt 214. Istirgendein Kandidat des Längskantenpaarsvorhanden (ja), so fährt dieRoutine mit einem Schritt 216 fort. Ist kein Kandidat desLängskantenpaarsin Schritt 215 vorhanden (nein), so fährt die Routine mit einem Schritt 219 fort.
    [0055] Anschließend wählt in Schritt 216 dieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einPaar des Längskantenpaarsan einer niedrigsten Position des Bildes aus, falls das Längskantenpaar mehrfachvorhanden ist, wobei das Sammeln in Schritt 215 erfolgt(in einem Fall, in welchem lediglich ein Längskantenpaar vorhanden ist,wird dieses Paar verwendet). Anschließend berechnet die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 diePosition bezüglichdes erfassten Objekts gemäß den folgendenGleichungen (24) und (25). iPy_zo = (focusV × Iw)/EdgeWidth (24) iPx_zo =(((SideEdge_P + SideEdge_L)/2) – xo) × iPy_zo/focusH (25)
    [0056] InGleichung (25) bezeichnet SideEdge_R eine Seitenposition der rechtsseitigenLängskantean dem Längskantenpaar,SideEdge_L bezeichnet eine Seitenposition der linksseitigen Längskantebei dem Längskantenpaar,und die folgende Beziehung ergibt sich als EdgeWidth = SideEdge_R – SideEdge_L.
    [0057] InSchritt 217 speichert die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denBildbereich basierend auf der Position des Längskantenpaars als Referenzmuster.In einem Schritt 218 setzt die Hindernis-Erfassungsvorrichtungdas Bildnachführflagwie folgt; IP_Tracking = 1, und setzt das Bildverarbeitungsflag wiefolgt: IP_State = 1, und die Routine fährt mit einem Schritt 224 fort.
    [0058] InSchritt 219 hingegen führtdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denMusterabgleich aus unter Verwendung des letzten gespeicherten Referenzmustersfür einenBereich mit einer Größe gleich demBildverarbeitungsbereich bzw. größer alsder Bildverarbeitungsbereich, festgelegt in Schritt 213 (diesentspricht der zweiten Technik). Die Größe des Bildverarbeitungsbereichskann mit groß werdender Gierratedes Trägerfahrzeugsbzw. mit groß werdenderBeschleunigung/Verzögerungdes Trägerfahrzeugs(erfassbar mittels eines Längsschwerkraftsensors(Längs-G-Sensor)einer Karosserie des Trägerfahrzeugs)verbreitert werden.
    [0059] InSchritt 208 geht die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 zueinem Schritt 221 über,falls der Musterabgleich erfolgreich verlaufen ist. Wenn nicht erfolgreichverlaufen (nein), so fährtdie Routine mit einem Schritt 223 fort. Der erfolgreicheVerlauf des Musterabgleichs besteht darin, dass ein Korrelationswertdes Bildverarbeitungsbereichs bezüglich eines Referenztemplatesgrößer istals ein vorbestimmter Wert.
    [0060] InSchritt 221 vollführtdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 eine Ableitung einerMittenkoordinate (Längsrichtung;TmplMat_Row und Seitenrichtung; TmplMat_Column) des Bereichs, anwelchem der korrelierte Wert maximal wird durch den Musterabgleichin Schritt 220, und berechnet die Position bezüglich deserfassten Objekts gemäß den Gleichungen(26) und (27), wie nachfolgend beschrieben: iPy_zo = (focusV × CAM_h)(TemplMat_Row – yo) (26) iPx_zo =(TmplMat_Column – xo) × iPy_zo/focusH (27)
    [0061] InSchritt 222 setzt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 dasBildnachführflagals IP_Tracking = 1 und setzt das Bildverarbeitungsflag auf Nullals IP_State = 0 und die Routine fährt mit Schritt 224 fort.Hingegen vollführtin Schritt 223 die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 ein Rücksetzen desBildnachführflagsIP_Tracking auf "0" (IP_Tracking = 0)und die Routine fährtmit Schritt 224 fort. In Schritt 224 aktualisiertdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denvergangenen Wert bezüglichder Position des Objekts, und im Anschluss daran ist die aktuelleRoutine beendet.
    [0062] Dasheißt,die Hindernis-Erfassungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispielsermöglichtdas stabile Nachführendes gleichen Objekts durch die Bildverarbeitung mit der hohen Genauigkeitselbst dann, wenn das Radar das Objekt einfängt mittels Schalten einerKombination zwischen der Kantenerfassung und dem Musterabgleichje nach Situation. Mittels einer Verschmelzung kann ein Hindernis-Erfassungssystemhohen Niveaus erzielt werden.
    [0063] Wiein Zusammenfassung der Erfindung beschrieben, handelt es sich beizuvor vorgeschlagenen Hindernis-Erfassungsvorrichtungen,offenbart in den japanischen Patentanmeldungs-ErstveröffentlichungenNrn. 2002-117392 und Heisei 11-44533 bei einem Sensor des Systems,auf welchen verwiesen wird, stets um das Laserradar.
    [0064] Genauererfolgt währenddes Einfangens durch das Radar eine Wiederauffindung einer entsprechendenBeziehung zwischen der radarerfassten Position und einem ein vorangehendesFahrzeug charakterisierenden Bereich, fotografiert auf dem Bild,und dem charakterisierenden Bereich, wiederhergestellt als Referenzmuster.Daher kann während desRadareinfangens (aufgrund der Tatsache, dass der Prozess in derMonokularkamera derart abläuft, dasslediglich die Vorbereitung bezüglichdes im Radar verloren gegangenen Objekts erfolgt) die Position desvorangehenden Fahrzeugs durch die Bildverarbeitung nicht erfasstwerden. Das heißt,dass eine genauere Positionserfassung durch die Bildverarbeitungwährendder Erfassung des Radars nicht erreicht werden kann. Ferner istaufgrund der Tatsache, dass in einem kurzen (engen) Abstand (10Meter oder weniger) „Objektinnerhalb des Radarwinkelsichtfelds ≒ Objekt, welches vor dem Trägerfahrzeug angeordnetist," gilt, dieErfassungsgenauigkeit in der Lateralposition nicht wichtig. Daherwird ein Fehler in der Seitenposition des Radars nicht in Betrachtgezogen. Dann wird die Seitenposition durch die Bildverarbeitungnicht genau erfasst. Jedoch ist in einem weiten (langen) Abstand(10 Meter oder länger)die Erfassungsgenauigkeit an der Seitenposition außerordentlichwichtig zum Erhalten einer Möglichkeit, dassdas erfasste Objekt ein Hindernis für das Fahrzeug darstellt. Dasheißt,selbst in dem Fall, dass der Seitenpositionsfehler des lasererfasstenObjekts vorliegt, ist es erforderlich in der Lage zu sein, die Lateralpositiondes Objekts genau anhand der Bildverarbeitung zu erfassen und, ferner,das Objekt weiterhin nachzuführenmittels der Kamera, selbst währendeines Einfangens durch das Radar. Es folgt eine Beschreibung vonProblemfällenin bezug auf jede der oben beschriebenen zuvor vorgeschlagenen Objekterkennungsvorrichtungen.
    [0065] Keineder zuvor vorgeschlagenen Hindernis-Erfassungsvorrichtungen berücksichtigteinen Effekt eines Abstandsmessfehlers (Entfernungsmessfehler) desRadars auf die Bildverarbeitung. Genauer tritt aufgrund der Tatsache,dass in bezug auf die erfasste Position des Radars der Fehler allgemein leichtin der Seitenrichtung (Fahrzeugbreitenrichtung) auftritt, die Möglichkeitein, dass der Hintergrund in das Bezugsmuster integriert wird, fallsdas Bezugsmuster des vorangehenden Fahrzeugs vorbereitet wird anhanddes Bildbereichs, welcher der radarerfassten Position entspricht.In diesem Fall besteht aufgrund der Tatsache, dass die Korrelationin bezug auf den Hintergrund, nicht auf das vorangehende Fahrzeug,am höchstenwird, die Möglichkeit, dassirrtümlicherweiseder Hintergrund nachgeführt wird,zieht man in Betracht, dass der Hintergrund für das vorangehende Fahrzeuggehalten wird.
    [0066] Ineinem Fall, in welchem das Objekt nach außen in bezug auf das Winkelsichtfelddes Radars bewegt wird, verbleibt ein letzter Zustand des Radars über einelange Zeitspanne, bis das Objekt nach innen in bezug auf das Winkelsichtfeldrückgeführt wird.Da währenddieser Zeitspanne das Referenzmuster nicht aktualisiert wird, ändert sicheine Betrachtungsweise des Objekts während der Fahrt des Trägerfahrzeugsinfolge einer Veränderungeiner Relativposition des Objekts bezüglich des Trägerfahrzeugs,einer Beleuchtungsänderungusw., so dass die Korrelation bezüglich des Referenzmusters geringwird und die Möglichkeitbesteht, dass das vorangehende Fahrzeug nicht nachgeführt werden kann.
    [0067] Während desRadareinfangens wird das Referenzmuster aktualisiert, so dass dieBildkoordinaten in Beziehung zu der radarerfassten Position stehen.Daher überragtin einem Fall, in welchem das Radar das Objekt erfasst, eine Positionsgenauigkeit desdurch die Bildverarbeitung erfassen Objekts die Positionsgenauigkeitdes durch das Radar erfassten Objekts nicht.
    [0068] Selbstbei in bezug auf die Radarnachführungverloren gegangenem Objekt wird bei dem Musterabgleich der Bereichmit hohem Korrelationswert als neues Referenzmuster aktualisiert,so dass davon ausgegangen werden kann, dass eine Verbesserung derNachführleistungdes vorangehenden Fahrzeugs erfolgt. In diesem Fall besteht dieMöglichkeit, dassein geringer Betrag des Hintergrunds in das Referenzmuster bei Aktualisierungdes Referenzmusters integriert wird. Anschließend wird dies wiederholt,so dass eine großeGröße des Hintergrundsallmählichin das Referenzmuster integriert wird. Somit besteht die Möglichkeit,dass der Hintergrund irrtümlicherweiseals das vorangehende Fahrzeug nachgeführt wird.
    [0069] Beidem ersten Ausführungsbeispielhingegen wird i) 1) in einem Fall, in welchemdas Bildnachführflag(IP_Tracking) sich nicht unter Nachführung befindet (das heißt, dasObjekt wird nicht eingefangen (bzw. erfasst)), in dem Flussdiagrammder 3A, 3B und 4,ein derartiger Fluss wie Schritt 201 → Schritt 202 → Schritt 203 → Schritt 204 Schritt 205 → Schritt 206 → Schritt 207 ausgeführt. Dasheißt,in Schritt 206 nimmt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denKamerabildbereich entsprechend der Position des Objekts, welches durchdas Trägerfahrzeugzu erkennen ist aus den erfassten Objekten durch das Radars, alserkennbaren Bereich an und erfasst (extrahiert) in Schritt 207 dasObjekt durch die Kantenerfassung die Position des Objekts, welchesgenau erfasst werden kann, das heißt, die Technik des schwer zuintegrierenden Hintergrunds). i) 2) In einem Fall, in welchemsich das Bildnachführflagunter Nachführungbefindet (in einem Fall, in welchem das Objekt sich unter Nachführung befindet),in dem Flussdiagramm, dargestellt in 3A, 3B und 4, wird ein Fluss wie Schritt 201 → Schritt 202 → Schritt 203 → Schritt 204 → Schritt 211 Schritt 212 (bzw.Schritt 213) → Schritt 213 → Schritt 214 ausgeführt. Dasheißt,in Schritt 212 (213) nimmt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denKamerabildbereich entsprechend der Position des Objekts, welchesdurch das Trägerfahrzeugaus den erfassten Objekten mittels des Radars zu erkennen ist, alserkennbaren Bereich an und erfasst (extrahiert) in Schritt 214 dasObjekt durch die Kantenerfassung (die Position des Objekts, welchegenau erfasst werden kann, das heißt, die Technik des schwerzu integrierenden Hintergrunds). ii) In einem Fall, in welchem das Objekt mittels der Kantenerfassungerfasst wurde, wird ein Fluss wie Schritt 201 Schritt 202 → Schritt 203 → Schritt 204 → Schritt 211 Schritt 212 (213) → Schritt 213 → Schritt 214 → Schritt 215 Schritt 216 → Schritt 217 → Schritt 218 ausgeführt. Dasheißt,in Schritt 217 speichert die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denerfassten Bereich als Referenzmuster. In Schritt 218 jedochist das Bildverarbeitungsflag die Kantenerfassung, und der Musterabgleich wirdnicht ausgeführt. iii) In einem Fall, in welchem das Objekt nicht durch die Kantenerfassungerfasst werden kann, erfolgt Schritt 201 → Schritt 203 → Schritt 204 → Schritt 211 → Schritt 212 (213) → Schritt 213 → Schritt 214 → Schritt 215 → Schritt 219 → Schritt 220.Das heißt,in Schritt 219 dient der Musterabgleich der Erfassung derPosition des Objekt auf Grundlage der Korrelation zwischen dem zuletzt gespeichertenReferenzmuster und dem von der CCD-Kamera 3 eingegebenenBild. Jedoch wird das Referenzmuster nicht aktualisiert.
    [0070] Dieoben beschriebenen Punkte i) → ii) → iii) → i) → ii) → werdenwiederholt. Bei dem Musterabgleich an Punkt iii) ist die Rate desim Referenzmuster aufgenommenen Hintergrunds äußerst gering, so dass ein stabileresNachführenausgeführtwerden kann und das Problem aus Punkt p1) gelöst werden kann.
    [0071] Indem Fall von Punkt ii) wird ein Referenztemplate in dem Fall aktualisiert,in welchem die Position des Objekts korrekt erfasst werden konnte. Somitkann ein Fehler bei der Nachführungdes vorangehenden Fahrzeugs infolge der Änderung der Betrachtungsweisedes Objekts währendder Fahrt des Fahrzeugs, das heißt, das Problem von p2), gelöst werden.
    [0072] Ineinem Fall, in welchem die Erfassung des Objekts mittels der Kantenerfassung,beschrieben in i) 2), vollendet ist, kann das Objekt lediglich durchdie Bildverarbeitung unabhängigvon den Radarinformationen erfasst werden. Somit kann in einem Fall,in welchem das Radar und die Bildverarbeitung das gleiche Objekteinfangen, die Bildverarbeitung die Position (insbesondere die Positionin der Seitenrichtung) des Objekts mit größerer Genauigkeit erfassen alsdas Radar, so dass das Problem aus Punkt p3) gelöst werden kann.
    [0073] DieErfassung des Objekts durch den Musterabgleich wird gemeinsam mitder Objekterfassung durch die Kantenerfassung ausgeführt undwird fortgeführt,bis die Erfassung des Objekts mittels der Kantenerfassung beendetist, ohne das Referenzmuster zu aktualisieren. (iii) → i)-2) → (i) → (iii).
    [0074] Somitkann das irrtümlicheNachführenin bezug auf den Hintergrund infolge der allmählichen Integration des Hintergrundsin das Referenzmuster, das heißt,das Problem p4), gelöstwerden. Es folgt eine Beschreibung der Vorteile, welche die Hindernis-Erfassungsvorrichtungliefert.
    [0075] Lediglichin dem Fall, in welchem die Objekterfassung durch die Kantenerfassungversagte und die Objekterfassung durch den Musterabgleich ausgeführt wird,wird eine Kompatibilitätzwischen der Verbesserung der Positionsgenauigkeit der Objekterfassungund einer Stabilitätbei der Objektnachführung(Verfolgung) möglich.Da in einem Fall, in welchem die Kantenerfassung eine Erfassungdes Objekts ermöglicht,das Referenzmuster, welches bei dem Musterabgleich verwendet wird,aktualisiert wird, kann das Versagen bei der Nachführung des vorangehendenFahrzeugs infolge der Veränderung beider Betrachtung währendder Fahrzeugfahrt sowie die irrtümlicheNachführungzum Hintergrund infolge der graduellen Integration des Hintergrundsin das Referenzmuster gelöstwerden. Ferner kann aufgrund der Tatsache, dass das Referenzmusteraktualisiert wird, der Musterabgleich jedoch nicht ausgeführt wird,eine Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung erzielt werden.
    [0076] Ineinem Fall, in welchem das Objekt durch den Musterabgleich eingefangenwird, wird die Objekterfassung durch die Kantenerfassung gemeinsammit dem Musterabgleich angewandt, und die Objekterfassung wird durchden Musterabgleich fortgeführt,ohne das Referenzmuster zu aktualisieren, bis die Objekterfassungdurch die Kantenerfassung erfolgreich verlaufen ist. Somit kanndie irrtümliche Nachführung zumHintergrund infolge einer fehlenden Aktualisierung des Musters undinfolge der graduellen Integration des Hintergrunds in das Referenzmusterverhindert werden. Nach einem Ausführen der Objektnachführung durchden Musterabgleich wird ein Suchbereich des Objekts bei der Objekterfassungdurch die Kantenerfassung übereinen breiteren Bereich gesucht als bei einem gewöhnlichenFall (wobei das Objekt kontinuierlich gemäß einer Objekterfassung durchdie Kantenerfassung erfasst wird). Der Musterabgleich wird ausgeführt, nachdemdie Objekterfassung durch die Kantenerfassung versagte. Somit besteht,selbst wenn versucht wird, das Objekt von dem Bereich der gleichen Größe zu einemZeitpunkt zu erfassen, zu welchem die Objekterfassung durch dieKantenerfassung kontinuierlich erfolgreich verlaufen ist, die Möglichkeit, dassdas Objekt aus dem Suchbereich herausgedrängt wird. Auf diese Weise wird,selbst wenn die Objekterfassung durch die Kantenerfassung versagte,der Suchbereich erweitert, so dass das erkennbare Objekt innerhalbdes Suchbereichs liegt. Somit ist ein Extrahieren des Objekts durchdie Kantenextraktion einfach. Währendeiner kontinuierlichen Erfassung des Objekts durch die Kantenerfassungwird die niedrigst positionierte Kenngröße ausgewählt, falls die zu extrahierendeKenngröße mehrfachvorhanden ist. Dies verhindert die irrtümliche Erfassung beispielsweisein einem Fall, in welchem dieselbe Kenngröße aus dem Hintergrund gebildetwird. Ferner kann, als weiteres Beispiel, in einem Fall, in welchem einweiteres vorangehendes Fahrzeug, welches vor dem vorangehenden Fahrzeugfährt,eine größere Größe aufweistals das vorangehende Fahrzeug, ein Einfangen des anderen vorangehendenFahrzeugs infolge eines deutlicheren Auftretens der Kenngröße als beimvorangehenden Fahrzeug anstelle des Einfangens des vorangehendenFahrzeugs verhindert werden.
    [0077] Esfolgt eine Beschreibung eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispielsder erfindungsgemäßen Objekterkennungsvorrichtung.Bei dem ersten Ausführungsbeispielbesteht ein Grundkonzept darin, dass eine hochgenaue und stabileNachführungdurch die Bildverarbeitung währendder Objekterfassung durch das Radar ausgeführt wird. Bei dem zweiten Ausführungsbeispieljedoch ist die Bildverarbeitung dahingehend verbessert, dass diese fernerein praktisches Bildverarbeitungssystem bildet. Es sei darauf hingewiesen,dass aufgrund der Tatsache, dass der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispielsallgemein der gleiche ist wie derjenige, welcher in 2 dargestellt ist, auf eine genaue Beschreibunghierin verzichtet wird. Es folgt eine Beschreibung der Wirkungsweisedes zweiten Ausführungsbeispiels.
    [0078] 7A, 7B, 8 und 9 sind gemeinsam ein Flussdiagramm,welches den Fluss des selektiven Nachführobjekt- Steuerungsvorgangs darstellt. Es sei daraufhingewiesen, dass die gleichen Schrittnummern wie bei dem erstenAusführungsbeispiel,dargestellt in 3A, 3B und 4, dieselben Inhalte aufweisen, und aufeine genaue Beschreibung davon wird hierin verzichtet.
    [0079] InSchritt 301 liest die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 einFlag Rstp[i], welches aussagt, ob es sich bei dem radarerfasstenObjekt um ein gestopptes (stationäres) Objekt handelt, zusätzlich zuden Inhalten aus Schritt 201, beschrieben bei dem ersten Ausführungsbeispiel.In Schritt 311, dargestellt in 7B, bestimmt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5,ob es sich bei dem durch die Bildverarbeitung nachgeführten (verfolgten)Objekt um ein gestopptes Objekt handelt. Handelt es sich um dasgestoppte Objekt (ja) in Schritt 311, so fährt dieRoutine mit einem Schritt 312 fort. Handelt es sich nichtum das gestoppte Objekt (nein) in Schritt 311, so fährt dieRoutine mit einem Schritt 313 fort.
    [0080] InSchritt 312 berechnet die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 eineKorrekturgröße zwischeneiner Abtastperiode, bewirkt durch eine Trägerfahrzeugbewegung, aus denfolgenden Gleichungen (28) und (29). θyaw= Yr × Ts (28) CompLat = θyaw × (Cpix/Cangle) (29)
    [0081] Inden Gleichungen (28) und (29) bezeichnet Yr einen Ausgangswert einerGierraten-Erfassungsvorrichtung (Gierratensensor) 7B (imUhrzeigersinn = positiv), angebracht im Trägerfahrzeug, Ts bezeichnetdie Abtastperiode beim zweiten Ausführungsbeispiel von 33 Millisekunden,Cpix bezeichnet die Anzahl horizontaler effektiver Pixel der CCD-Kamera 3, undCangle bezeichnet ein horizontales Winkelsichtfeld der CCD-Kamera 3.Bei dem zweiten Ausführungsbeispielwird lediglich ein Gierwinkel korrigiert. Jedoch kann auf gleicheWeise ein Abstandswinkel korrigiert werden. In Schritt 313 setztdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 dieKorrekturgröße gemäß der folgendenGleichung (30) auf Null zurück. CompLat = 0 (30)
    [0082] InSchritt 315 ändertauf die gleiche Weise wie in Schritt 212 die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 disp_obj_XLund disp_obj_XR, beschrieben in den Gleichungen (16) und (17) aufdie folgenden Gleichungen (31) und (32). disp_obj_XL = xo + (focusH/iPy_z1 × iPx_z1) – wide2 – CompLat (31) disp_obj_XR = xo +(focusH/iPy_z1 × iPx_z1)+ wide2 - CompLat (32)
    [0083] InSchritt 316 ändertdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 disp_obj_XL und disp_obj_XR, beschriebenin den Gleichungen (21) und (22) auf die folgenden Gleichungen (31)und (32). disp_obj_XL= xo + (focusH/iPy_z1 × iPx_z1) – wide3 -CompLat (33) disp_obj_XR = xo +(focusH/iPy_z1 × iPx_z1)+ wide3 - CompLat (34)
    [0084] Daes sich bei den Schritten 317, 318 und 319 umdie gleichen Inhalte handelt wie bei den Schritten, 214, 215 und 216,welche in dem ersten Ausführungsbeispielbeschrieben wurden, wird auf eine genaue Beschreibung davon hierinverzichtet.
    [0085] InSchritt 320 führtdie Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 denselben Vorgangwie in Schritt 217, beschrieben bei dem ersten Ausführungsbeispiel,in einem Fall aus, in welchem EdgeWidth kleiner ist als ein vorbestimmterWert, und speichert das Referenzmuster derart, dass das Referenzmustereine vorbestimmte Größe in Vertikalrichtungund in Horizontalrichtung ausgehend von einer Mittenkoordinate (SideEdge_R+ SideEdge_L)/2 des Kantenpaars in einem Fall, in welchem EdgeWidthgrößer istals der vorbestimmte Wert, nicht überragt. Es sei darauf hingewiesen,dass, obwohl das hierin beschriebene Referenzmuster auf ein Quadratausgehend von der Mitte davon erweitert wird, das Referenzmustereine derartige Form aufweisen kann, dass eine Länge in der Längsrichtunglängerist als eine Längein der Seitenrichtung bzw. umgekehrt gemäß einer Form des erfasstenObjekts.
    [0086] InSchritt 321 werden die gleichen Inhalte des Schritts 218 beimersten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Beidem ersten Ausführungsbeispieljedoch wird nach Setzen verschiedener Flags die Aktualisierung desvergangenen Werts ausgeführt,und die aktuelle Routine ist beendet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispieljedoch geht nach Schritt 321 die Routine zu Schritt 327 über. InSchritt 325 werden dieselben Inhalte des Schritts 222 beimersten Ausführungsbeispielausgeführt.Beim ersten Ausführungsbeispieljedoch wird nach Setzen der verschiedenen Flags die Aktualisierungder vergangenen Werte ausgeführt,und die aktuelle Routine ist beendet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispielhingegen geht nach Schritt 325 die Routine zu Schritt 327 über. InSchritt 327 berechnet die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 über eineZeitdifferentiation bezüglich derPosition des Bildnachführobjektseine Bewegung des Objekts = einem Relativgeschwindigkeitsvektor dessich bewegenden Objekts bezüglichdes Trägerfahrzeugs(eine Seitenrichtungs-Relativgeschwindigkeit:i_rVx_zo, Längsrichtungs-Relativgeschwindigkeit:i_rVy_zo) gemäß einer Übertragungsfunktion, ausgedrückt in derfolgenden Gleichung (35). G(z) = (cZ2 – c) / (Z2 – aZ+ b) (35)
    [0087] InGleichung (35) bezeichnet Z einen Vorwärtsoperator, Koeffizientena, b und c bezeichnen positive Zahlen, wobei es sich um diskreteWerte handelt, beispielsweise durch die Abtastperiode von 33 Millisekundenzum Liefern einer gewünschten Pseudodifferentiationscharakteristik.
    [0088] InSchritt 328 bestimmt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5,ob es sich bei dem Nachführobjektdurch die Bildverarbeitung um das gestoppte Objekt handelt gemäß der folgendenGleichung (36), wobei das Ergebnis daraus eingefügt wird in ein Bildnachführobjekt-StoppobjektflagIstp. if(abs(i_rVx_zo) < Th_rVx_stpund abs(i_rVy_zo_Vsp) < Th_rVy_stp) Istp = 1 sonst Isp = 0 (36)
    [0089] Indieser Gleichung bedeutet abs(A) eine Funktion zum Ausgeben einesAbsolutwerts von A (A ist Kopfzeichen eines Arguments), wenn (Ausdruck) Statement1sonst Statement2 eine Funktion ist zum Ausführen von Statement1, wenn derAusdruck erfülltist, und zum Ausführenvon Statement2, wenn der Ausdruck nicht erfüllt ist. Ferner bezeichnetVsp die Fahrzeuggeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs, und Th_rVx_stpund Th_rVy_stp bezeichnen Schwellenwerte, bestimmt gemäß Koeffizientena, b, c der Gleichung (35), dem Winkelsichtfeld und Pixeln der CCD-Kamera 3.Ferner, unverzüglichnach der Objekterfassung (nach der anfänglichen Extraktion) durchdie Bildverarbeitung, Istp = Rstp[slct].
    [0090] InSchritt 328 bestimmt in gleicher Weise wie in Schritt 314 dieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5, ob gemäß einemStatus des Bildverarbeitungsflags IP_State die Bildnachführverarbeitungdurch den Kantenerfassungsvorgang ausgeführt wird. Wenn IP_State = 1(ja) in Schritt 328, so geht die Routine zu Schritt 331 über. FallsIP_State = 0 (nein) in Schritt 328, so geht die Routinezu einem Schritt 329 über. InSchritt 329 bestimmt die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5, obeine Bewegung (Verschiebung) des Bildnachführobjekts (das Objekt, welchesdurch die Bildverarbeitung nachgeführt wird) bis zu einem derartigenabrupt ist, dass entweder eine der folgenden Gleichungen (37) und(38) oder beide der folgenden Gleichungen (37) und (38) erfüllt sind. abs(i_rVx_zo – i_rVx_z1) > Th_rVx_abn (37) abs(i_rVy_zo – i_rVy_z1) > Th_rVy_abn (38)
    [0091] Inden Gleichungen (37) und (38) bezeichnen Th_rVx_abn und Th_rVy_abnSchwellenwerte, an welchen die Bewegung des Objekts bei einem Zeitintervallzwischen einer Abtastperiode als Bewegungsänderung (Relativgeschwindigkeit)zulässigist. Diese Schwellenwerte könnendahingehend präziser sein,dass diese Schwellenwerte größer werdengemäß der Gierratedes Trägerfahrzeugssowie gemäß einerGröße der Fahrzeugbeschleunigung/Verzögerung.Ist die Bewegung des Bildverarbeitungsobjekts abrupt (ja) in Schritt 329,so fährtdie Routine mit Schritt 330 fort. Ist diese nicht abrupt(nein) in Schritt 329, so fährt die Routine mit Schritt 331 fort. In_Schritt 330 wirddas BildnachführflagIP_Tracking auf Null rückgesetzt(IP_Tracking = 0) und die Routine fährt mit Schritt 331 fort.Unter Bezugnahme auf 8 führt in Schritt 331 dieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5 nicht nur dieselben Inhaltedes Schritts 224, beschrieben beim ersten Ausführungsbeispiel, (Aktualisierendes vergangenen Werts) aus, sondern ferner die Ausgabe der Bildverarbeitungssituationan eine spätereStufe in Form der folgenden Gleichung (39). Bildverarbeitungssituation, auszugeben an diespätereStufe = IP_Tracking × (IP_State+ 1) (39)
    [0092] AlsAusgabeform der Gleichung (29) wird 0 an die spätere Stufe in einem Fall ausgegeben,in welchem die Bildnachführungnicht ausgeführtwerden kann, 1 wird an die spätereStufe in einem Fall ausgegeben, in welchem die Bildnachführung ausgeführt werdenkann durch den Musterabgleich, und 2 wird an die spätere Stufein einem Fall ausgegeben, in welchem die Bildnachführung durchdie Kantenerfassung ausgeführtwerden kann.
    [0093] Dasheißt,bei dem zweiten Ausführungsbeispielkann ein derartiges System aufgebaut werden, welches nachfolgendbeschrieben wird. Das System kann aufgebaut sein aus einer Musterabgleich-Verstärkungsfunktioneinschließlichder Funktion (Schritt 330) zum Verhindern der irrtümlichenNachführung zumHintergrund, der Funktion (Schritt 320) zum Verhinderneiner Verringerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit durch Begrenzeneiner Größe des Referenztemplatesbezüglicheines Dicht-Abstands-Objekts mit einem großen Bereich auf dem Bild, einer Trägerfahrzeugbewegungs-Korrekturfunktion(Schritt 312) zum Verhindern eines ungünstigen Einflusses auf dieKorrektur durch Begrenzen der Korrektur eines Bildverarbeitungsbereichsinfolge der Bewegung des Trägerfahrzeugslediglich bezüglichdes gestoppten Objekts, dessen Bewegung auf dem Bildschirm groß wird,und einer Funktion (Schritt 331) zum Ausgeben der Bildverarbeitungssituationan die spätereStufe.
    [0094] Esfolgt eine Beschreibung der Vorteile der Hindernis-Erfassungsvorrichtungbeim zweiten Ausführungsbeispiel.
    [0095] Ineinem Fall, in welchem die Erfassung des Objekts durch die Kantenerfassungmöglichist, ist die Pixelgröße des zuaktualisierenden Referenzmusters begrenzt gemäß dem Annäherungsabstand zwischen demFahrzeug und dem Objekt. Somit wird, ohne Integration des Hintergrundsin das Referenzmuster, die Größe des Bereichs,in welchem das Referenzmuster gespeichert ist, verengt auf einenTeil des erfassten Objekts, bzw. die Pixelgröße des erfassten Objekts wirdneu festgelegt auf eine vorbestimmte Pixelgröße. (Beispielsweise werden, selbst wenndie Größe des durchdie Kantenerfassung erfassten Objekts 20 Pixel in der Längsrichtung × 20 Pixelin der Seitenrichtung beträgt,jedes Pixel in der Längsrichtungund jedes Pixel in der Seitenrichtung jeweils weggelassen (ausgedünnt), sodass eine Speicherung (bzw. Aufzeichnung) als Referenzmuster ineinem Fall erfolgt, in welchem eine Begrenzung in bezug auf dieGröße der Längsrichtungvon 10 Pixeln × derSeitenrichtung von 10 Pixeln besteht. Zu diesem Zeitpunkt wird gleichzeitigeine Vergrößerung derAusdünnunggespeichert. Daher wird, wenn anschließend der Musterabgleich erfolgt,das Referenztemplate erneut auf 20 × 20 Pixel gebracht. Es verstehtsich von selbst, dass eine Helligkeitsinformation lediglich 10 × 10 Pixelbeträgt.Eine Korrelationsberechnung wird für einen Teil mit der Information ausgeführt.) Diesermöglichtein Unterdrückender Verarbeitungszeit, welche bei einem Musterabgleich erforderlichist, auf eine vorbestimmte Zeit oder kürzer.
    [0096] Ineinem Fall, in welchem die Erfassung des Objekts durch den Musterabgleichausgeführtwird und eine Zeitvariation der erfassten Position gleich einervorbestimmten Größe odergrößer ist,wird das Bildnachführflagauf Null rückgesetztund die Objekterfassung zwangsweise gestoppt. Somit kann, fallseine irrtümlicheNachführungdes Hintergrunds, wie beispielsweise einer Straßenoberfläche, ausgeführt wird, diese fehlerhafteNachführungin extrem kurzer Zeit gestoppt werden.
    [0097] BeiFestlegen des Bildverarbeitungsbereichs wird der Bereich, in welchemdie Bildverarbeitung ausgeführtwird, lediglich in einem Fall, in welchem es sich bei dem erkennbarenObjekt um das gestoppte Objekt handelt, gemäß der Bewegung des Trägerfahrzeugskorrigiert. Folglich wird der ungünstige Einfluss eines Korrigierensdes Bildverarbeitungsbereichs gemäß der Bewegung des Trägerfahrzeugs eliminiert,und der Effekt der Korrektur kann positiv erreicht werden. Der ungünstige Einflussder Korrektur des Bildverarbeitungsbereichs gemäß der Bewegung des Trägerfahrzeugswird nachfolgend beschrieben. In einem Fall beispielsweise, in welchem eineLenkvariable (Größe) desTrägerfahrzeugs(eine Gierwinkelkorrekturrate (Größe)) größer ist als eine vorbestimmteVariable (Größe), istein Fall anzunehmen, in welchem der Bildverarbeitungsbereich auf Basiseiner Gierwinkelveränderungkorrigiert wird. Es ist ein derartiger Fall vorstellbar, dass dasvorangehende Fahrzeug zum selben Zeitpunkt die Fahrbahn wechselt,zu welchem das Trägerfahrzeugdie Fahrbahn wechselt, zum selben Zeitpunkt, zu welchem das Trägerfahrzeugvon einer linksseitigen Fahrbahn auf eine rechtsseitige Fahrbahnwechselt. In diesem Fall wird der Bildverarbeitungsbereich derartkorrigiert, dass dieser nach links (relativ) in bezug auf das Bildabweicht, zusammen mit dem rechtsseitigen Fahrbahnwechsel des Trägerfahrzeugs.Da sich jedoch das vorangehende Fahrzeug in Richtung der rechtenSeite bewegt, tritt das vorangehende Fahrzeug nicht in den Bildverarbeitungsbereichein, welcher dahingehend korrigiert wurde, dass dieser in Richtungder linken Seite abweicht. Folglich kann das vorangehende Fahrzeugnicht erfasst werden (ohne Korrektur tritt kein Problem auf). Anschließend wird dieKorrektur lediglich dann ausgeführt,wenn bestimmt wird, dass es sich bei dem vorangehenden Fahrzeugum das gestoppte Fahrzeug handelt, eine positivere Verengung desBildverarbeitungsbereichs erzielt werden kann.
    [0098] DieInformationen der aktuellen Bildverarbeitungssituation werden unterscheidbaran die spätere Stufegemäß Fällen ausgegeben,in welchen die Objektposition durch die Kantenerfassung erfasstwerden kann, die Objektposition durch den Musterabgleich erfasstwerden kann und die Objektposition durch keine der Techniken erfasstwerden kann. Wie oben beschrieben, kann aufgrund der Tatsache, dass dieKantenerfassungs- und die Musterabgleichs-Technik jeweils Vor- und Nachteile aufweisen,beispielsweise in einem Fall, in welchem die Verarbeitung einerspäterenStufe geändertwird auf Grundlage der Informationen bezüglich der Genauigkeit der erfasstenPositionsinformationen, die Genauigkeit der erfassten Positionsinformationenbestimmt werden, ohne eine neue Verarbeitung auszuführen.
    [0099] 10A, 10B und 10C zeigenein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispielder erfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtung.Die weiteren Abschnitte des in 10A, 10B und 10C dargestellten Flussdiagramms entsprechendenjenigen, welche bei dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahmeauf 7A, 7B und 8 beschriebenwurden. Das heißt,in Schritt 321',dargestellt in 10A, führt dieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5 den gleichen Vorgangwie in Schritt 321, beschrieben bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,aus, und führt neueVariablenbestimmungen aus, wie nachfolgend beschrieben. Das heißt, eineMusterabgleich-Fortführzeit:PM_Counter = 0 (Rücksetzenauf Null) und einen Musterabgleich-Startabstand: PM_start_obj_dist = iPy_zo (Rücksetzenauf die Position, welche bei der Kantenerfassung berechnet wurde).Anschließendführt ineinem Schritt 325',dargestellt in 10B,die Hindernis-Erfassungsvorrichtung 5 den gleichen Vorgangwie in Schritt 325, beschrieben bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,aus, und führteine neue Variablenbestimmung aus, wie nachfolgend beschrieben.Musterabgleich-Fortführzeit:PM_Counter = PM_Counter + 1 (ein Inkrement des Zählwerts pro Abtastperiode).Anschließendgeht in einem Schritt 329',dargestellt in 10C,falls alle drei nachfolgenden Bedingungen erfüllt sind, die Routine zu Schritt 330 über. Wennnicht erfüllt(nein) in Schritt 329',geht die Routine zu Schritt 331 über. Die drei Bedingungen sindradar detected object ≠ imagedetected object, PM_Counter ≥ Th_UpDn1, undPM_start_obj_dist – iPy_zo ≥ Th_upDn2.Es sei darauf hingewiesen, dass Th_UpDn1 einen Wert einer Reaktionszeiteines Fahrzeugfahr-Steueraktuators einer späteren Stufe dividiert durcheine Bildverarbeitungsperiode (Abtastperiode) (beispielsweise in einemFall, in welchem der Aktuator mit einer Reaktionszeit von 0,5 Sekunden[s] verwendet wird und die Bildverarbeitungsperiode 33 Millisekundenbeträgt, Th_UpDn1= 15) bezeichnet. In einem Fall, in welchem der Aktuator zum Ausführen derKollisionsvermeidung selektiv bestimmt wird gemäß einer Fahrsituation (derAktuator wird geändert)gemäß einer Umgebungsfahrsituation,wie beispielsweise ein Fall, bei welchem ein Lenkaktuator zum Lenkendes Fahrzeugs zum Vermeiden der Kollision mit dem Objekt verwendetwird, und einem Fall, in welchem ein Bremsaktuator zum Bremsen desFahrzeugs zum Vermeiden der Kollision mit dem Objekt verwendet wird,kann die Reaktionszeit gemäß dem verwendetenAktuator geändertwerden. Ferner bezeichnet Th_UpDn2 einen Schwellenwert zum Bestimmeneiner irrtümlichenNachführungzum Hintergrund anhand der Zeitdauer, über welche sich das Objektdem Trägerfahrzeugnähert,und kann problemlos auf eine Längefestgelegt werden, welche gleich einer allgemein verfügbaren Fahrzeuggesamtlänge bzw.länger alsdiese ist. Streng kann Th_UpDn2 wie folgt festgelegt werden: Th_UpDn2= max (Gesamtlängeeines allgemein verfügbarenFahrzeugs [m], Reaktionszeit des verwendeten Aktuators [s] × Fahrzeuggeschwindigkeitdes Trägerfahrzeugs[m/s]), wobei max (A, B) eine Funktion bezeichnet, welche entwederA oder B auswählt,je nachdem, welches kleiner ist. Ferner bezeichnet iPy_zo die Position des durch den aktuellen Musterabgleicherfassten Objekts. Es sei darauf hingewiesen, dass, alternativ zudem oben beschriebenen Schritt 329', wenn entweder die Inhalte von Schritt 329,beschrieben bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,erfülltsind, oder wenn die Bedingungen aus Schritt 329' erfüllt sind,die Routine zu Schritt 330 übergehen kann, und, wenn keineder Bedingungen erfülltist (nein), die Routine zu Schritt 331, beschrieben indem zweiten Ausführungsbeispiel, übergehenkann.
    [0100] 11 zeigt einen Teil desFlussdiagramms in einem Fall eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispielsder erfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtung.Die anderen Teile des in 11 dargestelltenFlussdiagramms sind allgemein die gleichen wie die in 7A, 7B, 8 und 9 dargestellten, beschriebenbei dem zweiten Ausführungsbeispiel. InSchritt 329'' bestimmt dieHindernis-Erfassungsvorrichtung 5,ob entweder die Ungleichheit aus (37') oder (38') erfüllt ist. Wenn erfüllt (ja)in Schritt 329'', so geht dieRoutine zu Schritt 330 über.Wenn nicht erfüllt(nein) in Schritt 329'', so geht dieRoutine zu Schritt 331 über. abs(iPx_zo – iPx_z1) > Th_Px_abn (37')wobeiTh_Px_abn = abs(iPx_zo – est_iPx) und est_iPx = iPy_zosin(θyaw)+ iPx_zocos(θyaw), und abs(iPy_zo – iPy_z1) > Th_Py_abn (38')wobeiTh_Py_abn = Vsp × Ts.
    [0101] Essei darauf hingewiesen, dass θyaweine Multiplikation der Gierrate des Trägerfahrzeugs mit der Abtastzeitvon Ts bezeichnet, est_iPx einen geschätzten Wert in der Seitenrichtungspositionin einem Fall bezeichnet, in welchem davon ausgegangen wird, dassdie Gierrate, gelesen in der aktuellen Abtastperiode, bis zu dernachfolgenden Abtastperiode konstant ist, und Vsp bezeichnet dieFahrzeuggeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs.Es sei ferner darauf hingewiesen, dass die Ungleichheit in Schritt 329'' lediglich die Ungleichheit aus(38') sein kann.
    [0102] Wieoben beschrieben, wurde die Hindernis-Erfassungsvorrichtung bei jedem derAusführungsbeispieleeins bis vier beschrieben. Jedoch ist der spezifische Aufbau dererfindungsgemäßen Hindernis-Erfassungsvorrichtungnicht auf jedes der Ausführungsbeispieleeins bis vier beschränkt.Verschiedene Änderungenund Abwandlungen können vorgenommenwerden, ohne von Umfang und Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen,welche in den beigefügtenAnsprüchendefiniert ist.
    [0103] Beispielsweisewird bei jedem der Ausführungsbeispieleeins bis vier die Bildverarbeitung lediglich für ein Objekt ausgeführt. Jedochkann in einem Fall, in welchem das Radar und die Bildverarbeitungzum redundanten Erfassen einer Vielzahl von Objekten verwendet werden,die gleiche Verarbeitung wiederholt werden, um die Erfassung derObjekte zu erreichen.
    [0104] Beijedem der Ausführungsbeispieleeins bis vier wird die Berechnung der Seitenposition iPx_zo des bilderfassten Objekts (Objekt, welchesdurch die Bildverarbeitung erfasst wurde) ausgeführt unter Verwendung von iPy_zo in den Gleichungen (24) und (25). Jedochkann in diesem Alternativfall aufgrund der Tatsache, dass der berechneteWert iPy_zo, welcher abgeleitet wird ausdem Bild, dessen Längspositionsgenauigkeitinsbesondere bei einem weiten (langen) Abstand zwischen dem Trägerfahrzeugund dem eingefangenen Objekt verschlechtert ist, nicht verwendetwird, jedoch die Längspositiondes Radars, dessen Genauigkeit selbst in dem Fall des weiten (langen)Abstands nicht verschlechtert ist, die Genauigkeit der Seitenpositionin dem Bild verbessert werden.
    [0105] Fernerist die Verwendung des Radars eine Vorbedingung sowohl bei dem erstenals auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.Jedoch kann das Radar in einem Fall nicht bzw. möglicherweise angewendet werden,in welchem die Position des Objekts direkt aus dem Bild erhaltenwird durch ein Triangulationsverfahren unter Verwendung einer Stereokamera.In diesem Fall ist es bei einer Stereoverarbeitung erforderlich,einen derartigen Prozess hinzuzufügen, dass das Objekt entdecktund der Abstand zum Objekt durch ein Stereobild bestimmt wird. Beianderen Prozessen jedoch könnendie Inhalte sowohl des ersten als auch des zweiten Ausführungsbeispielsdirekt angewendet werden.
    [0106] DerGesamtinhalt der japanischen Patentanmeldungen Nr. 2003-189616 (eingereichtin Japan am 1. Juli 2003) und Nr. 2004-165419 (eingereicht in Japan am 3. Juni2004) sind hierin durch Verweis enthalten. Der Umfang der Erfindungist definiert unter Bezugnahme auf die folgenden Ansprüche.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,umfassend: einen Bildabrufabschnitt (101, 3, 4, 5, 202),welcher eine Situation eines Vorwärtserfassungsbereichs in Formeines Bildes abruft; einen Ausgabeabschnitt eines erkennbarenObjekts (102, 1, 2, 5, 203),welcher Positionsinformationen eines für das Fahrzeug erkennbarenObjekts ausgibt; und einen Bildverarbeitungsabschnitt (103, 4, 5, 3A, 3B 3B, 4, 7A, 7B, 8, 9, 10A, 10B, 10C, 11),welcher eine Bildverarbeitung füreinen Bereich des Bildabrufabschnitts ausführt auf Grundlage einer Ausgabe desAusgabeabschnitts des erkennbaren Objekts zum Erfassen des Objekts,wobei der Bildverarbeitungsabschnitt eine erste Technik, hauptsächlich zumErfassen der Position des Objekts, sowie eine zweite Technik, hauptsächlich zumNachführendes Objekts, umfasst, wobei die zweite Technik das Objekt erfasst,wenn die Objekterfassung mittels der ersten Technik nicht ermöglicht wird.
    [2] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch1, wobei die zweite Technik ein Musterabgleich ist, welcher eineNachführung desObjekts ausführtanhand einer Korrelation zwischen einem zuvor gespeicherten Referenzmuster undeiner Ausgabe des Bildabrufabschnitts, und wobei der Bildverarbeitungsabschnitt(103, 4, 5, 208, 217)das Referenzmuster aktualisiert, wenn die Objekterfassung mittelsder ersten Technik erfolgreich verlaufen ist.
    [3] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch2, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt die Bildverarbeitung inVerbindung mit der Verwendung der ersten Technik ausführt, wobei dasObjekt durch die zweite Technik ohne Aktualisierung des Referenzmustersausgeführtwird, bis die Objekterfassung durch die erste Technik erfolgreich verlaufenist.
    [4] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch2 oder 3, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt (103, 4, 5, 320)eine Größe des Referenzmusters,aktualisiert in Übereinstimmung miteinem Näherungsabstandzwischen dem Fahrzeug und dem Objekt, wenn die Objekterfassung mittelsder ersten Technik möglichist, begrenzt.
    [5] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einembeliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt(103, 4, 5, 329, 330)die Objekterfassung mittels der zweiten Technik stoppt, wenn dasObjekt mittels der zweiten Technik erfasst wird und eine Positionsveränderungder erfassten Position mittels der zweiten Technik gleich einemvorbestimmten Wert bzw. größer alsein vorbestimmter Wert ist.
    [6] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeug nach einembeliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt(103, 4, 5, 213) einen Suchbereich desObjekts bei der Objekterfassung mittels der ersten Technik über einenbreiteren Bereich festlegt als zu einem gewöhnlichen Zeitpunkt, zu welchemdas Objekt kontinuierlich mittels der ersten Technik erfasst wird.
    [7] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einembeliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt(103, 4, 5, 213) eine Kenngröße auswählt, welchean einer niedrigsten Position auf einem Bildschirm angeordnet ist,wenn die Objekterfassung mittels der ersten Technik kontinuierlichausgeführtwird, und wenn zu extrahierende Kenngrößen mehrfach vorhanden sind.
    [8] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einembeliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt(103, 4, 5, 311, 312)den Bereich, welcher einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist,korrigiert gemäß einerFahrzeugbewegung, wenn der Bereich auf Grundlage der Ausgabe desAusgabebereichs eines erkennbaren Objekts einer Bildverarbeitungunterzogen wird und es sich bei dem erkennbaren Objekt um ein gestopptesObjekt handelt.
    [9] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einembeliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt(103, 4, 5, 331) eine Informationeiner aktuellen Bildverarbeitungssituation ausgibt, welche verändert wirdgemäß Fällen, inwelchen die Objekterfassung mittels der ersten Technik möglich ist,in welchen die Objekterfassung mittels der zweiten Technik möglich ist undin welchen die Objekterfassung durch keine der beiden Technikenmöglichist.
    [10] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeugnach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt(103, 4, 5, 329', 330) die Objekterfassungmittels der zweiten Technik stoppt, wenn das Objekt, ausgelesenvon dem Ausgabeabschnitt des erkennbaren Objekts, von demjenigenabweicht, welches durch den Bildverarbeitungsabschnitt erfasst wurde,wenn das Objekt kontinuierlich durch die zweite Technik über einevorbestimmte Zeitspanne oder längererfasst wird, und wenn die erfasste Position des Objekts durch diezweite Technik sich dem Fahrzeug nähert.
    [11] Hindernis-Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeugnach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt(103, 4, 5, 329'', 330)die Objekterfassung mittels der zweiten Technik stoppt, wenn eine Veränderungder erfassten Position des Objekts mittels der zweiten Technik gleicheinem Schwellenwert, berechnet auf Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeitdes Fahrzeugs, bzw. größer alsdieser ist.
    [12] Hindernis-Erfassungsverfahren für ein Kraftfahrzeug, umfassend:ein Abrufen (101, 3, 4, 5, 202) einerSituation eines Vorwärtserfassungsbereichsin Form eines Bildes; ein Ausgeben (102, 1, 2, 5, 203) einerPositionsinformation eines Objekts, welches für das Fahrzeug zu erkennenist und ein Ausführen (103, 4, 5, 3A, 3B, 4, 7A, 7B, 8, 9, 10A, 10B, 10C, 11 10A, 10B, 10C, 11)einer Bildverarbeitung füreinen Bereich des Bildabrufabschnitts auf Grundlage einer Ausgabedes Ausgabeabschnitts eines erkennbaren Objekts zum Erfassen desObjekts, wobei bei der Bildverarbeitung eine erste Technik hauptsächlich zumErfassen der Position des Objekts und eine zweite Technik hauptsächlich zumNachführendes Objekts beinhaltet sind, wobei die zweite Technik das Objekterfasst, wenn die Objekterfassung mittels der ersten Technik nichtermöglichtwird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US7266454B2|2007-09-04|
    JP4433887B2|2010-03-17|
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    US20050004762A1|2005-01-06|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    2005-01-27| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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