JPH06347545A - 車両障害物検出装置 - Google Patents
車両障害物検出装置Info
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- JPH06347545A JPH06347545A JP6111213A JP11121394A JPH06347545A JP H06347545 A JPH06347545 A JP H06347545A JP 6111213 A JP6111213 A JP 6111213A JP 11121394 A JP11121394 A JP 11121394A JP H06347545 A JPH06347545 A JP H06347545A
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- Electromagnetism (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 予め定めた区域内の危険な障害物および危険
でない障害物を弁別するための車両障害物検出システム
(15)を提供する。 【構成】 本システムは、周波数変調された持続波信号
である第1の信号と持続波信号である第2の信号との1
対を送信する送信手段(41、43、45、47)と、
障害物から反射される前記第1および第2の信号の反射
を受信する受信手段(42)と、受信した1対の第1の
信号に基いて第1の相対速度を取得し、かつ前記第2の
信号に基いて障害物の第2の相対速度を取得する処理手
段(49)と、前記第1および第2の相対速度を比較し
て、該第1および第2の速度間の差が予め定めた大きさ
を越える時に危険な障害物が存在すると判定するコンパ
レータ手段(49)とを備えている。
でない障害物を弁別するための車両障害物検出システム
(15)を提供する。 【構成】 本システムは、周波数変調された持続波信号
である第1の信号と持続波信号である第2の信号との1
対を送信する送信手段(41、43、45、47)と、
障害物から反射される前記第1および第2の信号の反射
を受信する受信手段(42)と、受信した1対の第1の
信号に基いて第1の相対速度を取得し、かつ前記第2の
信号に基いて障害物の第2の相対速度を取得する処理手
段(49)と、前記第1および第2の相対速度を比較し
て、該第1および第2の速度間の差が予め定めた大きさ
を越える時に危険な障害物が存在すると判定するコンパ
レータ手段(49)とを備えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の障害物検出シス
テムに関し、例えば、自動車の典型的な環境において一
般に遭遇する様々な危険でない障害物および(または)
雑物から危険物を弁別するため、危険障害物と危険でな
い障害物との間で弁別する方法に関する。
テムに関し、例えば、自動車の典型的な環境において一
般に遭遇する様々な危険でない障害物および(または)
雑物から危険物を弁別するため、危険障害物と危険でな
い障害物との間で弁別する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】車両の経路における障害物の信頼し得る
弁別を行うため多くの試みがなされてきた。これらの試
みの多くは、障害物の距離および障害物と車両間の相対
速度に関するデータを提供する車両用レーダ・システム
を用いている。自動車用レーダ・システムの動作環境
は、システム設計者にとって多くの課題を提供し、最も
やっかいなものに危険な障害物と危険でない障害物との
間の識別があり、その両方とも送信されたレーダ信号を
反射する。典型的な危険でない障害物は、道標、橋梁、
垣根、ガードレールなどを含む。このような危険のない
ものの危険なものからの不充分な弁別は、このような自
動車用レーダ・システムの有効性および信頼性を制約す
る。
弁別を行うため多くの試みがなされてきた。これらの試
みの多くは、障害物の距離および障害物と車両間の相対
速度に関するデータを提供する車両用レーダ・システム
を用いている。自動車用レーダ・システムの動作環境
は、システム設計者にとって多くの課題を提供し、最も
やっかいなものに危険な障害物と危険でない障害物との
間の識別があり、その両方とも送信されたレーダ信号を
反射する。典型的な危険でない障害物は、道標、橋梁、
垣根、ガードレールなどを含む。このような危険のない
ものの危険なものからの不充分な弁別は、このような自
動車用レーダ・システムの有効性および信頼性を制約す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の短所を除去する
ため種々の試みがなされてきた。このような1つの試み
は、信号の送信および受信の範囲およびパターン幅を制
限することを含むが、これもまた検出領域を望ましから
ず制約する。これは、特に魅力のない選択であり、自動
車の盲領域検出レーダ・システムにおける如く、比較的
広い領域を包含することが必要である。
ため種々の試みがなされてきた。このような1つの試み
は、信号の送信および受信の範囲およびパターン幅を制
限することを含むが、これもまた検出領域を望ましから
ず制約する。これは、特に魅力のない選択であり、自動
車の盲領域検出レーダ・システムにおける如く、比較的
広い領域を包含することが必要である。
【0004】変更可能な送信レーダ・パターン角度およ
び距離を備えたシステムはまた、操向入力に応答して、
カーブまたは曲がり道付近における車両の移動に対して
接線方向である種類の危険でない障害物からの戻り信号
を制限するように提案されてきた。この技術は、レーダ
・パターンが車両の主軸と実質的に整合される前方ある
いは後方レーダ・システムにとっては有効であるが、送
信パターンが意図的に車両の主軸からある角度をなす盲
領域レーダ・システムの問題には対応するものではな
い。
び距離を備えたシステムはまた、操向入力に応答して、
カーブまたは曲がり道付近における車両の移動に対して
接線方向である種類の危険でない障害物からの戻り信号
を制限するように提案されてきた。この技術は、レーダ
・パターンが車両の主軸と実質的に整合される前方ある
いは後方レーダ・システムにとっては有効であるが、送
信パターンが意図的に車両の主軸からある角度をなす盲
領域レーダ・システムの問題には対応するものではな
い。
【0005】本発明は、改善された車両障害物検出シス
テム、および車両付近における危険な障害物および危険
でない障害物間の弁別を行う方法を提供することを目的
とする。
テム、および車両付近における危険な障害物および危険
でない障害物間の弁別を行う方法を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の特質似よれば、
特許請求の範囲の請求項1に記載される如き車両障害物
検出システムが提供される。本発明の別の特質によれ
ば、特許請求の範囲の請求項5に記載される如き車両付
近の危険な障害物および危険でない障害物間の弁別を行
う方法が提供される。
特許請求の範囲の請求項1に記載される如き車両障害物
検出システムが提供される。本発明の別の特質によれ
ば、特許請求の範囲の請求項5に記載される如き車両付
近の危険な障害物および危険でない障害物間の弁別を行
う方法が提供される。
【0007】実質的なあるいは複雑なハードウエアなし
に、かつ障害物データの比較的簡単な処理による、危険
でない障害物からの危険な障害物の正確な弁別を提供す
ることが可能である。更に、システムにより覆われる領
域を制限することなく障害物の弁別を提供することが可
能である。
に、かつ障害物データの比較的簡単な処理による、危険
でない障害物からの危険な障害物の正確な弁別を提供す
ることが可能である。更に、システムにより覆われる領
域を制限することなく障害物の弁別を提供することが可
能である。
【0008】望ましい実施例は、自動車の用途における
正確な障害物弁別を行う多重モードのレーダ・システム
を用いる。送信され受信される信号の周波数変調された
持続波(FM−CW)部分は、障害物の明瞭な速度およ
び距離の決定において用いられる。送信され受取される
信号の持続波(CW)部分は、障害物の明瞭な速度の決
定において用いられる。障害物の距離と2つの明瞭な速
度との間の関係は、障害物が危険であるかあるいは危険
でないかを決定する。
正確な障害物弁別を行う多重モードのレーダ・システム
を用いる。送信され受信される信号の周波数変調された
持続波(FM−CW)部分は、障害物の明瞭な速度およ
び距離の決定において用いられる。送信され受取される
信号の持続波(CW)部分は、障害物の明瞭な速度の決
定において用いられる。障害物の距離と2つの明瞭な速
度との間の関係は、障害物が危険であるかあるいは危険
でないかを決定する。
【0009】
【実施例】本発明の一実施例について、添付図面に関し
て例示としてのみ以下に述べる。図1は、全体的に10
で示される典型的な道路環境に沿った主軸Vに沿う前方
向に走行する自動車12を示している。レーンの境界
は、線20、21により示され、ガイドレール、垣根、
下部構造突起物などの一般的な道路環境要素を表わす延
長した道路脇の物体13が示される。
て例示としてのみ以下に述べる。図1は、全体的に10
で示される典型的な道路環境に沿った主軸Vに沿う前方
向に走行する自動車12を示している。レーンの境界
は、線20、21により示され、ガイドレール、垣根、
下部構造突起物などの一般的な道路環境要素を表わす延
長した道路脇の物体13が示される。
【0010】車両12は、無線周波信号を送受信するよ
う動作する盲領域レーザ・システム15が備えられてい
る。送信された無線周波信号は、主ローブと実質的に対
応する放出パターン14を有する。放出パターン14
は、これも受信パターンの拡がり角と実質的に対応する
拡がり角θを有する。図示された送受信パターンは、障
害物および(または)制限された、ミラーの視野により
生じる車両の盲領域と呼ばれるものに対応し、この領域
における危険物の存在を検出するため用いられるよう意
図される。
う動作する盲領域レーザ・システム15が備えられてい
る。送信された無線周波信号は、主ローブと実質的に対
応する放出パターン14を有する。放出パターン14
は、これも受信パターンの拡がり角と実質的に対応する
拡がり角θを有する。図示された送受信パターンは、障
害物および(または)制限された、ミラーの視野により
生じる車両の盲領域と呼ばれるものに対応し、この領域
における危険物の存在を検出するため用いられるよう意
図される。
【0011】盲領域レーザ・システム15の一実施例
は、(図2において最もよく示されるように)無線周波
信号の放出パターン14を確立するための送信アンテナ
41を含む。受信アンテナ42は、送信アンテナ41に
より確立された略々同じパターン内の反射無線周波信号
を受信するように構成される。変調器47は、制御線5
1および52におけるディジタル信号に応答して電圧制
御発振器(VCO)45の制御のため線60上にアナロ
グ電圧出力を生じる多重機能変調器である。
は、(図2において最もよく示されるように)無線周波
信号の放出パターン14を確立するための送信アンテナ
41を含む。受信アンテナ42は、送信アンテナ41に
より確立された略々同じパターン内の反射無線周波信号
を受信するように構成される。変調器47は、制御線5
1および52におけるディジタル信号に応答して電圧制
御発振器(VCO)45の制御のため線60上にアナロ
グ電圧出力を生じる多重機能変調器である。
【0012】変調器47は、例えば、電圧制御発振器4
5が持続波(CW)レーザ信号を線61上に出力するよ
うに、線60上の一定DC電圧を出力することにより線
52におけるハイの論理信号に応答する。変調器47
は、電圧制御発振器45が周波数変調持続波(FM−C
W)レーダ信号を線61上に出力するように線形ランプ
電圧を出力することにより、線52上のローの論理信号
に応答する。線60における線形ランプ電圧の方向は、
線51上の論理信号に依存し、これによりランプ・アッ
プおよびランプ・ダウンの両電圧を許容し、かつこれと
対応して一義的なFM−CWレーダ信号を許容する。
5が持続波(CW)レーザ信号を線61上に出力するよ
うに、線60上の一定DC電圧を出力することにより線
52におけるハイの論理信号に応答する。変調器47
は、電圧制御発振器45が周波数変調持続波(FM−C
W)レーダ信号を線61上に出力するように線形ランプ
電圧を出力することにより、線52上のローの論理信号
に応答する。線60における線形ランプ電圧の方向は、
線51上の論理信号に依存し、これによりランプ・アッ
プおよびランプ・ダウンの両電圧を許容し、かつこれと
対応して一義的なFM−CWレーダ信号を許容する。
【0013】線61におけるレーダ信号は電力分配器4
3へ送られ、ここで一部が送信アンテナ41へ送られ、
またその別の部分が線64を介してミクサ44へ送られ
る。ミクサ44はまた、アンテナ41から送信されたレ
ーダ信号の反射部分であるレーダ信号を受信アンテナ4
2から受信する。この2つの信号は、ミクサ44の出力
において線62にIF信号を生じるように、周知のヘテ
ロダイン・センサにおいて処理される。IF信号は、装
置46において増幅され濾波されて、低周波およびDC
成分を除去する。線63における出力は、送信信号と受
信信号との間の周波数の差である。
3へ送られ、ここで一部が送信アンテナ41へ送られ、
またその別の部分が線64を介してミクサ44へ送られ
る。ミクサ44はまた、アンテナ41から送信されたレ
ーダ信号の反射部分であるレーダ信号を受信アンテナ4
2から受信する。この2つの信号は、ミクサ44の出力
において線62にIF信号を生じるように、周知のヘテ
ロダイン・センサにおいて処理される。IF信号は、装
置46において増幅され濾波されて、低周波およびDC
成分を除去する。線63における出力は、送信信号と受
信信号との間の周波数の差である。
【0014】結果として得る信号は、ディジタル・プロ
セッサ49による処理のためディジタル化される。ディ
ジタル・プロセッサ49は、変調器47を制御し条件付
けされたレーダ信号を処理して、これから障害物からの
距離およびその相対速度を決定し、かつ危険な障害物と
危険でない障害物間を弁別するように、図3および図4
に示され以下に述べる形式の制御アルゴリズムに基いて
動作する。ディジタル・プロセッサ49は、内部クロッ
ク、ROM、RAMおよび種々のディジタル入出力ポー
トを備えた中央処理装置を含む。制御線51、52に加
えて、ディジタル出力線70が、その論理的状態を介し
て危険な障害物の存否の表示を行う。入力線53は、変
化する車両速度を勘定に入れるレーダ・システムに対す
る車両速度の測定値を含む。
セッサ49による処理のためディジタル化される。ディ
ジタル・プロセッサ49は、変調器47を制御し条件付
けされたレーダ信号を処理して、これから障害物からの
距離およびその相対速度を決定し、かつ危険な障害物と
危険でない障害物間を弁別するように、図3および図4
に示され以下に述べる形式の制御アルゴリズムに基いて
動作する。ディジタル・プロセッサ49は、内部クロッ
ク、ROM、RAMおよび種々のディジタル入出力ポー
トを備えた中央処理装置を含む。制御線51、52に加
えて、ディジタル出力線70が、その論理的状態を介し
て危険な障害物の存否の表示を行う。入力線53は、変
化する車両速度を勘定に入れるレーダ・システムに対す
る車両速度の測定値を含む。
【0015】図3および図4に示されるルーチンの実施
例によれば、このルーチンは、ルーチンにより用いられ
る種々のテーブル、タイマー、フラッグなどを初期設定
するためレーダ・システムが動作する毎に実行されるス
テップ100において始動する。初期設定に続いて、1
グループの障害物弁別ステップ101〜112、および
別のグループの障害物受入れステップ120〜124あ
るいは障害物拒絶ステップ130〜134が、反復的に
実行される。
例によれば、このルーチンは、ルーチンにより用いられ
る種々のテーブル、タイマー、フラッグなどを初期設定
するためレーダ・システムが動作する毎に実行されるス
テップ100において始動する。初期設定に続いて、1
グループの障害物弁別ステップ101〜112、および
別のグループの障害物受入れステップ120〜124あ
るいは障害物拒絶ステップ130〜134が、反復的に
実行される。
【0016】処理ステップ101〜103は、レーダ信
号送信、受信および信号処理の諸機能を実施して周知の
レーダ・データ量を確立する。ステップ101は、制御
線51、52を介して変調器47を制御して本例におけ
る線形ランプに従って上方掃引信号の送信を生じるこ
と、入力線54における増幅され濾波されディジタル化
されたIF信号を読出すこと、およびこれから高速フー
リエ変換(FFT)手法などにより最低次スペクトル成
分を計算することを含む、第1のFM−CSレーダ・サ
イクルを実施する。量fupは、送信信号が反射された障
害物までの距離の粗測定値である。ステップ102は、
第2のFM−CWレーダ・サイクルであるが線形ランプ
に従って下方掃引信号によりこのサイクルを実施して、
最低次のスペクトル成分fdownを同様に計算する。ステ
ップ103は、持続波(CW)レーダ・サイクルを実施
して、CWドップラ量fcwを決定する。CWドップラ量
fcwは、代数符号のない純粋なドップラ周波数差であ
り、このため障害物の相対速度の測定値であって方向で
はない。
号送信、受信および信号処理の諸機能を実施して周知の
レーダ・データ量を確立する。ステップ101は、制御
線51、52を介して変調器47を制御して本例におけ
る線形ランプに従って上方掃引信号の送信を生じるこ
と、入力線54における増幅され濾波されディジタル化
されたIF信号を読出すこと、およびこれから高速フー
リエ変換(FFT)手法などにより最低次スペクトル成
分を計算することを含む、第1のFM−CSレーダ・サ
イクルを実施する。量fupは、送信信号が反射された障
害物までの距離の粗測定値である。ステップ102は、
第2のFM−CWレーダ・サイクルであるが線形ランプ
に従って下方掃引信号によりこのサイクルを実施して、
最低次のスペクトル成分fdownを同様に計算する。ステ
ップ103は、持続波(CW)レーダ・サイクルを実施
して、CWドップラ量fcwを決定する。CWドップラ量
fcwは、代数符号のない純粋なドップラ周波数差であ
り、このため障害物の相対速度の測定値であって方向で
はない。
【0017】ステップ101〜103は、使用されるデ
ータの一部を用いて危険な障害物が車両の経路内にある
かどうかを決定し、また車両に対するこのような障害物
のPOの関係を決定する。ここでは、被測定量fupおよ
びfdownに存在するドップラ周波数成分が以上の処理ス
テップにおいて取出すことができるように、上方掃引お
よび下方掃引FM−CWサイクルに対する時間間隔が実
質的に等価であることが望ましいことが判る。正弦波信
号の立上がりおよび立下がり部分の如き他の変調波形
は、選択される線形ランプの代わりに使用することがで
きる。しかし、線形ランプ変調は、これが正弦波形が生
じる如き非線形変調に比して幾つかの障害物間の比較的
簡単な弁別を行うため選好される。FM−CWおよびC
W量を得るための別の方法および手法は、当業者には明
らかであろう。
ータの一部を用いて危険な障害物が車両の経路内にある
かどうかを決定し、また車両に対するこのような障害物
のPOの関係を決定する。ここでは、被測定量fupおよ
びfdownに存在するドップラ周波数成分が以上の処理ス
テップにおいて取出すことができるように、上方掃引お
よび下方掃引FM−CWサイクルに対する時間間隔が実
質的に等価であることが望ましいことが判る。正弦波信
号の立上がりおよび立下がり部分の如き他の変調波形
は、選択される線形ランプの代わりに使用することがで
きる。しかし、線形ランプ変調は、これが正弦波形が生
じる如き非線形変調に比して幾つかの障害物間の比較的
簡単な弁別を行うため選好される。FM−CWおよびC
W量を得るための別の方法および手法は、当業者には明
らかであろう。
【0018】ステップ104および105は、障害物が
予め定めた範囲内にあるかどうかを決定する。量fupお
よび量fdownは、車両と障害物との間の相対的運動に依
存するドップラ周波数成分を含み、このため相互に異な
る。しかし、これらの量fupおよび量fdownは、障害物
の予備的な検出のための範囲の充分な予測を提供する。
ステップ104は、量fupを問題の最大範囲を表わす予
め定めた量fmaxに比較する。量fupが量fmaxより小さ
ければ、これにより表わされる障害物の距離のおおまか
な測定が測定の範囲内にあるように決定され、ステップ
105が次に実行される。量fdownは、ステップ105
において同様に量fmaxに比較され、これがまた量fmax
より小さければ、障害物は問題の範囲内にあるものと受
入れられ、ステップ106が次に実行される。量fupま
たは量fdownのいずれか一方が量fmaxより大きけれ
ば、その時の障害物の検出は直ちに危険でないものと見
做され、これ以上の障害物の弁別ステップを実施する必
要がなく、処理は経路151を介して障害物拒絶ステッ
プ130〜134へ進む。あるいはまた、この距離は、
量fupおよび量fdownの平均を量fmaxと比較すること
により決定され、この手法は平均化される2つの量間の
ドップラ周波数成分を有効に排除する。
予め定めた範囲内にあるかどうかを決定する。量fupお
よび量fdownは、車両と障害物との間の相対的運動に依
存するドップラ周波数成分を含み、このため相互に異な
る。しかし、これらの量fupおよび量fdownは、障害物
の予備的な検出のための範囲の充分な予測を提供する。
ステップ104は、量fupを問題の最大範囲を表わす予
め定めた量fmaxに比較する。量fupが量fmaxより小さ
ければ、これにより表わされる障害物の距離のおおまか
な測定が測定の範囲内にあるように決定され、ステップ
105が次に実行される。量fdownは、ステップ105
において同様に量fmaxに比較され、これがまた量fmax
より小さければ、障害物は問題の範囲内にあるものと受
入れられ、ステップ106が次に実行される。量fupま
たは量fdownのいずれか一方が量fmaxより大きけれ
ば、その時の障害物の検出は直ちに危険でないものと見
做され、これ以上の障害物の弁別ステップを実施する必
要がなく、処理は経路151を介して障害物拒絶ステッ
プ130〜134へ進む。あるいはまた、この距離は、
量fupおよび量fdownの平均を量fmaxと比較すること
により決定され、この手法は平均化される2つの量間の
ドップラ周波数成分を有効に排除する。
【0019】予備的検査が障害物が問題の範囲内にある
と判定したという仮定に先立ち、ステップ106は、F
M−CW量fupおよびfdownの2つの間の差の半分とし
て量fupおよび量fdownからFM−CWドップラ量fd
を取出す。FM−CWドップラ量fdは、障害物の相対
速度の測定値である。FM−CWドップラ量fdは肯定
または否定であり、肯定値は接近しつつある障害物を表
わし、否定値は遠ざかりつつある障害物を表わす。2分
岐弁別テストの第1の分岐は、ステップ107で行われ
る。ドップラ量fdの大きさは、障害物が危険である可
能性があるかどうかを信頼性を以て表示する最小の障害
物相対速度を表わす予め定めた量W1である。量fdの大
きさがW1と等しいかあるいはこれより大きい場合は、
検出される障害物は危険であり得ると見做され、ステッ
プ109がFM−CWドップラ量fdに更に先立って用
いられる保持されたドップラ量fdを設定する。道路脇
の障害物、例えばガードレールの場合、最も強い反射レ
ーダ信号がこのガードレールに対して直角をなし、この
ため、FM−CWドップラ量fdは車両に隣接するガー
ドレール部分の見かけの速度の測定値である。車両がガ
ードレールに接近しつつある場合、これらの間の相対速
度はステップ107において否定の応答を生じ、直ちに
潜在的危険を表示する。あるいはまた、車両の移動がガ
ードレールに対して略々平行である場合、相対車両、従
ってFM−CWドップラ量fdの大きさはこれに対応し
て小さく、肯定応答がステップ107においてなされ
る。
と判定したという仮定に先立ち、ステップ106は、F
M−CW量fupおよびfdownの2つの間の差の半分とし
て量fupおよび量fdownからFM−CWドップラ量fd
を取出す。FM−CWドップラ量fdは、障害物の相対
速度の測定値である。FM−CWドップラ量fdは肯定
または否定であり、肯定値は接近しつつある障害物を表
わし、否定値は遠ざかりつつある障害物を表わす。2分
岐弁別テストの第1の分岐は、ステップ107で行われ
る。ドップラ量fdの大きさは、障害物が危険である可
能性があるかどうかを信頼性を以て表示する最小の障害
物相対速度を表わす予め定めた量W1である。量fdの大
きさがW1と等しいかあるいはこれより大きい場合は、
検出される障害物は危険であり得ると見做され、ステッ
プ109がFM−CWドップラ量fdに更に先立って用
いられる保持されたドップラ量fdを設定する。道路脇
の障害物、例えばガードレールの場合、最も強い反射レ
ーダ信号がこのガードレールに対して直角をなし、この
ため、FM−CWドップラ量fdは車両に隣接するガー
ドレール部分の見かけの速度の測定値である。車両がガ
ードレールに接近しつつある場合、これらの間の相対速
度はステップ107において否定の応答を生じ、直ちに
潜在的危険を表示する。あるいはまた、車両の移動がガ
ードレールに対して略々平行である場合、相対車両、従
ってFM−CWドップラ量fdの大きさはこれに対応し
て小さく、肯定応答がステップ107においてなされ
る。
【0020】ステップ107における結果が肯定である
時、ステップ108が次に実行されて、CWドップラ量
fcwを最小の障害物速度を表わす予め定めた量W2と比
較し、これがFM−CWドップラ量fdとCWドップラ
量fcwとの間の著しい差が検出されるかどうかを信頼性
を以て表示する。FM−CWドップラ量fdの大きさが
小さく(車両と障害物間の見かけの相対運動がほとんど
ないかあるいは全くないことを示す)、またCWドップ
ラ量fcwも小さい(同様に、車両と障害物間の見かけの
相対運動がほとんどないかあるいは全くないことを示
す)場合は、検出される障害物は潜在的危険と見做さ
れ、ステップ109が、保持ドップラ量fdをFM−C
Wドップラ量fdに設定する。FM−CWドップラ量fd
の大きさが小さく(車両と障害物との間の見かけの相対
速度がないことを示す)、CWドップラ量fcwが大きい
(車両と障害物との間の見かけの相対速度を示す)場合
は、検出される障害物は危険のないものと見做され、検
出される障害物を危険のないものとしてフラッグするた
め、ステップ110が保持ドップラ量fdをCWサイク
ル・ドップラ量fcwの代数的負の値に設定する。発散す
るFM−CWおよびCWドップラ量については、図2に
関して下記の如く説明され解かれる。
時、ステップ108が次に実行されて、CWドップラ量
fcwを最小の障害物速度を表わす予め定めた量W2と比
較し、これがFM−CWドップラ量fdとCWドップラ
量fcwとの間の著しい差が検出されるかどうかを信頼性
を以て表示する。FM−CWドップラ量fdの大きさが
小さく(車両と障害物間の見かけの相対運動がほとんど
ないかあるいは全くないことを示す)、またCWドップ
ラ量fcwも小さい(同様に、車両と障害物間の見かけの
相対運動がほとんどないかあるいは全くないことを示
す)場合は、検出される障害物は潜在的危険と見做さ
れ、ステップ109が、保持ドップラ量fdをFM−C
Wドップラ量fdに設定する。FM−CWドップラ量fd
の大きさが小さく(車両と障害物との間の見かけの相対
速度がないことを示す)、CWドップラ量fcwが大きい
(車両と障害物との間の見かけの相対速度を示す)場合
は、検出される障害物は危険のないものと見做され、検
出される障害物を危険のないものとしてフラッグするた
め、ステップ110が保持ドップラ量fdをCWサイク
ル・ドップラ量fcwの代数的負の値に設定する。発散す
るFM−CWおよびCWドップラ量については、図2に
関して下記の如く説明され解かれる。
【0021】車両12がガードレールの如き道路脇の障
害物に隣接する状況に関して先に述べたように、最も強
い反射レーダ信号がガードレールに対して直角をなす。
FM−CWおよびCWサイクルの間に生じるIF信号
は、増幅器およびフィルタ46により処理される時、特
定のサイクルに対する2つのヘテロダイン処理信号間の
周波数の差である各周波数信号を線63上に生じる。道
路脇の障害物があるFM−CWサイクルの場合、直角に
反射された信号は、ヘテロダイン状態で送信信号と組合
わされる時、フィルタ46を通過するように高い周波数
成分をもつIF信号を線62に生じ、これにより最も優
勢な最低次のスペクトル成分を線63上に生じる。従っ
て、FM−CWドップラ量fdは小さいかあるいは存在
せず、車両と障害物との間の最小の相対速度を示す。し
かし、同じ道路脇の障害物を有するCWサイクルの場合
は、送信信号と直角に反射された信号間のゼロに近い周
波数差(ゼロのドップラ成分)による高い周波数成分が
フィルタ46により著しく減衰され、これにより線63
における高い周波数スペクトル成分ならばほとんど生じ
なければ、最小値となるIF信号を直角に反射された信
号が線62に生じることになる。
害物に隣接する状況に関して先に述べたように、最も強
い反射レーダ信号がガードレールに対して直角をなす。
FM−CWおよびCWサイクルの間に生じるIF信号
は、増幅器およびフィルタ46により処理される時、特
定のサイクルに対する2つのヘテロダイン処理信号間の
周波数の差である各周波数信号を線63上に生じる。道
路脇の障害物があるFM−CWサイクルの場合、直角に
反射された信号は、ヘテロダイン状態で送信信号と組合
わされる時、フィルタ46を通過するように高い周波数
成分をもつIF信号を線62に生じ、これにより最も優
勢な最低次のスペクトル成分を線63上に生じる。従っ
て、FM−CWドップラ量fdは小さいかあるいは存在
せず、車両と障害物との間の最小の相対速度を示す。し
かし、同じ道路脇の障害物を有するCWサイクルの場合
は、送信信号と直角に反射された信号間のゼロに近い周
波数差(ゼロのドップラ成分)による高い周波数成分が
フィルタ46により著しく減衰され、これにより線63
における高い周波数スペクトル成分ならばほとんど生じ
なければ、最小値となるIF信号を直角に反射された信
号が線62に生じることになる。
【0022】従って、CWサイクルの間に線63上の最
も優勢な最低次のスペクトル成分が、「ヘテロダインさ
れる」反射および送信CW信号のドップラ成分の結果で
ある。道路脇の障害物の直角でない部分は、車両に対す
る相対速度を持ち、これにより反射される信号が送信信
号と合成して、フィルタ46を通って線63上に最も優
勢な最低次スペクトル成分を生じる実質的に高い周波数
成分を持つIF信号を生じる。従って、CWドップラ量
fcwは大きくなり、車両と障害物との間の相対速度を示
す。ステップ107および108における判定が肯定で
ある場合、発散するFM−CWおよびCWドップラ量
は、危険でない道路脇障害物を表示する。先に述べたよ
うに、次にステップ110が実行されて、CWサイクル
・ドップラ量fcwの負の値として保持ドップラ量Fdを
生じ、これにより検出された障害物を危険でないとして
フラッグする。
も優勢な最低次のスペクトル成分が、「ヘテロダインさ
れる」反射および送信CW信号のドップラ成分の結果で
ある。道路脇の障害物の直角でない部分は、車両に対す
る相対速度を持ち、これにより反射される信号が送信信
号と合成して、フィルタ46を通って線63上に最も優
勢な最低次スペクトル成分を生じる実質的に高い周波数
成分を持つIF信号を生じる。従って、CWドップラ量
fcwは大きくなり、車両と障害物との間の相対速度を示
す。ステップ107および108における判定が肯定で
ある場合、発散するFM−CWおよびCWドップラ量
は、危険でない道路脇障害物を表示する。先に述べたよ
うに、次にステップ110が実行されて、CWサイクル
・ドップラ量fcwの負の値として保持ドップラ量Fdを
生じ、これにより検出された障害物を危険でないとして
フラッグする。
【0023】保持ドップラ量fdがステップ109また
は110において設定された後、ルーチンにおける2つ
の経路が合流してステップ112を実行する。保持ドッ
プラ量Fdが接近速度を表わす閾値fthに比較され、も
し越えるならば検出される障害物が危険であると判定す
る。この閾値fthは、本例においては車両速度の関数で
あり、周知の2次元の索引テーブルから読出されること
が望ましいかあるいは方程式から計算される予め定めた
正の値である。更に、タイヤと道路間の摩擦係数および
天候条件の如き他のパラメータが、前記閾値の決定に含
まれる。閾値fthは、保持ドップラ量Fdがステップ1
10で否定に設定された場合に越えることができず、従
ってステップ112が1つのグループの障害物排除ステ
ップ130〜134に対して処理を送る。これは、検出
された障害物が既に危険でないと見做されたために生じ
る。前記閾値fthは、保持ドップラ量Fdがステップ1
09において設定された場合に越えるか越えられず、潜
在的な危険を示す。遠ざかる障害物は、保持ドップラ量
Fdに対する負の値を有し、正の閾値fthを越えること
ができない。一方、接近しつつある障害物は、保持ドッ
プラ量Fdに対して正の値を持ち、その大きさに従って
閾値fthを越えることがある。閾値fthが越えられるな
らば、潜在的に危険な事象が実際に危険であると判定さ
れ、1グループの障害物受入れステップ120〜124
が次に実行される。他方、閾値fthが越えられなけれ
ば、潜在的に危険な事象が危険でないと判定され、1グ
ループの障害物排除ステップ130〜134が次に実行
される。
は110において設定された後、ルーチンにおける2つ
の経路が合流してステップ112を実行する。保持ドッ
プラ量Fdが接近速度を表わす閾値fthに比較され、も
し越えるならば検出される障害物が危険であると判定す
る。この閾値fthは、本例においては車両速度の関数で
あり、周知の2次元の索引テーブルから読出されること
が望ましいかあるいは方程式から計算される予め定めた
正の値である。更に、タイヤと道路間の摩擦係数および
天候条件の如き他のパラメータが、前記閾値の決定に含
まれる。閾値fthは、保持ドップラ量Fdがステップ1
10で否定に設定された場合に越えることができず、従
ってステップ112が1つのグループの障害物排除ステ
ップ130〜134に対して処理を送る。これは、検出
された障害物が既に危険でないと見做されたために生じ
る。前記閾値fthは、保持ドップラ量Fdがステップ1
09において設定された場合に越えるか越えられず、潜
在的な危険を示す。遠ざかる障害物は、保持ドップラ量
Fdに対する負の値を有し、正の閾値fthを越えること
ができない。一方、接近しつつある障害物は、保持ドッ
プラ量Fdに対して正の値を持ち、その大きさに従って
閾値fthを越えることがある。閾値fthが越えられるな
らば、潜在的に危険な事象が実際に危険であると判定さ
れ、1グループの障害物受入れステップ120〜124
が次に実行される。他方、閾値fthが越えられなけれ
ば、潜在的に危険な事象が危険でないと判定され、1グ
ループの障害物排除ステップ130〜134が次に実行
される。
【0024】閾値fthが越えられると、このグループの
障害物受入れステップ120〜124が実行されて、妥
当な障害物フラッグが設定されるべきかどうか判定す
る。本例における設定された妥当な障害物フラッグは、
予め定めた数の連続する危険事象が検出されたことを示
す。
障害物受入れステップ120〜124が実行されて、妥
当な障害物フラッグが設定されるべきかどうか判定す
る。本例における設定された妥当な障害物フラッグは、
予め定めた数の連続する危険事象が検出されたことを示
す。
【0025】ステップ120は最初に、妥当な障害物フ
ラッグがその時設定されるかどうか判定する。妥当な障
害物フラッグが設定されるならば、その時の危険事象は
単なる累積であり、妥当な障害物フラッグは設定された
ままであり、ルーチンは線150を経てステップ101
へ戻って障害物判定ステップを反復する。妥当障害物フ
ラッグが設定されなければ、処理はステップ121へ進
み、これがこの時の障害物受入れステップ120〜12
4への通過が最後の危険でない事象が検出された後最初
の通過であるかどうか調べる。この通過がルーチンのこ
の部分の最初の通過を表わすならば、デバウンス(de
bounce)・タイマーがステップ122でリセット
され、カウント・ダウンを開始する。これが最初の通過
でなければ、デバウンス・タイマーはリセットされず、
カウント・ダウンを継続する。ステップ123は次に、
デバウンス・タイマーが満了したかどうか判定する。満
了したデバウンス・タイマーは、その時の障害物を危険
として受入れるために充分数の連続する危険事象が生じ
たことを示す。従って、デバウンス・タイマーが満了し
たならば、ステップ124が、グループの障害物排除ス
テップ130〜134がこれをリセットしない限り設定
されたままである妥当障害物フラッグを設定する。
ラッグがその時設定されるかどうか判定する。妥当な障
害物フラッグが設定されるならば、その時の危険事象は
単なる累積であり、妥当な障害物フラッグは設定された
ままであり、ルーチンは線150を経てステップ101
へ戻って障害物判定ステップを反復する。妥当障害物フ
ラッグが設定されなければ、処理はステップ121へ進
み、これがこの時の障害物受入れステップ120〜12
4への通過が最後の危険でない事象が検出された後最初
の通過であるかどうか調べる。この通過がルーチンのこ
の部分の最初の通過を表わすならば、デバウンス(de
bounce)・タイマーがステップ122でリセット
され、カウント・ダウンを開始する。これが最初の通過
でなければ、デバウンス・タイマーはリセットされず、
カウント・ダウンを継続する。ステップ123は次に、
デバウンス・タイマーが満了したかどうか判定する。満
了したデバウンス・タイマーは、その時の障害物を危険
として受入れるために充分数の連続する危険事象が生じ
たことを示す。従って、デバウンス・タイマーが満了し
たならば、ステップ124が、グループの障害物排除ス
テップ130〜134がこれをリセットしない限り設定
されたままである妥当障害物フラッグを設定する。
【0026】閾値fthが越えられないかあるいは障害物
が距離外になった時、グループの障害物排除ステップ1
30〜134が実行されて、妥当障害物フラッグがリセ
ットされるべきかかどうか判定する。本例におけるリセ
ットされた妥当障害物フラッグは、予め定めた数の連続
する危険でない事象が検出されたことを示す。ステップ
130は最初に、妥当障害物フラッグがその時設定され
るかどうか判定する。妥当障害物フラッグが設定されな
ければ、その時の危険でない事象は単なる累計であり、
妥当障害物フラッグはリセットされたままであり、ルー
チンは線150を経てステップ101へ戻る。妥当障害
物フラッグが設定されるならば、処理はステップ131
へ進み、これが障害物排除ステップ130〜134のそ
の時の通過が最後の危険事象が検出されてから最初の通
過であるかどうかを調べる。これが最初の通過ならば、
保持タイマーがステップ132においてリセットされ、
カウント・ダウンを開始する。これが最初の通過でなけ
れば、保持タイマーはリセットされず、カウント・ダウ
ンし続ける。ステップ133は次に、保持時間が満了し
たかどうか判定する。満了した保持時間は、その時の障
害物を危険でないとして受入れるのに充分な数の連続す
る危険でない事象が生じたことを示す。従って、保持時
間が満了したならば、ステップ134が妥当障害物フラ
ッグをリセットし、このフラッグは、グループの障害物
受入れステップ120〜124がこれを設定しない限り
リセットされたままである。
が距離外になった時、グループの障害物排除ステップ1
30〜134が実行されて、妥当障害物フラッグがリセ
ットされるべきかかどうか判定する。本例におけるリセ
ットされた妥当障害物フラッグは、予め定めた数の連続
する危険でない事象が検出されたことを示す。ステップ
130は最初に、妥当障害物フラッグがその時設定され
るかどうか判定する。妥当障害物フラッグが設定されな
ければ、その時の危険でない事象は単なる累計であり、
妥当障害物フラッグはリセットされたままであり、ルー
チンは線150を経てステップ101へ戻る。妥当障害
物フラッグが設定されるならば、処理はステップ131
へ進み、これが障害物排除ステップ130〜134のそ
の時の通過が最後の危険事象が検出されてから最初の通
過であるかどうかを調べる。これが最初の通過ならば、
保持タイマーがステップ132においてリセットされ、
カウント・ダウンを開始する。これが最初の通過でなけ
れば、保持タイマーはリセットされず、カウント・ダウ
ンし続ける。ステップ133は次に、保持時間が満了し
たかどうか判定する。満了した保持時間は、その時の障
害物を危険でないとして受入れるのに充分な数の連続す
る危険でない事象が生じたことを示す。従って、保持時
間が満了したならば、ステップ134が妥当障害物フラ
ッグをリセットし、このフラッグは、グループの障害物
受入れステップ120〜124がこれを設定しない限り
リセットされたままである。
【0027】本文に開示した逐次の危険事象および危険
でない事象のグループを受入れかつ排除する正確なプロ
セスは、これに先立つ危険事象と危険でない事象との間
の実際の弁別には不要であり、望ましい実施態様を励磁
するために述べたのみである。
でない事象のグループを受入れかつ排除する正確なプロ
セスは、これに先立つ危険事象と危険でない事象との間
の実際の弁別には不要であり、望ましい実施態様を励磁
するために述べたのみである。
【図1】移動する車両と典型的な危険でない障害物に対
する関係における車両の盲目領域レーダ・パターンの一
実施例を示す図である。
する関係における車両の盲目領域レーダ・パターンの一
実施例を示す図である。
【図2】車両用レーザ・システムの一実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図3】障害物の識別を実施するための図2のシステム
により実行されるプログラム命令の一実施例を示すフロ
ー図である。
により実行されるプログラム命令の一実施例を示すフロ
ー図である。
【図4】障害物の識別を実施するための図2のシステム
により実行されるプログラム命令の一実施例を示すフロ
ー図である。
により実行されるプログラム命令の一実施例を示すフロ
ー図である。
10 道路環境 12 自動車 14 放出パターン 15 盲領域レーザ・システム 41 送信アンテナ 42 受信アンテナ 43 電力分配器 44 ミクサ 45 電圧制御発振器(VCO) 46 増幅器およびフィルタ 47 変調器 48 アナログ/ディジタル・コンバータ 49 ディジタル・プロセッサ
フロントページの続き (72)発明者 マイケル・ジョン・ショーキー アメリカ合衆国インディアナ州46060,ノ ーブルズビル,メイプル・アベニュー 1512 (72)発明者 フィー・アン・リエム アメリカ合衆国インディアナ州46032,カ ーメル,ウッドビュー・サウス・ドライブ 784
Claims (7)
- 【請求項1】 危険な障害物と危険でない障害物との間
を弁別するための車両障害物検出装置において、周波数
変調された持続波信号である第1の信号と持続波信号で
ある第2の信号との1対を送信する送信手段(41、4
3、45、47)と、障害物から反射される前記第1お
よび第2の信号の反射を受信する受信手段(42)と、
受信した1対の第1の信号に基いて第1の相対速度を取
得し、かつ前記第2の信号に基いて障害物の第2の相対
速度を取得する処理手段(49)と、前記第1および第
2の相対速度を比較して、該第1および第2の速度間の
差が予め定めた大きさを越える時に危険な障害物が存在
すると判定するコンパレータ手段(49)とを設けるこ
とを特徴とする車両障害物検出装置。 - 【請求項2】 危険な障害物と危険でない障害物との間
を弁別するための車両障害物検出装置において、周波数
変調された持続波信号である第1の信号と持続波信号で
ある第2の信号との1対を送信する送信手段(送信アン
テナ41、43、45、47)と、障害物から反射され
る前記第1および第2の信号の反射を受信する受信手段
(42)と、受信した1対の第1の信号から第1のドッ
プラ量を、かつ受信した第2の信号から第2のドップラ
量を取得する処理手段(49)と、前記第1および第2
のドップラ量が矛盾する時、危険な障害物が存在しない
ことを判定するよう動作する識別手段(49)とを設け
ることを特徴とする車両障害物検出装置。 - 【請求項3】 前記1対の第1の信号が線形変調される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両障害物
検出装置。 - 【請求項4】 前記1対の第1の信号および第2の信号
がレーダ信号であることを特徴とする請求項1または
2、または3に記載の車両障害物検出装置。 - 【請求項5】 車両の付近における危険な障害物と危険
でない障害物との間を弁別する方法において、周波数変
調された持続波信号である第1の信号と持続波信号であ
る第2の信号との1対を送信し、障害物から反射された
第1および第2の信号の反射を受信し、受信した1対の
第1の信号に基いて該障害物の第1の相対速度を取得
し、前記第2の信号に基いて前記障害物の第2の相対速
度を取得し、該第1および第2の相対速度を比較し、該
第1および第2の速度間の差が予め定めた大きさを越え
る時に危険な障害物が存在すると判定するステップを含
むことを特徴とする方法。 - 【請求項6】 車両の付近における危険な障害物と危険
でない障害物との間を弁別する方法において、周波数変
調された持続波信号である第1の信号と持続波信号であ
る第2の信号との1対を送信し、障害物から反射された
第1および第2の信号の反射を受信し、受信した1対の
第1の信号から第1のドップラ量を、かつ受信した第2
の信号から第2のドップラ量を取得し、該第1および第
2のドップラ量が矛盾する時に、危険な障害物が存在し
ないと判定するステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項7】 前記1対の第1の信号を線形変調するス
テップを含むことを特徴とする請求項5または6に記載
の方法。
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