DE4344485A1

DE4344485A1 - Fahrumgebungs-Überwachungsgerät

Info

Publication number: DE4344485A1
Application number: DE4344485A
Authority: DE
Inventors: Minoru Nishida; Yoshihiko Utsui; Noriyuki Inoue
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2013-12-22
Also published as: JPH06293236A; DE4344485C2; JP3263699B2; US5475494A

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrumgebungs-Überwa chungsgerät zum Erfassen von Hindernissen vor einem fahrenden Fahrzeug, um einen Fahrer in der Weise zu informieren, daß er die Anwesenheit der Hindernisse leicht erkennen kann.

Von den Technologien dieser Art ist eine vom aktiven Typ bekannt, die in der japanischen Patentveröffent lichung (Kokoku) Nr. 60-4011 offenbart ist, bei der eine Mikrowelle oder Infrarot-Laserlicht ausgesandt und das an Hindernissen und dergleichen reflektierte Signal empfangen wird, um den Abstand zwischen Fahr zeugen, die Anwesenheit der Hindernisse, den relati ven Abstand, die relative Geschwindigkeit und so wei ter festzustellen, und eine vom passiven Typ (offen bart in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 63-38085, in der japanischen Patentver öffentlichung (Kokoku) Nr. 63-46363 und in der japa nischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-52300)), bei der ein Bildsensor verwendet wird, um einen Gegenstand vor dem Fahrzeug als Bilddaten zu erfassen und ein Hindernis (einschließlich eines an deren Fahrzeugs) durch Bildverarbeitung festzustel len, wodurch der Abstand zum Hindernis auf der Grund lage des Prinzips der Dreiecksmessung durch zwei Sät ze von optischen Systemen ermittelt wird. Diese bei den bekannten Technologien erfassen, obwohl sie ein ander unterschiedlich sind, die An- oder Abwesenheit eines Hinternisses im vorderen Umkreis des fahrenden eigenen Fahrzeugs, den relativen Abstand zum Hinder nis und die relative Geschwindigkeit, um die Ab standsdaten oder die Geschwindigkeitsdaten für den Fahrer des eigenen Fahrzeugs auszugeben.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein bekanntes Fahrum gebungs-Überwachungsgerät, das beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 61-6349 dargestellt ist. Hierin ist ein Fahrzeug 1 mit einem Laserradar 4 ausgerüstet, ein Hindernis 2 (beispielsweise ein an einer Straßenseite haltendes Fahrzeug) befindet sich in Fahrtrichtung des Fahr zeugs 1 auf der linken Seite, und ein anderes Hinder nis 3 (beispielsweise ein Briefkasten) befindet sich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 auf der rechten Sei te.

Der Laserradar 4 befindet sich an der vordersten Stelle des Fahrzeugs 1, um einen Lichtstrahl 6 auszu senden, damit eine Abtastung im Bereich von -10° < R < 10° in bezug auf den Mittelpunkt des vorderen Endes des Fahrzeugs durchgeführt werden kann. Im Laserradar 4 wird ein Abtastintervall ΔR (d. h. ein Intervall zwischen benachbarten Lichtstrahlen 6) auf 0,1° ein gestellt.

Es erfolgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise.

Wenn der Laserradar 4 aufeinanderfolgend den Licht strahl 6 emittiert, wobei beginnend mit dem äußersten linken Ende (N = 0) zur rechten Seite hin geschwenkt wird, kehren die Lichtstrahlen 6 von N=g bis N=i auf grund der Anwesenheit des Hindernisses 2 als reflek tierte Lichtstrahlen zum Fahrzeug 1 zurück und der Laserradar 4 empfängt das reflektierte Licht. Hierbei ist festzustellen, daß der Laserradar 4 nicht den Lichtstrahl 6 für N = i + 1 empfangen kann, da die Reflexion an einer Seitenfläche des Hindernisses 2 erfolgt.

Es wird angenommen, daß P₁ einen Reflexionspunkt des Lichtstrahls 6 am äußersten rechten Ende (N = i) dar stellt, von dem das am Hindernis 2 reflektierte Licht noch vom Laserradar 4 empfangen werden kann. Demgemäß kann ein Abstand QP₁ als QP₁ = R₁ auf der Grundlage einer Reflexionszeit festgestellt werden, und ein Abstand P₁P₃ (= Y₁)von P₁ zur Mittellinie (Z-Achse) des Fahrzeugs kann wie folgt ausgedrückt werden:

P₁P₃ = Y₁ ≈ R₁ · R_i (1)

worin R_i einen Ablenkungswinkel des Lichtstrahls 6 für N = i bedeutet (der Ablenkungswinkel R_i ist eine bekannte Zahl für den Laserradar 4). Weiterhin wird angenommen, daß P₂ einen Reflexionspunkt des Licht strahls 6 am äußersten linken Ende (N = g) darstellt, von dem das am Hindernis 2 reflektierte Licht vom Laserradar 4 empfangen werden kann. Dadurch ist es in gleicher Weise möglich, einen Abstand QP₂ als QP₂ = R2 auf der Grundlage der Reflexionszeit festzustellen. Ein Abstand P₂P₄ (= Y₂) vom Punkt P₂ zur Mittellinie (Z-Achse) des Fahrzeugs kann wie folgt ausgedrückt werden:

P₂P₄ = Y₂ ≈ R₂ · R_g (2)

worin R_g einen Ablenkungswinkel des Lichtstrahls 6 für N = g bedeutet (der Ablenkungswinkel R_g ist eine bekannte Zahl für den Laserradar 4). Demgemäß ermög licht die Feststellung der Positionen P₁ und P₂ die Feststellung des relativen Abstands oder des Azimuth vom Fahrzeug 1 zum Hindernis 2.

Die Feststellung des Hindernisses 3 erfolgt auf glei che Weise wie die des Hindernisses 2, und daher wird auf die entsprechende Beschreibung verzichtet.

Da das Erfassungsverfahren in einer Höhenrichtung der Hindernisse 2 und 3 im Prinzip mit dem in der hori zontalen Richtung identisch ist, wird auf die ent sprechende Beschreibung ebenfalls verzichtet. In die sem Zusammenhang zeigt Fig. 2 den vom Laserradar 4 emittierten Lichtstrahl 6, der sich in der Höhenrich tung erstreckt.

Das bekannte Fahrumgebungs-Überwachungsgerät ist wie vorbeschrieben ausgebildet. Es ist daher erforder lich, ein kurzes Intervall ΔR zwischen den vom Laser radar 4 emittierten Lichtstrahlen 6 vorzusehen, um den relativen Abstand oder den Azimuth vom Fahrzeug 1 zu den Hindernissen 2 und 3 mit großer Genauigkeit festzustellen. Wenn jedoch das Intervall ΔR zwischen den Lichtstrahlen 6 kleiner wird, wird eine längere Zeit benötigt, um die Hindernisse 2 und 3 zu erfas sen. Als Folge hiervon ergeben sich Probleme dahinge hend, daß beispielsweise Echtzeitdaten von den erfaß ten Fahrzeugen 2 und 3 nicht zur Verfügung stehen, und das bekannte Gerät ist nicht praktisch für ein Fahrzeug im Fahrzustand.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät zu schaffen, das eine Erfassung mit großer Geschwindigkeit auch für den Fall einer genauen Feststellung eines relativen Abstands und eines Azimuths von einem Fahrzeug zu einem Hindernis ermöglicht, das die Größe einer Bewe gung eines Hindernisses vorhersagt und anzeigt, um den Fahrer genauer über die Möglichkeit einer Kolli sion zu informieren, durch das der Fahrer leicht und unmittelbar die Größe des Hindernisses erkennen kann, das ein Hindernis, welches zwar klein ist, aber eine ernste Gefahr darstellt, deutlich anzeigen kann, und das den Fahrer über das Vorhandensein eines Hinder nisses informieren kann, selbst wenn ein vorüberge hender Fehler bei der Bildverarbeitung auftritt.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zur Lösung der genannten Aufgabe ein Fahrumge bungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das einen Be reich, in welchem ein Hindernis vorhanden ist, in Abhängigkeit von einem von einer Hinderniserfassungs einheit festgestellten Azimuth bestimmt, um ein zwei dimensionales Bild entsprechend dem bestimmten Be reich durch eine Bilderfassungseinheit abzuleiten, und daß das Hindernis aus dem zweidimensionalen Bild herauszieht, um einen Größenindex für das Hindernis zu berechnen.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem ersten Aspekt der Erfindung eine Bildverarbeitungs-Bereichsbegren zungseinheit vorgesehen, um den Bereich, in welchem ein Hindernis vorhanden ist, in Abhängigkeit von dem durch die Hinderniserfassungseinheit festgestellten Azimuth zu bestimmen, zur Ableitung eines zweidimen sionalen Bildes entsprechend dem bestimmten Bereich durch die Bilderfassungseinheit. Hierdurch hat eine Hindernisextraktionseinheit in einer nachfolgenden Stufe das Hindernis nur aus dem zweidimensionalen Bild entsprechend dem bestimmten Bereich herauszuzie hen, wodurch sich eine verringerte Verarbeitungszeit ergibt. Weiterhin wird das Hindernis von der Hinder nisextraktionseinheit aus dem zweidimensionalen Bild herausgezogen, um den Größenindex für das Hindernis zu berechnen. Daher kann die Hinderniserfassungsein heit einen solchen Grad der Erfassungsgenauigkeit haben, daß die Anwesenheit des Hindernisses erfaßt werden kann (d. h. eine Genauigkeit bis zu einem sol chen Grad, daß eine Positionsbestimmung eines Hinder nisses genau als unnötig erkannt werden kann), wo durch die Erfassungszeit im Vergleich mit einem be kannten Gerät beträchtlich reduziert wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das einen durch eine Bildverarbeitungs-Bereichsbe grenzungseinheit bestimmten Bereich entsprechend ei nem durch eine Hinderniserfassungseinheit festge stellten Abstand begrenzt und ein zweidimensionales Bild entsprechend dem begrenzten Bereich von der Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungseinheit ablei tet.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem zweiten Aspekt der Erfindung eine Korrektureinheit vorgesehen, um den durch die Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungs einheit bestimmten Bereich entsprechend dem von der Hinderniserfassungseinheit festgestellten Abstand zu begrenzen, wodurch die Verarbeitungszeit in einer Hindernisextraktionseinheit in einer nachfolgenden Stufe gegenüber dem ersten Aspekt der Erfindung noch weiter reduziert wird.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das die Größe einer Bewegung eines Hindernisses in Abhängig keit von einem Abstand und einem Azimuth, die gegen wärtig von einer ersten Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit festgestellt werden, und einem vorher festgestellten Abstand und Azimuth vorhersagt und eine Position be stimmt, in welcher das Hindernis in einer wahren räumlichen Koordinate in bezug zu einer Fahrstrecke des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Abstand und Azi muth, die gegenwärtig von der ersten Fahrumgebungs- Ausgabeeinheit festgestellt werden, vorhanden ist, um ein Bild darzustellen, das einen Größenindex und die Größe der Bewegung des Hindernisses an den bestimmten Positionen anzeigt.

Wie vorstehend festgestellt wird, sind bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem dritten Aspekt der Erfindung eine Vorhersageeinheit zum Vorhersagen der Größe der Bewegung des Hindernisses in Abhängig keit vom Abstand und vom Azimuth, die gegenwärtig von der ersten Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit festgestellt werden, und vom vorher festgestellten Abstand und Azimuth, und eine zweite Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit vorgesehen, um die Position zu bestimmen, in der das Hindernis in der wahren räumlichen Koordinate in be zug auf die Fahrstrecke des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die gegenwärtig von der ersten Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit festgestellt wer den, vorhanden ist, um das Bild darzustellen, das den Größenindex und die Größe der Bewegung des Hindernis ses an der bestimmten Position anzeigt. Dadurch kann ein Fahrer erkennen, in welchem Ausmaß sich das Hin dernis bewegt.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das einen Größenindex und die Größe einer Bewegung eines Hin dernisses durch die Größe von Kreisen anzeigt, und das einen der die Größe der Bewegung darstellenden Kreise durch einen konzentrischen Kreis anzeigt, der auf einem äußeren Umfang des anderen der den Größen index des Hindernisses darstellenden Kreise angeord net ist.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem vierten Aspekt der Erfindung eine Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit vor gesehen zur Anzeige des Größenindex und der Größe der Bewegung des Hindernisses durch die Größe des Kreises und zur Anzeige des die Größe der Bewegung darstel lenden Kreises durch den konzentrischen Kreis, der auf dem äußeren Umfang des den Größenindex der Hin dernisses darstellenden Kreises angeordnet ist. Hier durch kann ein Fahrer leicht und unmittelbar die Grö ße und dergleichen des Hindernisses erkennen.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das die Größe und die Richtung einer Bewegung eines Hinder nisses in Abhängigkeit von einem Abstand und einem Azimuth, die gegenwärtig von einer ersten Fahrumge bungs-Ausgabeeinheit festgestellt werden, und einem vorher festgestellten Abstand und Azimuth vorhersagt, und daß eine Position, in der das Hindernis vorhanden ist, in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die gegenwärtig von der ersten Fahrumgebungs-Ausgabeein heit festgestellt werden, und die andere Position, an der sich das Hindernis nach der Bewegung befinden wird, in Abhängigkeit von der Größe und der Richtung der Bewegung in einer wahren räumlichen Koordinate in bezug auf eine Fahrstrecke eines Fahrzeugs bestimmt, um ein einen Größenindex des Hindernisses anzeigendes Bild an der einen Position, an der sich das Hindernis befindet, darzustellen, und ein anderes, die Größe der Bewegung anzeigendes Bild an der anderen Posi tion, an der sich das Hindernis nach der Bewegung befinden wird, darzustellen.

Wie vorstehend festgestellt wird, sind bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem fünften Aspekt der Erfindung eine Vorhersageeinheit zur Vorhersage der Größe und der Richtung der Bewegung des Hinder nisses in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die gegenwärtig von der ersten Fahrumgebungs-Ausgabe einheit festgestellt werden, und vom vorher festge stellten Abstand und Azimuth, und eine zweite Fahr umgebungs-Ausgabeeinheit vorgesehen zum Bestimmen der einen Position, an der sich das Hindernis befindet, in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die ge genwärtig von der ersten Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit festgestellt werden, und der anderen Position, an der sich das Hindernis nach der Bewegung befinden wird, in Abhängigkeit von der Größe und der Richtung der Bewegung in einer wahren räumlichen Koordinate in bezug auf die Fahrstrecke des Fahrzeugs, um das den Größenindex des Hindernisses anzeigende Bild an der einen Position, an der sich das Hindernis befindet, und ein die Größe der Bewegung anzeigendes anderes Bild an der anderen Position, an der sich das Hinder nis nach der Bewegung befinden wird, darzustellen. Hierdurch kann ein Fahrer erkennen, in welcher Rich tung und in welchem Ausmaß sich das Hindernis bewegt.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das einen Größenindex und die Größe einer Bewegung eines Hin dernisses jeweils durch die Größe von Kreisen anzeigt und das eine Linie, die eine gemeinsame Tangentenli nie für jeden Kreis sein könnte, anzeigt.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem sechsten Aspekt der Erfindung eine Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit vor gesehen zur Anzeige des Größenindex und der Größe der Bewegung des Hindernisses jeweils durch die Größe von Kreisen und zur Anzeige der Linie, die die gemeinsame Tangentenlinie für jeden Kreis sein könnte. Hierdurch kann ein Fahrer leicht und unmittelbar die Größe, die Bewegungsrichtung und dergleichen des Hindernisses erkennen.

Gemäß einem siebenten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das einen Größenindex eines Hindernisses durch ein dreidimen sionales Bild mit einer Größe entsprechend dem Index anzeigt. Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach dem sieben ten Aspekt der Erfindung eine Fahrumgebungs-Ausgabe einheit vorgesehen zur Anzeige des Größenindex des Hindernisses durch das dreidimensionale Bild mit der Größe entsprechend dem Index. Hierdurch ist es mög lich, daß ein Fahrer leicht und unmittelbar die Größe des Hindernisses erkennen kann.

Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung ist ein Fahr umgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das einen Größenindex und die Größe einer Bewegung eines Hin dernisses durch ein dreidimensionales Bild mit einer Größe entsprechend dem Index und der Größe der Bewe gung anzeigt.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem achten Aspekt der Erfindung eine Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit vor gesehen zur Anzeige des Größenindex und der Größe der Bewegung des Hindernisses durch das dreidimensionale Bild mit der Größe entsprechend dem Index und der Größe der Bewegung. Dadurch kann ein Fahrer leicht und unmittelbar die Größe und dergleichen des Hinder nisses erkennen.

Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das einen gemäß einer Berechnung bestimmten Größenindex eines Hindernisses erweitert für den Fall, daß die Höhe des Hindernisses größer als dessen Breite ist.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem neunten Aspekt der Erfindung eine Hindernisextraktionseinheit vor gesehen zum Erweitern des durch die Berechnung be stimmten Größenindex des Hindernisses für den Fall, daß die Höhe des Hindernisses größer als dessen Brei te ist. Hierdurch kann ein Hindernis in großem Ausmaß angezeigt werden, das zwar klein ist, aber eine ern ste Gefahr darstellt.

Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das sich auf einen Größenindex eines Hindernisses bezieht, der entsprechend einem Abstand zum Hindernis voreinge stellt ist für den Fall, daß der Abstand und ein Azi muth zum Hindernis durch eine Hinderniserfassungsein heit festgestellt sind, und eine Hindernisextrak tionseinheit keinen Größenindex des Hindernisses aus gibt, und den Größenindex des Hindernisses entspre chend dem von der Hinderniserfassungseinheit festge stellten Abstand zu einer Fahrumgebungs-Ausgabeein heit ausgibt.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem zehnten Aspekt der Erfindung eine Hindernisextraktions-Hilfseinheit vorgesehen für die Bezugnahme auf den Größenindex des Hindernisses, der entsprechend dem Abstand zum Hin dernis voreingestellt ist für den Fall, daß der Ab stand und der Azimuth des Hindernisses durch die Hin derniserfassungseinheit festgestellt sind und die Hindernisextraktionseinheit keinen Größenindex des Hindernisses ausgibt, und zur Ausgabe des Größeninde xes des Hindernisses entsprechend dem von der Hinder niserfassungseinheit festgestellten Abstand an die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit. Hierdurch kann ein Fah rer auch dann von der Anwesenheit des Hindernisses informiert werden, wenn ein vorübergehender Fehler bei der Bildverarbeitung auftreten sollte.

Gemäß einem elften Aspekt der Erfindung ist ein Fahr umgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, das anstelle eines von einer Hindernisextraktions-Hilfseinheit ausgegebenen Größenindex eines Hindernisses einen Ersatzindex, der einen größeren Wert als der Größen index hat, zu einer Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit aus gibt für den Fall, daß eine Hinderniserfassungsein heit einen Abstand und einen Azimuth zum Hindernis feststellt und eine Hindernisextraktionseinheit kei nen Größenindex des Hindernisses ausgibt, selbst nachdem eine vorbestimmte Zeit oder mehr seit der Feststellung des Abstandes und des Azimuths verstri chen ist.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem elften Aspekt der Erfindung eine Datensubstitutionseinheit vorgese hen zur Ausgabe eines Ersatzindexes anstelle des von der Hindernisextraktions-Hilfseinheit ausgegebenen Größenindexes des Hindernisses, der einen höheren Wert hat als der Größenindex, an die Fahrumgebungs- Ausgabeeinheit für den Fall, daß die Hinderniserfas sungseinheit den Abstand und den Azimuth zum Hinder nis feststellt und die Hindernisextraktionseinheit keinen Größenindex des Hindernisses ausgibt, selbst nachdem die vorbestimmte Zeit oder mehr seit der Feststellung des Abstandes und des Azimuths verstri chen ist. Hierdurch ist es möglich, einen Fahrer von der Anwesenheit des Hindernisses zu unterrichten, selbst wenn ein vorübergehender Fehler bei der Bild verarbeitung auftreten sollte, sowie von der Möglich keit einer ernsthaften Gefahr.

Gemäß einem zwölften Aspekt der Erfindung ist ein Fahrumgebungs-Überwachungsgerät vorgesehen, bei wel chem für den Fall, daß eine Hinderniserfassungsein heit einen Abstand und einen Azimuth zum Hindernis feststellt und eine Hindernisextraktionseinheit kei nen Größenindex eines Hindernisses ausgibt, selbst nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne oder mehr seit der Feststellung des Abstandes und des Azimuths ver strichen ist, entschieden wird, daß eine Fehlfunktion aufgetreten ist, um diese anzuzeigen.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist bei dem Fahr umgebungs-Überwachungsgerät nach dem zwölften Aspekt der Erfindung eine Fehlfunktions-Anzeigeeinheit vor gesehen zur Entscheidung, daß eine Fehlfunktion auf tritt, um diese anzuzeigen, für den Fall, daß die Hinderniserfassungseinheit den Abstand und den Azi muth zum Hindernis feststellt und die Hindernisex traktionseinheit den Größenindex des Hindernisses nicht ausgibt, selbst nachdem die vorbestimmte Zeit spanne oder mehr seit der Feststellung des Abstandes und des Azimuths verstrichen ist. Hierdurch kann der Fahrer über das Auftreten eines Fehlers bei der Bild verarbeitung informiert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein bekanntes Fahr umgebungs-Überwachungsgerät,

Fig. 2 eine das bekannte Fahrumgebungs- Überwachungsgerät zeigende Schnittan sicht,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem er sten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Fahrumge bungs-Überwachungsgerät nach dem er sten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 5 eine erläuternde Darstellung zur Illu stration der Anwesenheit von Hinder nissen,

Fig. 6 eine erläuternde Darstellung zur Illu stration der Anwesenheit der Hinder nisse,

Fig. 7 eine Wiedergabe der Umrisse der Hin dernisse,

Fig. 8 die Darstellung einer die Anwesenheit der Hindernisse wiedergebenden Anzei ge,

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 10 eine Draufsicht zur Illustration der Positionen, an denen Hindernisse vor handen sind,

Fig. 11 eine erläuternde Darstellung von Be reichen zur Ableitung zweidimensionaler Bilder,

Fig. 12 eine erläuternde Darstellung der Be reiche zur Ableitung der zweidimensio nalen Bilder,

Fig. 13 ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 14A eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 14B eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 15 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Betriebsweise des Fahrumgebungs-Über wachungsgeräts nach dem vierten Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 16 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 17 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 18 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 19 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 20 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 21 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 22 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 23 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 24 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 25 ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 26 die Umrisse der Hindernisse,

Fig. 27 ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 28 ein die Beziehung zwischen einem Index und einem Abstand wiedergebendes Dia gramm,

Fig. 29 eine Anzeige zur Darstellung der Anwe senheit des Hindernisses,

Fig. 30 ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem elf ten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 31 ein die Bewegung des Hindernisses wie dergebendes Zeitdiagramm,

Fig. 32 ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem zwölften Ausführungsbeispiel der Er findung, und

Fig. 33 ein die Bewegung des Hindernisses wie dergebendes Zeitdiagramm.

Beispiel 1

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung und Fig. 4 gibt eine Draufsicht auf das Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder. In den Zeichnungen werden dieselben Bezugs zahlen für solche Teile verwendet, die identisch oder gleichwertig mit denen beim bekannten Gerät sind, und auf deren Beschreibung wird verzichtet.

Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 tasten irgendeinen von vier geteilten Umfangsbereichen I bis IV in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs 1 ab, um, wenn sich Hindernisse 2 und 20 im Abtastbereich befinden, einen relativen Abstand und einen Azimuth vom Fahrzeug 1 zu den Hindernissen 2 und 20 festzustellen. Die Laserra darvorrichtungen 11 bis 14 sind in Frontbereichen P₁ bis P₄ des Fahrzeugs befestigt und entsprechen je weils den Bereichen I, II, III und IV. Eine Hinder niserfassungseinheit 15 enthält die Laserradarvor richtungen 11 bis 14.

Ein Bildsensor 16 (eine Bilderfassungseinheit) wie eine CCD-Kamera ist an einer Position P₅ unmittelbar vor dem Fahrersitz des Fahrzeugs 1 befestigt, um zweidimensionale Bilder der Umfangsbereiche I bis IV zu erfassen. Eine Bildverarbeitungs-Bereichsbegren zungseinheit 17 bestimmt einen Bereich, in welchem sich die Hindernisse 2 und 20 befinden in Abhängig keit von durch die Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 festgestellten Azimuthwinkeln R₁ bis R₄, um das zwei dimensionale Bild entsprechend dem bestimmten Bereich vom Bildsensor 16 abzuleiten. Eine Hindernisextrak tionseinheit 18 zieht die Hindernisse 2 und 20 aus dem von der Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungsein heit 17 gelieferten Bild heraus und berechnet Größen indizes S der Hindernisse 2 und 20. Eine Fahrumge bungs-Ausgabeeinheit 19 bestimmt Positionen, an denen sich die Hindernisse 2 und 20 befinden in einer wah ren räumlichen Koordinate mit Bezug auf eine Fahr strecke des Fahrzeugs 1 auf der Grundlage der von den Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 festgestellten Ab stände und Azimuthwinkel, um Bilder wiederzugeben, die die Größenindizes S der Hindernisse 2 und 20 an den bestimmten Positionen anzeigen.

Es folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise.

Die Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 emittieren in einem vorbestimmten Zeitintervall impulsförmiges La serlicht in Vorwärtsrichtung und empfangen das an den Hindernissen 2 und 20 reflektierte Laserlicht, wenn sich die Hindernisse 2 und 20 vor dem Fahrzeug 1 be finden, um die Reflexionszeit zu messen, wodurch die Abstände zu den Hindernisse 2 und 20 festgestellt werden. Gemäß Fig. 4 befindet sich das Hindernis 2 in den Bereichen I und II und das Hindernis 20 befindet sich im Bereich III. Daher können die Laserradarvor richtungen 11, 12 und 13 das reflektierte Licht emp fangen, während die Laserradarvorrichtung 14 kein reflektiertes Licht empfängt.

Die Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 sind für jeden Bereich angeordnet, so daß die Laserradarvorrichtung 11 das den Bereich I darstellende Azimuthsignal R₁ ausgibt, wenn die Laserradarvorrichtung 11 das Hin dernis erfaßt. Demgemäß geben im Fall der Fig. 4 die Laserradarvorrichtungen 11, 12 und 13 die jeweiligen Azimuthsignale R₁, R₂ und R₃ aus, da die Laserradar vorrichtungen 11 bis 13 die Hindernisse erfassen.

Die Beschreibung der Arbeitsweise erfolgt nun unter Bezug auf einen Zustand vor dem Fahrzeug 1, der in Fig. 5 gezeigt ist. In Fig. 5 sind andere Fahrzeuge 21 bis 23 wiedergegeben, die als Hindernisse anzuse hen sind.

Gemäß Fig. 5 befinden sich die Hindernisse 21 bis 23 in den Bereichen I und II, so daß die Laserradarvor richtungen 11 und 12 das reflektierte Licht empfangen (die Laserradarvorrichtungen 13 und 14 empfangen kein reflektiertes Licht, da die Hindernisse 21 bis 23 nicht in den Bereichen III und IV vorhanden sind).

Daher messen die Laserradarvorrichtungen 11 und 12 die Reflexionszeiten, um die Abstände zu den Hinder nissen 21 bis 23 zu bestimmen für die Ausgabe von Signalen, die die Abstände r₁, r₂ und r₃ und die Azi muthwinkel R₁ und R₂ anzeigen.

Weiterhin empfängt die Bildverarbeitungs-Bereichsbe grenzungseinheit 17 die die Azimuthwinkel R₁ und R₂ anzeigenden Signale von den Laserradarvorrichtungen 11 und 12, wodurch die Anwesenheit des Hindernisses 21 im Bereich I und die Anwesenheit der Hindernisse 22 und 23 im Bereich II erkannt werden.

Zweidimensionale Bilder in den Bereich I bis IV wer den durch den Bildsensor 16 abgebildet. Die Bildver arbeitungs-Bereichsbegrenzungseinheit 17 leitet je doch nur die zweidimensionalen Bilder entsprechend den Bereichen I und II vom Bildsensor 16 ab (siehe Fig. 6), da in den Bereichen III und IV kein Hinder nis vorhanden ist. Danach gibt die Bildverarbeitungs- Bereichsbegrenzungseinheit 17 die zweidimensionalen Bilder entsprechend den Bereichen I und II zu der Hindernisextraktionseinheit 18 in einer nachfolgenden Stufe aus. Dies wird durchgeführt, weil die Hinder nisextraktionseinheit 18 betrieben wird, um Hinder nisse herauszuziehen, und der Hindernisextraktions vorgang für den Bereich unnötig ist, indem sich kein Hindernis befindet.

Nachfolgend zieht die Hindernisextraktionseinheit 18 die Hindernisse 21 bis 23 aus den zweidimensionalen Bildern entsprechend den Bereichen I und II heraus und berechnet die Größenindizes S der Hindernisse 21 bis 23. In diesem Fall werden die Hindernisse 21 bis 23 durch eine bekannte Bildverarbeitung herausgezogen (z. B. grundlegende Bildverarbeitung wie Kantenerfas sung oder Linienerfassung), und es folgt eine kurze Beschreibung der Bildverarbeitung, während auf eine detaillierte Beschreibung hiervon verzichtet wird.

Bei der Bildverarbeitung wird das zweidimensionale Bild in horizontaler und vertikaler Richtung für die Kantenextraktion differenziert, und danach werden alle benachbarten Punkte in der herausgezogenen Kante miteinander verbunden (Linienverbindung), um einen sichtbaren Umriß eines Gegenstandes zu erhalten, der als Umriß der Hindernisses angesehen wird.

Um die Art des Hindernisses zu bestimmen, ist ein Extraktionsrahmen entsprechend einer äußeren Dimen sion beispielsweise des Fahrzeugs an einer Position vorgesehen, an der das Hindernis wie zum Beispiel das Fahrzeug vorhanden sein kann, auf der Grundlage der von den Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 gelieferten Abstandsdaten. Wenn der Extraktionsrahmen mit dem Umriß des Objekts übereinstimmt, kann der Umriß des Gegenstands als das Hindernis wie zum Beispiel das Fahrzeug angesehen werden. Andernfalls wird der Umriß als ein Hintergrundobjekt oder ein anderes Hindernis wie beispielsweise ein Straßenobjekt betrachtet.

Andererseits werden die Umrisse der Hindernisse 21 bis 23 wie in Fig. 7 durch die Bildverarbeitung gege ben und der Größenindex S des Hindernisses kann be rechnet werden jeweils durch die Breite x und die Höhe y der Hindernisse 21 bis 23. Das heißt, der Grö ßenindex S₁ der Hindernisses 21, der Größenindex S₂ des Hindernisses 22 und der Größenindex S₃ des Hin dernisses 23 können wie folgt ausgedrückt werden:

Wie vorbeschrieben ist, berechnet die Hindernisex traktionseinheit 18 die Größenindizes S₁, S₂ und S₃ der Hindernisse 21 bis 23 und gibt sie an die Fahr umgebungs-Ausgabeeinheit 19 aus. Daher kann die Fahr umgebungs-Ausgabeeinheit 19 die Positionen bestimmen, an denen die Hindernisse 21 bis 23 in den wahren räumlichen Koordinaten mit Bezug auf die Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 vorhanden sind, abhängig von den von den Laserradarvorrichtungen 11 und 12 festgestellten Abständen r₁, r₂ und r₃ und den Azimuthwinkeln R₁ und R₂ (siehe Fig. 8).

Da sich in diesem Fall nur ein Hindernis im Bereich I befindet, kann die Position des Hindernisses 21 durch den Abstand r₁ und den Azimuthwinkel R₁ bestimmt wer den. Andererseits befinden sich zwei Hindernisse im Bereich II, so daß die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 eine seitliche Beziehung zwischen den Positionen der Hindernisse 22 und 23 bestimmt in Abhängigkeit vom vom Bildsensor 16 ausgegebenen zweidimensionalen Bild und die Positionen der Hindernisse 22 und 23 auf der Grundlage der sich ergebenden Bestimmung und der Abstände r₂ und r₃ zu den Hindernissen 22 und 23 festlegt.

Schließlich zeigt, wie in Fig. 8 dargestellt ist, die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 Kreise an, deren Ra dien proportional zu den Größenindizes S₁ bis S₃ der Hindernisse 21 bis 23 sind, die von der Hindernisex traktionseinheit 18 an den bestimmten Positionen her ausgezogen wurden.

Hierdurch kann ein Fahrer die Positionen und die Grö ßen der Hindernisse 21 bis 23 erkennen.

Beim ersten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Bildverarbeitung mit hoher Geschwindigkeit durchzu führen und eine Echtzeit-Verarbeitung vorzunehmen, da der Bildverarbeitungsbereich begrenzt ist. Für den Fall, daß ein wesentliches Problem bei der Echtzeit- Verarbeitung aufgrund einer langen Zeit, die für die Bildverarbeitung benötigt wird, auftritt, kann der Umfangsbereich weiter in sechs Bereiche oder acht Bereiche statt in vier Bereiche aufgeteilt werden, um die Größe des zu verarbeitenden zweidimensionalen Bildes herabzusetzen. Es ist hierdurch möglich, eine Bildverarbeitung mit höherer Geschwindigkeit ohne irgendein Problem bei der Echtzeit-Verarbeitung durchzuführen.

Beispiel 2

Beim ersten Ausführungsbeispiel wurde eine Hindernis erfassungseinheit 15 beschrieben, die vier an vorbe stimmten Positionen befestigte Laserradarvorrichtun gen 11 bis 14 enthält. Alternativ hierzu kann eine Laserradarvorrichtung vorgesehen sein, die einen wei teren Abtastbereich aufweist als die Laserradarvor richtungen 11 bis 14. In diesem Fall ist es auch nicht erforderlich, wie beim bekannten Gerät mit ei nem kleinen und sehr genauen Winkel abzutasten, und ein Abtastbereich kann in vier Bereiche wie beim er sten Ausführungsbeispiel oder etwa acht Bereiche un terteilt werden. Es treten keine Probleme bei einer Echtzeit-Verarbeitung auf, wenn die Abtastung mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird, bei der alle Bereiche in einem Intervall von etwa 10 ms oder weni ger verarbeitet werden können.

Beispiel 3

Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrumgebungs- Überwachungsgerät nach der Erfindung. Hierin ist eine zusätzliche Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungsein heit 24 vorgesehen zur Begrenzung eines durch die Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungseinheit 17 be stimmten Bereichs entsprechend einem durch die Laser radarvorrichtungen 11 bis 14 (d. h. die Hinderniser fassungseinheit 15) festgestellten Abstand und zum Ableiten eines zweidimensionalen Bildes entsprechend dem begrenzten Bereich von der Bildverarbeitungs-Be reichsbegrenzungseinheit 17.

Es folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, stellt die Laserradarvor richtung 12 die Anwesenheit eines Hindernisses in einem Bereich II an einer durch einen Abstand r_n ge trennten Position fest, und die Laserradarvorrichtung 13 stellt die Anwesenheit eines anderen Hindernisses in einem Bereich III an einer durch einen Abstand r_f getrennten Position fest.

Hierdurch leitet die Bildverarbeitungs-Bereichsbe grenzungseinheit 17 zweidimensionale Bilder in den Bereichen II und III ab, das heißt die zweidimensio nalen Bilder von einem Bildsensor 16 entsprechen den schraffierten Bereichen in Fig. 11.

Dann leitet die zusätzliche Bildverarbeitungs-Be reichsbegrenzungseinheit 24 die zweidimensionalen Bilder entsprechend den schraffierten Bereichen in Fig. 12 aus der Bildverarbeitungs-Bereichsbegren zungseinheit 17 gemäß den festgestellten Abständen r_n und r_f ab.

Das heißt, die zweidimensionalen Bilder können ver kleinert werden, da es möglich ist, abhängig von den festgestellten Abständen r_n und r_f angenäherte Posi tionen zu erfassen, an denen die Hindernisse vorhan den sind. Durch die Verkleinerung ist es möglich, die Hindernisse mittels einfacher Durchführung der Bild verarbeitung nur für durch die Abstände r_n und r_f getrennte Bereiche zu entdecken, da die Hindernisse in den durch die Abstände r_n und r_f getrennten Um fangsbereichen vorhanden sind. Es ist hierdurch mög lich, die Bildverarbeitung in der Hindernisextrak tionseinheit 18 in einer nachfolgenden Stufe mit hö herer Geschwindigkeit durchzuführen.

Beispiel 4

Fig. 13 enthält ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem vierten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Eine Vorhersageeinheit 25 dient zur Vorhersage einer Größe S_D der Bewegung eines Hindernisses abhängig von einem Abstand und einem Azimuth, die gegenwärtig durch die Laserradar vorrichtungen 11 bis 14 festgestellt werden, und ei nem anderen Abstand und einem anderen Azimuth, die vorher festgestellt wurden. Eine Fahrumgebungs-Aus gabeeinheit 26 stellt ein Bild dar, das die Größe S_D der Bewegung des Hindernisses an einer durch die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 bestimmten Position anzeigt.

Es folgt die Beschreibung der Arbeitsweise.

Die Teile mit Ausnahme der Vorhersageeinheit 25 und der Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 26 sind identisch mit den beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebe nen, und auf die Erläuterung ihrer Arbeitsweise wird verzichtet. Aus Gründen der Einfachheit erfolgt die Beschreibung nur für den Fall, daß ein Hindernis 21 vorhanden ist.

Da nur das Hindernis 21 betrachtet wird, wird ange nommen, daß die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 ein Bild entsprechend dem in Fig. 14A gezeigten wieder gibt.

Die Vorhersageeinheit 25 speichert eine Position des Hindernisses 21, die von der Fahrumgebungs-Ausgabe einheit 19 als ein Positionsvektor (t₁) des Hinder nisses 21 zu einem Zeitpunkt t₁ bestimmt ist (Schritt ST1 in Fig. 15) (nachfolgend wird jeder Vektor durch einen Buchstaben in gotischer Schrift ausgedrückt, zum Beispiel r(t₁)). Der Positionsvektor r(t₁) ist ein Positionsvektor mit der Mitte der Vorderseite eines Fahrzeugs als Ursprung, und er kann bestimmt werden durch einen Abstand r(t₁) und einen Azimuth R(t) zum Hindernis 21 im Zeitpunkt t₁.

Nachfolgend leitet die Vorhersageeinheit 25 eine Po sition des Hindernisses zu einem Zeitpunkt t₂ von der Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 ab, um die Position als den Positionsvektor r(t₂) des Hindernisses 21 zum Zeitpunkt t₂ zu definieren (Schritt ST2). Somit stellt die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 ein Bild gemäß Fig. 14B dar, in welcher ein anderes Bild nur zu Illustrationszwecken durch gestrichelte Linien wiedergegeben ist, das tatsächlich nicht dargestellt wird.

Schließlich bestimmt die Vorhersageeinheit 25 eine Differenz zwischen dem Positionsvektor r(t₂) und dem Positionsvektor r(t₁) zur Bestimmung eines Vektors d(t₂) für die vorhergesagte Bewegung (Schritte ST3 und ST4) und bestimmt einen Absolutwert des Bewe gungsvektors d(t₂) zur Festlegung der Größe S_D der Bewegung wie folgt (Schritt ST5):

d(t₂) = k(r(t₂) - r(t₁))
S_D = |k|·| (r(t₂) - r(t₁))|

worin k eine Konstante ist. Die bestimmte Größe S_D der Bewegung wird in die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 26 eingegeben. Wie in Fig. 16 gezeigt ist, addiert die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 26 eine Länge a, die sich proportional zur Größe S_d der Bewegung erstreckt zu einem Radius b eines Kreises, der sich proportio nal zu einem Größenindex S₁ des Hindernisses 21 er streckt, um die Größe S_D der Bewegung als einen kon zentrischen Kreis darzustellen, der auf einer äußeren Peripherie des den Index S₁ anzeigenden Kreises posi tioniert ist. Daher kann ein Radius S* des die Größe S_D der Bewegung anzeigenden Kreises ausgedrückt wer den als S* = a + b.

Hierdurch wird, selbst wenn Hindernisse dieselbe ha ben, das Hindernis größer dargestellt, da es sich schneller bewegt, so daß leichter entschieden werden kann, ob die Gefahr ernsthaft ist oder nicht.

Obgleich das vierte Ausführungsbeispiel unter Bezug auf die Zeitpunkte t₁ und t₂ beschrieben wurde, wird tatsächlich derselbe Prozeß für jeweils einen Zeit abschnitt Δt wiederholt, um einen Vektor d(t) für die vorhergesagte Bewegung und die Größe S_D der Bewegung zu jeder Zeit zu bestimmen zur Anzeige konzentrischer Kreise.

Beispiel 5

Das vierte Ausführungsbeispiel wurde mit Bezug auf den Fall beschrieben, in welchem ein eine Größe S_D der Bewegung anzeigender Kreis als ein konzentrischer Kreis dargestellt wird, der auf einem äußeren Umfang eines einen Größenindex eines Hindernisses anzeigen den Kreises angeordnet ist. Wie jedoch in Fig. 17 gezeigt ist, kann eine vorhergesagte Position eines Hindernisses 21 zu einem Zeitpunkt t₃ entsprechend einem Vektor d(t₂) für die vorhergesagte Bewegung und die Größe S_D der Bewegung, entsprechend der Bestim mung durch die Vorhersageeinheit 25 bestimmt werden, und ein Kreis mit einem Radius, der sich proportional zu der Größe S_D der Bewegung erstreckt, kann an der Position wiedergegeben werden.

In der Zeichnung stellen die gestrichelten Linien jeweils gemeinsame Tangenten für jeden Kreis dar zum Zweck der Anzeige der Bewegungsrichtung.

Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist es somit möglich, den Grad der Gefahr in der Bewegungsrichtung des Hindernisses zu bestimmen.

Beispiel 6

Im fünften Ausführungsbeispiel wurde der Fall be schrieben, daß ein Größenindex eines Hindernisses durch die Größe eines Kreises angezeigt wird. Wie jedoch in Fig. 18 gezeigt ist, kann der Größenindex S₁ des Hindernisses durch die Größe der Bodenfläche einer Säule angezeigt werden.

Hierdurch bestehen Vorteile dadurch, daß es möglich ist, eine stereoskope Darstellung vorzusehen und das Erfassen eines Gesamtbildes der Fahrumgebung gegen über dem vorstehenden Ausführungsbeispiel zu verein fachen.

In diesem Fall schneiden sich Koordinatenachsen (ent sprechend den Achsen in einer Vorderrichtung und in einer Seitenrichtung eines Fahrzeugs untereinander nicht in einem rechten Winkel, sondern diagonal.

Beispiel 7

Im sechsten Ausführungsbeispiel wurde der Fall be schrieben, daß ein Größenindex S₁ eines Hindernisses durch die Größe der Bodenfläche einer Säule angezeigt wird. Wie jedoch in den Fig. 19 und 20 gezeigt ist, kann der Größenindex S₁ des Hindernisses durch einen Kegel mit kreisförmigem Querschnitt oder eine gloc kenförmige Gestalt mit dem Größenindex S₁ als Höhe angezeigt werden.

Da der Größenindex S₁ des Hindernisses der Höhe ent spricht, wie vorstehend dargelegt ist, ergeben sich Vorteile dadurch, daß es möglich ist, eine visuelle Differenz des Index S₁ klarer anzugeben und ein Ge samtbild einer Fahrumgebung zu vereinfachen. Weiter hin kann die Möglichkeit der Darstellung eines ent fernten Hindernisses erhöht werden, ohne daß es im Schatten eines nahen Hindernisses liegt.

Obgleich das siebente Ausführungsbeispiel in bezug auf einen kreisförmigen Kegel oder eine Glockenform beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung jede gewünschte Form verwenden, bei der der Größen index S₁ des Hindernisses in drei Dimensionen ange zeigt werden kann.

Beispiel 8

Das sechste und das siebente Ausführungsbeispiel wur den in bezug auf einen Fall beschrieben, bei welchem eine dreidimensionale Figur auf der Grundlage des Größenindex S₁ eines Hindernisses wiedergegeben wird. Wie jedoch in den Fig. 21 bis 24 gezeigt ist, kann die dreidimensionale Figur auf der Grundlage des Grö ßenindexes S₁ und einer Größe S_D der Bewegung des Hindernisses wiedergegeben werden.

Gemäß Fig. 21 werden der Größenindex S₁ und die Größe der Bewegung des Hindernisses durch die Bodenfläche der dreidimensionalen Figur angezeigt, und gemäß Fig. 22 entsprechen die Bodenfläche und die Höhe jedes kreisförmigen Kegels dem Index S₁ und der Größe S_D der Bewegung.

Gemäß Fig. 23 ist ein Scheitelpunkt auf einem Kreis entsprechend dem Index S₁ vorgesehen, und Fig. 24 illustriert eine dreidimensionale Figur, in welcher ein Scheitelpunkt im Flächenmittelpunkt beider Kreise vorgesehen ist.

Obgleich das achte Ausführungsbeispiel mit Bezug auf den kreisförmigen Kegel oder dergleichen beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung jede gewünschte Form verwenden, die den Größenindex S₁ des Hindernis ses in drei Dimensionen anzeigen kann.

Beispiel 9

Fig. 25 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem neunten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Eine Hindernisextrak tionseinheit 27 dient zum Herausziehen eines Hinder nisses aus einem von der Bildverarbeitungs-Bereichs begrenzungseinheit 17 vorgegebenen zweidimensionalen Bild, um einen Größenindex S der Hindernisses zu be rechnen, und zum Erweitern des Indexes S, wenn das Hindernis eine Höhe y hat, die größer als dessen Breite x ist.

Es erfolgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise.

Wenn beispielsweise zwei Hindernisse vorhanden sind, wird angenommen, daß die Hindernisextraktionseinheit 27 die Hindernisse wie beim ersten Ausführungsbei spiel herauszieht, wodurch sich die Umrisse der Hin dernisse gemäß Fig. 26 ergeben.

Während wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Hin dernisextraktionseinheit 27 die Größenindizes S₁, S₂ der Hindernisse 21 und 22 entsprechend den Gleichun gen (3) und (4) berechnet, werden die resultierenden Indizes S₁ und S₂ nicht als endgültige Bestimmung verwendet, und der Betrieb wird gemäß folgender Ver arbeitung weitergeführt.

Das heißt, die Hindernisextraktionseinheit 27 be stimmt weiterhin Verhältnisse ε₁ und ε₂ der Höhen zu den Breiten der Hindernisse 21 und 22 (d. h., ε₁ = y₁/x₁, ε₂ = y₂/x₂) zur Multiplikation der vorher bestimmten Indizes S₁ und S₂ mit den Erweiterungsko effizienten entsprechend den Verhältnissen ε₁ und ε₂ wie folgt:

S₁ = Erweiterungskoeffizient × S₁ (6)

S₂ + Erweiterungskoeffizient × S₂ (7)

Jeder Erweiterungskoeffizient entsprechend dem Ver hältnis ε wird wie folgt eingestellt:

A. Der Erweiterungskoeffizient ist gleich 1 für ε < 1. In diesem Fall ist die Höhe des Hindernisses größer als dessen Breite, so daß die durch die Glei chungen (3) und (4) erhaltenen Indizes S als endgül tige Indizes S ausgegeben werden.
B. Der Erweiterungskoeffizient ist a für 1 < ε < ε_a (a < 1). In diesem Fall wird ein oberer Grenzwert ε_a (zum Beispiel ε_a = 2) so eingestellt, daß das Verhältnis von Höhe zu Breite in einem Be reich entsprechend einem Motorrad ist, und der Erwei terungskoeffizient a wird beispielsweise auf 2 einge stellt.
C. Der Erweiterungskoeffizient ist b für ε_a < ε < ε_b (b < 1 und b < a). In diesem Fall werden ein unterer Grenzwert ε_a und ein oberer Grenzwert ε_b (zum Beispiel ε_b = 3) so eingestellt, daß das Ver hältnis von Höhe zu Breite in einem Bereich entspre chend dem eines menschlichen Körpers ist; und der Erweiterungskoeffizient wird beispielsweise auf 4 eingestellt.

Wenn daher das Verhältnis ε₁ des Hindernisses 21 die Bedingung A und das Verhältnis ε₂ des Hindernisses 22 die Bedingung B erfüllen, können die Größenindizes S₁, S₂ der Hindernisse 21 und 22 wie folgt ausge drückt werden:

S₁ = 1 × S₁ (8)

S₂ = a × S₂ (9)

Wie vorstehend dargestellt ist, wird beim neunten Ausführungsbeispiel der Erweiterungskoeffizient im Hinblick auf das Verhältnis von Höhe zu Breite des Hindernisses multipliziert. Es ist hierdurch möglich, das Hindernis wie ein Motorrad oder ein menschlicher Körper, das klein, aber sehr gefährlich ist, sehr groß darzustellen und den Grad der Gefahr deutlicher anzuzeigen, wodurch sich eine angemessene Entschei dung über die Möglichkeit einer Kollision ergibt.

Beispiel 10

Fig. 27 enthält das Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem zehnten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Eine Hindernisextrak tions-Hilfseinheit 28 bezieht sich auf einen Größen index S₀(r) eines Hindernisses, der entsprechend ei nem relativen Abstand r zum Hindernis voreingestellt ist für den Fall, daß der relative Abstand r und ein Azimuth R zum Hindernis von den Laserradarvorrichtun gen 11 bis 14 erfaßt werden, und für den Fall, daß die Hindernisextraktionseinheit 18 keinen Größenindex S des Hindernisses ausgibt, und sie gibt den Größen index S₀(r) des Hindernisses entsprechend dem von den Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 erfaßten Abstand r an die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 aus.

Die Arbeitsweise wird nachfolgend beschrieben.

Als Beispiel erfolgt die Beschreibung eines Falles, bei dem nur ein Hindernis vorhanden ist und die La serradarvorrichtung 11 das Hindernis 21 erfaßt.

Typischerweise berechnet die Hindernisextraktionsein heit 18 den Größenindex S₁ des Hindernisses und gibt diesen aus, wenn die Laserradarvorrichtung 11 das Hindernis 21 erfaßt. Wenn jedoch eine Fehlfunktion bei der Bildverarbeitung auftritt oder die Berechnung für den Index nicht vollständig beendet ist, gibt die Hindernisextraktionseinheit 18 manchmal keinen Index S₁ aus, selbst wenn die Laserradarvorrichtung 11 den relativen Abstand r₁ und den Azimuth R₁ zum Hindernis 21 feststellt.

Folglich bezieht sich die Hindernisextraktions-Hilfs einheit 28 auf Entscheidungsbezugsdaten S_th(r₁), die mit dem Abstand r₁ in Entscheidungsbezugsdaten S_th(r) verbunden sind, die entsprechend dem Abstand r zum Hindernis 21 voreingestellt sind, wenn die Laserra darvorrichtung 11 den relativen Abstand r₁ und den Azimuth R₁ zum Hindernis 21 feststellt (siehe Fig. 28). Dann vergleicht die Hindernisextraktions-Hilfs einheit 28 die Entscheidungsbezugsdaten S_th(r₁) mit von der Hindernisextraktionseinheit 18 ausgegebenen Daten S (welche beispielsweise Daten mit dem Wert 0 ausgibt, wenn sie keinen Index S₁ ausgibt).

Wenn die Daten S größer als die Entscheidungsbezugs daten S_th(r₁) sind, entscheidet die Hindernisextrak tions-Hilfseinheit 28 normalerweise, daß der Index S von der Hindernisextraktionseinheit 18 ausgegeben wird, und beliefert die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 mit dem Index S₁, so wie er ist. Wenn jedoch die Daten S kleiner als die Entscheidungsbezugsdaten S_th(r₁) sind, entscheidet die Hindernisextraktions- Hilfseinheit 28, daß irgendeine Fehlfunktion bei der Bildverarbeitung auftritt. Dann bezieht sich die Hin dernisextraktions-Hilfseinheit 28 auf Entscheidungs bezugsdaten S₀(r₁), die mit dem Abstand r₁ in Ent scheidungsbezugsdaten S₀(r) verbunden sind, die ent sprechend dem Abstand r zum Hindernis voreingestellt sind (siehe Fig. 28), und gibt den Index S₀(r₁) an die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 aus.

Fig. 29 zeigt ein illustratives Ausgangssignal der Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19.

Wie vorbeschrieben ist, gibt beim zehnten Ausfüh rungsbeispiel, wenn die Hindernisextraktionseinheit 18 keinen Index S₁ ausgibt, die Hindernisextraktions- Hilfseinheit 28 den Index S₀(r₁) aus. Als Folge hier von ist es möglich, einen Fahrer über das gegenwärti ge Hindernis zu informieren, selbst wenn bei der Bildverarbeitung eine Fehlfunktion auftritt.

Beispiel 11

Fig. 30 enthält das Blockschaltbild eines Fahrumge bungs-Überwachungsgeräts nach dem elften Ausführungs beispiel der Erfindung. Eine Datenersetzungseinheit 29 dient zur Ausgabe eines Substitutionsindexes S_x(r) anstelle eines von der Hindernisextraktions-Hilfsein heit 28 ausgegebenen Größenindexes S₀(r) eines Hin dernisses, der einen größeren Wert als der Größenin dex S₀(r) hat, an die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit 19 für den Fall, daß die Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 einen relativen Abstand r und einen Azimuth R zum Hindernis feststellen und die Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 keinen Größenindex S des Hindernisses aus geben, selbst wenn eine vorbestimmte Zeit T₀ oder mehr seit der Feststellung des Abstandes r und des Azimuths R verstrichen ist.

Es folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise.

Fig. 31 zeigt einen Zustand, bei dem das Hindernis 21 sich aus einem Bereich I in einem Bereich II bewegt, das heißt einen Zustand, bei dem das Hindernis 21 für eine Zeitspanne von t₁ bis t₃ im Bereich I vorhanden ist und in den Bereich II zu einem Zeitpunkt t₃ ein tritt.

In diesem Ausführungsbeispiel ist, während die Hin dernisextraktionseinheit 18 normalerweise einen Grö ßenindex S(r₂) des Hindernisses 21 unmittelbar vor dem Zeitpunkt t₃ ausgibt, die Berechnung eines Grö ßenindexes S(r₃) des Hindernisses 21 abhängig von einem Abstand r₃ und einem Azimuth R₂ nicht vollstän dig beendet, unmittelbar nachdem das Hindernis 21 in den Bereich II eintritt (d. h. zum Zeitpunkt t₃). Da her bezieht sich die Hindernisextraktions-Hilfsein heit 28 als ein einleitender Schritt auf den Index S₀(r₃) und gibt diesen aus in Verbindung mit dem Ab stand r₃ wie beim zehnten Ausführungsbeispiel.

Jedoch entscheidet bei diesem Ausführungsbeispiel die Datenersetzungseinheit 29, da die Hindernisextrak tionseinheit 18 keinen Index S(r₃) ausgibt, selbst nachdem die vorbestimmten Zeitspanne T₀ seit der Aus gabe des Index S₀(r₃) durch die Hindernisextraktions- Hilfseinheit 28 verstrichen ist, daß irgendeine Fehl funktion bei der Bildverarbeitung auftritt. In diesem Zusammenhang wird die vorbestimmte Zeitspanne T₀ aus reichend länger als die Zeitspanne T_c eingestellt, die für die Berechnung des Index S(r₃) bei der norma len Durchführung der Bildverarbeitung benötigt wird.

Demgemäß gibt die Datenersetzungseinheit 29 einen Wert S_x(r₃) aus anstelle des von der Hindernisextrak tions-Hilfseinheit 28 ausgegebenen Indexes S₀(r₃), der größer als S₀(r₃) ist, um die Fehlfunktion in der Bildverarbeitung klarzustellen, damit der Fahrer auf deren Auftreten aufmerksam gemacht wird.

S_x(r) ist ein Index, der vorhanden ist entsprechend dem Abstand r zum Hindernis wie im Fall von S₀(r).

Wie vorstehend dargestellt ist, gibt beim elften Aus führungsbeispiel die Datenersetzungseinheit 29, wenn die Hindernisextraktionseinheit 18 keinen Index S(r₃) ausgibt, selbst nachdem die vorbestimmte Zeitspanne T₀ oder mehr seit der Ausgabe des Indexes S₀(r₃) durch die Hindernisextraktions-Hilfseinheit 28 verstrichen ist, einen Wert S_x(r₃) anstelle von S₀(r₃) aus. Als Folge wird ein vergrößertes Bild dargestellt, um die Aufmerksamkeit des Fahrers sicherer auf die Fehlfunk tion zu lenken.

Das elfte Ausführungsbeispiel wurde beschrieben mit Bezug auf den Fall, bei dem der Abstand r entspre chend den repräsentativen Azimuthwinkeln R₁, R₂, R₃ und R₄ und die Ein-/Ausgabe des Indexes S parallel verarbeitet werden. Jedoch kann ein Register vorgese hen sein, um die jeweiligen Daten für eine vorbe stimmte Zeitspanne zu halten und um die Ein-/Ausgabe und Übertragung von Daten in Reihe über eine einzige Übertragungsleitung durchzuführen in Synchronisation mit einem Takt mit kurzem Zyklus, der ein Viertel oder weniger als die Zeitspanne zwischen den Zeit punkten t₁ und t₂ beträgt.

Beispiel 12

Das elfte Ausführungsbeispiel wurde mit Bezug auf einen Fall beschrieben, bei dem eine Datenersetzungs einheit 29 den Index S_x(r₃) anstelle des Indexes S₀(r₃) ausgibt. Alternativ kann, wie in den Fig. 32 und 33 gezeigt ist, für den Fall, daß die Hindernis extraktionseinheit 18 einen Größenindex S(r) eines Hindernisses nicht ausgibt, selbst nachdem eine vor bestimmte Zeitspanne T_x oder mehr von der Feststel lung eines relativen Abstands r und eines Azimuths R durch die Laserradarvorrichtungen 11 bis 14 verstri chen ist, eine Fehlfunktions-Bestimmungseinheit 30 (eine Fehlfunktions-Anzeigeeinheit) entscheiden, daß irgendeine Fehlfunktion auftritt, und eine Fehlfunk tionszustands-Ausgabeeinheit 31 (eine Fehlfunktions- Anzeigeeinheit) kann das Auftreten der Fehlfunktion anzeigen.

Als ein Beispiel der Ausgabe der Fehlfunktionszu stands-Ausgabeeinheit 31 kann eine konische Figur entsprechend dem Hindernis in Fig. 19 aufflackern, oder Buchstaben wie "Fehler" können auf derselben Anzeige wiedergegeben werden. Alternativ kann ein bekanntes Stimmenerzeugungsgerät verwendet werden, um eine Sprachansage wie "Fehler im Bildverarbeitungs- System" zu erzeugen, oder eine Alarmvorrichtung kann zur Erzeugung eines Pieptons verwendet werden.

Beispiel 13

Die Ausführungsbeispiele wurden mit Bezug auf ein System beschrieben, um ein Hindernis in einem Um fangsbereich vor einem Fahrzeug 1 zu überwachen. Je doch kann die Erfindung auf ein System angewendet werden, um das Hindernis in einem Umfangsbereich in einer Seitenrichtung oder hinter dem Fahrzeug 1 zu überwachen.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist gemäß dem er sten Aspekt der Erfindung der Bereich, in welchem das Hindernis vorhanden ist, in Abhängigkeit von dem von der Hinderniserfassungseinheit festgestellten Azi muth bestimmt, um das zweidimensionale Bild entspre chend dem bestimmten Bereich durch die Bilderfas sungseinheit abzuleiten, und das Hindernis wird aus dem zweidimensionalen Bild herausgezogen, um den Grö ßenindex für das Hindernis zu berechnen. Daher ist es für die Hindernisextraktionseinheit in der nachfol genden Stufe ausreichend, das Hindernis nur aus dem zweidimensionalen Bild entsprechend dem bestimmten Bereich herauszuziehen. Weiterhin ist es für die Hin derniserfassungseinheit ausreichend, eine Erfassungs genauigkeit mit einem solchen Grad zu haben, daß die Anwesenheit des Hindernisses erfaßt werden kann. Als Folge ergibt sich die Wirkung, daß beispielsweise die Erfassungszeit im Vergleich mit einem bekannten Gerät ohne Herabsetzung der Erfassungsgenauigkeit beträcht lich reduziert werden kann.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist der durch die Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungseinheit be stimmte Bereich entsprechend dem durch die Hindernis erfassungseinheit festgestellten Abstand begrenzt und das zweidimensionale Bild entsprechend dem begrenzten Bereich wird von der Bildverarbeitungs-Bereichsbe grenzungseinheit abgeleitet. Als Folge ergibt sich die Wirkung, daß die Verarbeitungszeit in der Hinder nisextraktionseinheit in einer nachfolgenden Stufe gegenüber dem ersten Aspekt der Erfindung weiter re duziert werden kann.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird die Größe der Bewegung des Hindernisses vorhergesagt in Abhän gigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die gegenwärtig von der Hinderniserfassungseinheit festgestellt wer den, und vom vorher festgestellten Abstand und Azi muth, und die Position, an welcher das Hindernis vor handen ist, wird in der wahren räumlichen Koordinate in bezug zu der Fahrstrecke des Fahrzeugs in Abhän gigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die gegenwärtig von der Hinderniserfassungseinheit festgestellt wer den, bestimmt, um das Bild darzustellen, das den Grö ßenindex und die Größe der Bewegung des Hindernisses an der bestimmten Position anzeigt, wodurch ein Fah rer erkennen kann, in welchem Ausmaß sich das Hinder nis bewegt. Als Folge ergibt sich die Wirkung, daß der Fahrer genau die Möglichkeit einer Kollision er fassen kann.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung werden der Größenindex und die Größe der Bewegung des Hindernis ses jeweils durch die Größe von Kreisen angezeigt, und der die Größe der Bewegung darstellende Kreis wird durch den konzentrischen Kreis angezeigt, der auf dem äußeren Umfang des den Größenindex des Hin dernisses anzeigenden Kreises angeordnet ist. Hier durch hat ein Fahrer die Möglichkeit, leicht und un mittelbar die Größe und so weiter des Hindernisses zu erkennen. Als Folge ergibt sich die Wirkung, daß bei spielsweise der Fahrer die Möglichkeit einer Kolli sion genau erfassen kann.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung werden die Größe und die Richtung der Bewegung des Hindernisses vorhergesagt in Abhängigkeit von dem Abstand und dem Azimuth, die gegenwärtig von der Hinderniserfassungs einheit festgestellt werden, und dem vorher festge stellten Abstand und Azimuth, und die eine Position, an der das Hindernis vorhanden ist, wird bestimmt in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die gegen wärtig von der Hinderniserfassungseinheit festge stellt werden, und die andere Position, an der sich das Hindernis nach der Bewegung befinden wird, wird bestimmt in Abhängigkeit von der Größe der Bewegung und der Richtung der Bewegung in einer wahren räumli chen Koordinate in bezug auf die Fahrstrecke des Fahrzeugs, um das den Größenindex des Hindernisses anzeigendes Bild an der Position darzustellen, an der das Hindernis vorhanden ist, und ein anderes, die Größe der Bewegung anzeigendes Bild an der Position, an der das Hindernis nach der Bewegung vorhanden sein wird, darzustellen. Als Folge ergibt sich die Wir kung, daß beispielsweise der Fahrer die Möglichkeit einer Kollision genau erfassen kann.

Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung werden der Größenindex und die Größe der Bewegung des Hindernis ses durch die Größe des Kreises angezeigt und es wird die Linie, die die gemeinsame Tangente für jeden Kreis sein könnte, angezeigt. Als Folge hiervon kann ein Fahrer leicht und unmittelbar die Größe, die Be wegungsrichtung und so weiter des Hindernisses erken nen. Hierdurch ergibt sich die Wirkung, daß der Fah rer beispielsweise die Möglichkeit einer Kollision genau erfassen kann.

Gemäß dem siebenten Aspekt der Erfindung wird der Größenindex des Hindernisses durch das dreidimensio nale Bild angezeigt, dessen Größe dem Index ent spricht. Es ist hierdurch möglich, daß ein Fahrer leicht und unmittelbar die Größe des Hindernisses erkennen kann. Als Folge hiervon besteht die Wirkung, daß der Fahrer beispielsweise die Möglichkeit einer Kollision genau erfassen kann.

Gemäß dem achten Aspekt der Erfindung werden der Grö ßenindex und die Größe der Bewegung des Hindernisses durch das dreidimensionale Bild angezeigt, dessen Größe dem Index und der Größe der Bewegung ent spricht. Es ist hierdurch möglich, daß ein Fahrer leicht und unmittelbar die Größe und so weiter des Hindernisses erkennen kann. Als Folge ergibt sich die Wirkung, daß der Fahrer beispielsweise die Möglich keit einer Kollision genau erfassen kann.

Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung wird der ent sprechend der Berechnung bestimmte Größenindex des Hindernisses für den Fall erweitert, daß die Höhe des Hindernisses größer ist als dessen Breite. Als Folge ergibt sich die Wirkung, daß es beispielsweise mög lich ist, ein Hindernis, welches klein ist, jedoch eine ernsthafte Gefahr bilden kann, größer darzustel len.

Gemäß dem zehnten Aspekt der Erfindung wird der Grö ßenindex des Hindernisses, der entsprechend dem rela tiven Abstand zum Hindernis voreingestellt ist, für den Fall verwendet, daß der relative Abstand und der Azimuth zum Hindernis von der Hinderniserfassungsein heit festgestellt werden und daß die Hindernisextrak tionseinheit keinen Größenindex des Hindernisses aus gibt, und der Größenindex des Hindernisses entspre chend dem von der Hinderniserfassungseinheit festge stellten Abstand wird zu der Fahrumgebungs-Ausgabe einheit ausgegeben. Als Folge hiervon besteht die Wirkung, daß es beispielsweise möglich ist, einen Fahrer über die Anwesenheit des Hindernisses zu in formieren, selbst wenn irgendeine Fehlfunktion bei der Bildverarbeitung auftreten oder die Berechnung des Indexes nicht vollständig beendet sein sollte.

Gemäß dem elften Aspekt der Erfindung wird anstelle des von der Hindernisextraktions-Hilfseinheit ausge gebenen Größenindexes des Hindernisses der Substitu tionsindex, der einen größeren Wert hat als der Grö ßenindex, zu der Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit ausge geben für den Fall, daß die Hinderniserfassungsein heit den relativen Abstand und den Azimuth zum Hin dernis feststellt und daß die Hindernisextraktions einheit keinen Größenindex des Hindernisses ausgibt, selbst nachdem die vorbestimmte Zeit oder mehr seit der Feststellung des Abstandes und des Azimuths ver strichen ist. Als Folge hiervon ergibt sich die Wir kung, daß es beispielsweise möglich ist, einen Fahrer über die Anwesenheit des Hindernisses zu informieren, selbst wenn wahrscheinlich eine Fehlfunktion bei der Bildverarbeitung auftritt, und der Fahrer eine ernst hafte Gefahr erkennen kann.

Gemäß dem zwölften Aspekt der Erfindung wird ent schieden, daß eine Fehlfunktion auftritt, um das Auf treten der Fehlfunktion anzuzeigen für den Fall, daß die Hinderniserfassungseinheit den relativen Abstand und den Azimuth zum Hindernis feststellt und die Hin dernisextraktionseinheit den Größenindex des Hinder nisses nicht ausgibt, selbst nachdem die vorbestimmte Zeitspanne oder mehr seit der Feststellung des rela tiven Abstandes und des Azimuths verstrichen ist. Als Folge ergibt sich die Wirkung, daß es beispielsweise möglich ist, den Fahrer vom Auftreten der Fehlfunk tion bei der Bildverarbeitung zu informieren.

Claims

1. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät, gekennzeichnet durch
eine Hinderniserfassungseinheit zum Abtasten einer Mehrzahl von geteilten Umfangsbereichen in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, um, wenn sich ein Hindernis in den Umfangsbereichen befindet, ei nen relativen Abstand und einen Azimuth vom Fahrzeug zum Hindernis festzustellen,
eine Bilderfassungseinheit zum Erfassen zweidi mensionaler Bilder in den Umfangsbereichen,
eine Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungsein heit zum Bestimmen eines Bereichs, in welchem sich ein Hindernis befindet, in Abhängigkeit von dem durch die Hinderniserfassungseinheit festge stellten Azimuth, um ein zweidimensionales Bild entsprechend dem bestimmten Bereich von der Bilderfassungseinheit abzuleiten,
eine Hindernisextraktionseinheit zum Herauszie hen des Hindernisses aus dem von der Bildverar beitungs-Bereichsbegrenzungseinheit abgeleiteten zweidimensionalen Bild, um einen Größenindex des Hindernisses zu berechnen, und
eine Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit zum Bestimmen einer Position, an der das Hindernis sich befin det, in einer wahren räumlichen Koordinate in bezug auf eine Fahrstrecke des Fahrzeugs in Ab hängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die von der Hinderniserfassungseinheit festgestellt wur den, um ein Bild wiederzugeben, das den Größen index des Hindernisses an der bestimmten Posi tion anzeigt.

2. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät, gekennzeichnet durch
eine Hinderniserfassungseinheit zum Abtasten einer Mehrzahl von geteilten Umfangsbereichen in Fahrtrichtung eines Fahrzeuges, um, wenn sich ein Hindernis in den Umfangsbereichen befindet,
einen relativen Abstand und einen Azimuth vom Fahrzeug zum Hindernis festzustellen,
eine Bilderfassungseinheit zum Erfassen zweidimensionaler Bilder in den Umfangsbereichen,
eine Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungsein heit zum Bestimmen eines Bereichs, in welchem sich ein Hindernis befindet, in Abhängigkeit von dem durch die Hinderniserfassungseinheit festge stellten Azimuth, um ein zweidimensionales Bild entsprechend dem bestimmten Bereich von der Bilderfassungseinheit abzuleiten,
eine Korrektureinheit zum Begrenzen des durch die Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungseinheit bestimmten Bereichs entsprechend dem von der Hinderniserfassungseinheit festgestellten Ab stand, um ein zweidimensionales Bild entspre chend dem begrenzten Bereich von der Bildverar beitungs-Bereichsbegrenzungseinheit abzuleiten,
eine Hindernisextraktionseinheit zum Herauszie hen des Hindernisses aus dem von der Korrektur einheit begrenzten zweidimensionalen Bild, um einen Größenindex des Hindernisses zu berechnen, und
eine Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit zum Bestimmen einer Position, an der das Hindernis sich befin det, in einer wahren räumlichen Koordinate in bezug auf eine Fahrstrecke des Fahrzeugs in Ab hängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die von der Hinderniserfassungseinheit festgestellt wur den, um ein Bild wiederzugeben, das den Größen index des Hindernisses an der bestimmten Posi tion anzeigt.

3. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät, gekennzeichnet durch
eine Hinderniserfassungseinheit zum Abtasten einer Mehrzahl von geteilten Umfangsbereichen in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, um, wenn sich ein Hindernis in den Umfangsbereichen befindet, ei nen relativen Abstand und einen Azimuth vom Fahrzeug zum Hindernis festzustellen,
eine Bilderfassungseinheit zum Erfassen zweidi mensionaler Bilder in den Umfangsbereichen,
eine Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungsein heit zum Bestimmen eines Bereichs, in welchem sich ein Hindernis befindet, in Abhängigkeit von dem durch die Hinderniserfassungseinheit festge stellten Azimuth, um ein zweidimensionales Bild entsprechend dem bestimmten Bereich von der Bilderfassungseinheit abzuleiten,
eine Hindernisextraktionseinheit zum Herauszie hen des Hindernisses aus dem von der Bildverar beitungs -Bereichsbegrenzungseinheit abgeleiteten zweidimensionalen Bild, um einen Größenindex des Hindernisses zu berechnen, und
eine erste Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit zum Be stimmen einer Position, an der das Hindernis sich befindet, in einer wahren räumlichen Koor dinate in bezug auf eine Fahrstrecke des Fahr zeugs in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azi muth, die von der Hinderniserfassungseinheit festgestellt wurden, um ein Bild wiederzugeben, das den Größenindex des Hindernisses an der be stimmten Position anzeigt,
eine Vorhersageeinheit der Größe einer Bewegung des Hindernisses in Abhängigkeit von dem Abstand und dem Azimuth, die gegenwärtig von der ersten Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit festgestellt wer den, und von dem Abstand und dem Azimuth, die vorher festgestellt wurden, und eine zweite Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit zum Bestimmen einer Position, an der das Hindernis sich befindet, in einer wahren räumlichen Koordinate in bezug auf eine Fahrstrecke des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die gegenwärtig von der Hinderniserfassungseinheit festgestellt wer den, um ein Bild wiederzugeben, das den Größen index und die Größe der Bewegung des Hindernis ses an der bestimmten Position anzeigt.

4. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fahrumge bungs-Ausgabeeinheit den Größenindex und die Größe der Bewegung des Hindernisses jeweils durch die Größe von Kreisen anzeigt, und daß sie einen der Kreise, der die Größe der Bewegung darstellt, durch einen konzentrischen Kreis an zeigt, der auf einem äußeren Umfang des anderen der Kreise, der den Größenindex des Hindernisses darstellt, angeordnet ist.

5. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät, gekennzeichnet durch
eine Hinderniserfassungseinheit zum Abtasten einer Mehrzahl von geteilten Umfangsbereichen in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, um, wenn sich ein Hindernis in den Umfangsbereichen befindet, ei nen relativen Abstand und einen Azimuth vom Fahrzeug zum Hindernis festzustellen,
eine Bilderfassungseinheit zum Erfassen zweidi mensionaler Bilder in den Umfangsbereichen,
eine Bildverarbeitungs-Bereichsbegrenzungsein heit zum Bestimmen eines Bereichs, in welchem sich ein Hindernis befindet, in Abhängigkeit von dem durch die Hinderniserfassungseinheit festge stellten Azimuth, um ein zweidimensionales Bild entsprechend dem bestimmten Bereich von der Bilderfassungseinheit abzuleiten,
eine Hindernisextraktionseinheit zum Herauszie hen des Hindernisses aus dem von der Bildverar beitungs-Bereichsbegrenzungseinheit abgeleiteten zweidimensionalen Bild, um einen Größenindex des Hindernisses zu berechnen,
eine erste Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit zum Be stimmen einer Position, an der das Hindernis sich befindet, in einer wahren räumlichen Koor dinate in bezug auf eine Fahrstrecke des Fahr zeugs in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azi muth, die von der Hinderniserfassungseinheit festgestellt wurden, um ein Bild wiederzugeben, das den Größenindex des Hindernisses an der be stimmten Position anzeigt,
eine Vorhersageeinheit zum Vorhersagen der Größe und der Richtung einer Bewegung des Hindernisses in Abhängigkeit von dem Abstand und dem Azimuth, die gegenwärtig von der ersten Fahrumgebungs- Ausgabeeinheit festgestellt werden, und von dem Abstand und dem Azimuth, die vorher festgestellt wurden, und
eine zweite Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit zum Bestimmen einer Position, an der sich das Hin dernis befindet, in Abhängigkeit vom Abstand und vom Azimuth, die gegenwärtig von der Hindernis erfassungseinheit festgestellt werden, und der anderen Position, an der sich das Hindernis nach der Bewegung befinden wird, in Abhängigkeit von der Größe und der Richtung der Bewegung, die von der Vorhersageeinheit vorhergesagt wurden, in einer wahren räumlichen Koordinate in bezug auf eine Fahrstrecke eines Fahrzeugs, um ein Bild, das den Größenindex des Hindernisses an der Po sition anzeigt, an der das Hindernis sich befin det, und ein anderes Bild, das die Größe der Bewegung an der Position anzeigt, an der sich das Hindernis nach der Bewegung befindet, darzu stellen.

6. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fahrumge bungs-Ausgabeeinheit den Größenindex und die Größe der Bewegung des Hindernisses jeweils durch die Größe von Kreisen und eine Linie, die eine gemeinsame Tangente für jeden der Kreise sein könnte, anzeigt.

7. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrum gebungs-Ausgabeeinheit den Größenindex des Hin dernisses durch eine dreidimensionale Figur mit einer dem Index entsprechenden Größe anzeigt.

8. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit den Größenindex und die Größe der Bewegung des Hindernisses durch eine dreidimensionale Figur mit einer Größe ent sprechend dem Index und der Größe der Bewegung anzeigt.

9. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeich net, daß die Hindernisextraktionseinheit den durch die Berechnung bestimmten Größenindex des Hindernisses erweitert, wenn die Höhe des Hin dernisses größer als dessen Breite ist.

10. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, gekennzeichnet durch eine Hindernisextraktions-Hilfseinheit für die Bezugnahme auf einen entsprechend einem relati ven Abstand zum Hindernis voreingestellten Grö ßenindex eines Hindernisses für den Fall, daß der relative Abstand und ein Azimuth zu dem Hin dernis durch eine Hinderniserfassungseinheit festgestellt werden und die Hindernisextrak tionseinheit keinen Größenindex des Hindernisses ausgibt, und für die Ausgabe des Größenindexes des Hindernisses entsprechend dem von der Hin derniserfassungseinheit festgestellten Abstand zu der Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit.

11. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Datensubstitu tionseinheit zur Ausgabe eines Substitutionsin dexes anstelle des von der Hindernisextraktions- Hilfseinheit ausgegebenen Größenindexes des Hin dernisses, der einen größeren Wert hat als der Größenindex, an die Fahrumgebungs-Ausgabeeinheit für den Fall, daß die Hinderniserfassungseinheit den relativen Abstand und den Azimuth zum Hin dernis feststellt und die Hindernisextraktions einheit keinen Größenindex des Hindernisses aus gibt, selbst nachdem die vorbestimmten Zeitspan ne oder mehr seit der Feststellung des Abstandes und des Azimuths verstrichen ist.

12. Fahrumgebungs-Überwachungsgerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Fehlfunktions-An zeigeeinheit zur Feststellung, daß irgendeine Fehlfunktion stattfindet, um diese anzuzeigen, wenn die Hinderniserfassungseinheit den relati ven Abstand und den Azimuth zum Hindernis fest stellt und wenn die Hindernisextraktionseinheit keinen Größenindex des Hindernisses ausgibt, selbst nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne oder mehr seit der Feststellung des relativen Abstan des und des Azimuths verstrichen ist.