DE102014213359A1

DE102014213359A1 - Apparatus and method for the acoustic examination of environmental objects of a means of locomotion

Info

Publication number: DE102014213359A1
Application number: DE102014213359.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Karl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2016-01-14
Also published as: EP3167307A1; CN106537175B; CN106537175A; WO2016005087A1

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur akustischen Untersuchung von Umgebungsobjekten (20, 30, 40) eines Fortbewegungsmittels (10) vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: – Erfassen durch ein Umgebungsobjekt (20, 30, 40) abgestrahlten Schalls mittels eines Sensors (1, 2, 3, 4), – Auswerten des Sensorsignals über der Zeit, und – Erkennen einer Position und/oder einer Relativbewegung (P) und/oder einer räumlichen Erstreckung des Umgebungsobjekts (20, 30, 40) aufgrund eines Vergleiches eines Zeitverlaufes (5) einer Intensitätsgröße des Sensorsignals mit einer vordefinierten Referenz (6).A device and a method for the acoustic examination of environmental objects (20, 30, 40) of a means of locomotion (10) are proposed. The method comprises the steps of: detecting sound emitted by an environmental object (20, 30, 40) by means of a sensor (1, 2, 3, 4), evaluating the sensor signal over time, and recognizing a position and / or a Relative movement (P) and / or a spatial extent of the environmental object (20, 30, 40) due to a comparison of a time course (5) of an intensity variable of the sensor signal with a predefined reference (6).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Untersuchung von Umgebungsobjekten eines Fortbewegungsmittels. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die akustische Untersuchung einer Position und/oder einer Relativbewegung und/oder einer räumlichen Erstreckung des Umgebungsobjekts. The present invention relates to a device and a method for examining surrounding objects of a means of locomotion. In particular, the present invention relates to the acoustic examination of a position and / or a relative movement and / or a spatial extent of the surrounding object.

Im Stand der Technik sind insbesondere schallbasierte Fahrerassistenzsysteme bekannt, welche die Echos ausgesandter Messsignale daraufhin untersuchen, ob in der Umgebung des Ego-Fortbewegungsmittels Umgebungsobjekte enthalten sind, in welchem Abstand diese sich zum Ego-Fahrzeug aufhalten und gegebenenfalls in welche Richtung sie sich aktuell bewegen. Neben dem Manövrieren mit niedriger Eigengeschwindigkeit wie beispielsweise während des Einparkens werden schallbasierte Umfelderfassungssysteme auch bei höheren Eigengeschwindigkeiten zur Detektion von Objekten im Fahrzeugumfeld des Ego-Fahrzeugs verwendet. Dabei soll im Ansprechen auf ein Unterschreiten kritischer Abstandsgrenzwerte dem Fahrer des Fortbewegungsmittels Hinweise gegeben werden. Dazu werden auch bei der Erkennung seitlich des Ego-Fahrzeugs vorhandener Umgebungsobjekte (Tote-Winkel-Assistent, Side View Assist (SVA)) üblicherweise Messsignale in die Umgebung des Fortbewegungsmittels ausgesandt und die Echos automatisiert untersucht. Da Strömungsgeräusche sowohl des Ego-Fahrzeugs als auch anderer Verkehrsteilnehmer mit zunehmender Geschwindigkeit erheblich zunehmen, verhindern diese Strömungsgeräusche den sauberen Empfang der durch die Umgebungsobjekte reflektierten Messsignale, so dass ab einem gewissen Geschwindigkeitswert auf die Aussendung der Messsignale verzichtet wird und stattdessen mittels der Kennlinie der Lautstärke der Strömungsgeräusche schwellenwertbasiert auf die Position der Umgebungsobjekte geschlossen wird. Überschreiten die Strömungsgeräusche bei einem Sensor z.B. in den hinteren Ecken des Ego-Fahrzeugs einen Mindestwert (Schwellenwert), wird heutzutage auf die Anwesenheit eines Fremdfahrzeugs in der Nähe des Ego-Fahrzeugs geschlussfolgert. Dabei wird nicht unterschieden, ob es eine stark abstrahlende Schallquelle in großen Abstand oder eine schwach abstrahlende Schallquelle in geringem Abstand ist bzw. mit welcher Relativbewegung sich die Schallquelle entlang welcher Bewegungsbahnen entlang der am Ego-Fahrzeug verbauten Sensoren bewegt. Insofern ist die auf Strömungsgeräuschen und Fremdsignalen basierende Umfelddetektion heute noch recht ungenau. Es ist daher ein Verfahren zu entwickeln, mit dem genauer bestimmt werden kann, ob sich ein Objekt in einem bestimmten Bereich im Fahrzeugumfeld, wie dem toten Winkel, längere Zeit befindet bzw. sich darauf zu bewegt bzw. im Begriff ist, diesen zu verlassen bzw. ob sich kein Verkehrsteilnehmer in diesem Bereich befindet. In particular, sound-based driver assistance systems are known in the prior art which examine the echoes of emitted measurement signals as to whether environment objects are contained in the environment of the ego transportation means, at which distance they are located to the ego vehicle and, if appropriate, in which direction they are currently moving. In addition to maneuvering at low airspeed, such as during parking, sound-based surround detection systems are also used at higher intrinsic speeds for the detection of objects in the vehicle environment of the ego vehicle. In this case, should be given to the driver of the means of transport in response to falling below critical distance limits. For this purpose, even when detecting peripheral objects present on the side of the ego vehicle (blind spot assistant, side view assist (SVA)), measuring signals are usually emitted into the surroundings of the means of locomotion and the echoes are examined automatically. Since flow noises of both the ego vehicle and other road users increase significantly with increasing speed, these flow noises prevent the clean reception of the measurement signals reflected by the environment objects, so that the transmission of the measurement signals is dispensed with above a certain speed value and instead by means of the characteristic curve of the volume the flow noise is threshold based on the position of the environment objects is closed. If the flow noise exceeds a sensor, e.g. A minimum value (threshold) in the rear corners of the ego vehicle is nowadays inferred as the presence of a foreign vehicle near the ego vehicle. It is not distinguished whether it is a strong emitting sound source at a large distance or a low-emitting sound source at a small distance or with which relative movement moves the sound source along which trajectories along the sensors installed on the Ego vehicle. In this respect, the environmental detection based on flow noise and extraneous signals is still quite inaccurate today. It is therefore a method to develop, with which it can be more accurately determined whether an object in a certain area in the vehicle environment, such as the blind spot, is for a long time or is moving towards it or is about to leave or if there is no road user in this area.

DE 10 2009 002 870 A1 schlägt in diesem Zusammenhang eine Erhöhung der Energie ausgesandter Messsignale vor, um die Energie der von Umgebungssignalen reflektierten Signalen gegenüber dem Strömungsgeräusch besser abgrenzen zu können. DE 10 2009 002 870 A1 suggests in this context an increase in the energy of emitted measurement signals in order to be able to better distinguish the energy of the signals reflected by ambient signals from the flow noise.

Nachteilig an den heutigen Verfahren ist zudem, dass nur das Überschreiten einer Mindestlautstärke ausgewertet wird.A disadvantage of today's method is that only the exceeding of a minimum volume is evaluated.

DE 10 2009 027 842 A1 schlägt daher Detektionsverfahren vor, die neben der Auswertung des Empfangssignals durch Kreuzkorrelation mit jeweils durch die Sendesignalformen vorgegebene möglichen Empfangssignalformen eine aufwandsärmere Echodetektion gestatten. DE 10 2009 027 842 A1 Therefore proposes detection method, which allow in addition to the evaluation of the received signal by cross-correlation with each predetermined by the transmission signal forms possible reception signal forms a lower-cost echo detection.

DE 10 2011 079 707 A1 offenbart ein weiteres Verfahren zur messsignallosen akustischen Umfeldsensorik zur Verwendung in einem Fahrerassistenzsystem. DE 10 2011 079 707 A1 discloses another method for non-measurement acoustic environment sensing for use in a driver assistance system.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die akustische Umfeldüberwachung einerseits einfacher und andererseits umfangreicher zu gestalten. It is an object of the present invention to make the acoustic environment monitoring on the one hand easier and on the other hand more extensive.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur akustischen Untersuchung von Umgebungsobjekten eines Fortbewegungsmittels sowie durch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gelöst. Die Umgebungsobjekte können beispielsweise Verkehrsteilnehmer und/oder fahrsicherheitsrelevante und/oder bewegte und/oder statische Objekte in Sensorreichweite des Ego-Fortbewegungsmittels sein. In einem ersten Schritt wird durch ein Umgebungsobjekt abgestrahlter Schall mittels eines Sensors erfasst, welcher am Ego-Fortbewegungsmittel angeordnet ist. Der Schall kann durch das Umgebungsobjekt selbstständig erzeugt worden sein, wie dies beispielsweise im Falle von Motorgeräusch, Abrollgeräusch der Bereifung, Windgeräusch, Getriebegeräusch, Aggregat-Geräusch, etc., erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann der vom Umgebungsobjekt abgestrahlte Schall jedoch auch reflektierter Schall sein, dessen Ursprung in der Umgebung des Umgebungsobjektes, insbesondere im Ego-Fortbewegungsmittel liegt. Gegenüber vom Ego-Fahrzeug abgestrahlten kurzen Messsignalen, insbesondere Messpulsen, deren Echos vom Ego-Fortbewegungsmittel empfangen und ausgewertet werden, wird erfindungsgemäß eine breitere Datenbasis geschaffen, welche der nachfolgenden Auswertung zugrunde gelegt werden kann. Es erfolgt somit ein Abhorchen des Umgebungsobjektes, wodurch zusätzliche Informationen erhalten werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Zeitsignal („Schallereignis über der Zeit“) aufgenommen und ausgewertet. Mit anderen Worten wird der Zeitverlauf einer Intensitätsgröße des Sensorausgangssignals (Mikrofon, Schall-Elektro-Wandler) mit vordefinierten Referenzen verglichen. Als „Intensitätsgröße“ sein im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine solche physikalische Größe verstanden, welche Rückschlüsse auf die landläufig auch als „Lautstärke“ bezeichnete Eigenschaft des empfangenen Schallereignisses zulässt. Entgegen dem Stand der Technik sind nicht nur Schwellenwertbetrachtungen bezüglich des Sensorsignals vorgesehen sondern wird eine Untersuchung des Verlaufs der Signalstärke über der Zeit vorgesehen, somit wird vielmehr wird die Charakteristik der Lautstärke der akustischen Signatur des Umgebungsobjektes über der Zeit untersucht, welche sich (unter Anderem) aus der Geräuschemission des Umgebungsobjektes, seiner Position/Geschwindigkeit/Erstreckung und der Richtwirkung des verwendeten Sensors ergibt. Neben der direkten Bewertung der Signalstärke selbst zählt dazu ebenso die Bewertungen des Zeitverlaufs der Ableitungen der Signalstärke, insbesondere der Ableitungen der Signalstärke nach der Zeit, d.h., bezüglich dessen zeitlicher Änderung, und/oder der Ableitung der Signalstärke nach dem Ort, wobei bei bekannter Momentangeschwindigkeit zeitliche und örtliche Ableitung ineinander umgerechnet werden können. Durch den Vergleich mit vordefinierten Referenzen, welche beispielsweise in einem Datenspeicher abgelegt sein können, kann auf eine Position und/oder eine Relativbewegung und/oder eine räumliche Erstreckung des Umgebungsobjektes geschlossen werden. Mit anderen Worten wird der Zeitverlauf der Intensitätsgröße des Sensorsignals klassifiziert und eine der ermittelten Klasse zugeordnete Fahrsituation als vorliegend erkannt. Erfindungsgemäß kann auf die Aussendung von Messsignalen verzichtet werden und die Untersuchung von Umgebungsobjekten wird auf eine breitere Signalbasis gestellt, wodurch zusätzliche Informationen über die vorliegende Verkehrssituation des Fortbewegungsmittels gesammelt werden können.The above object is achieved by a method for the acoustic examination of environmental objects of a means of locomotion and by a device for carrying out the method. The environment objects may be, for example, road users and / or driving safety-relevant and / or moving and / or static objects within the sensor range of the ego means of locomotion. In a first step, sound emitted by an environmental object is detected by means of a sensor which is arranged on the ego locomotion means. The sound may have been generated independently by the environment object, as for example in the case of engine noise, tire rolling noise, wind noise, gear noise, engine noise, etc., takes place. Alternatively or additionally, however, the sound emitted by the ambient object may also be reflected sound whose origin lies in the surroundings of the surrounding object, in particular in the ego locomotion means. With respect to short measuring signals emitted by the ego vehicle, in particular measuring pulses whose echoes are received and evaluated by the ego means of locomotion According to the invention, a broader database is created, which can be used as the basis for the following evaluation. There is thus an interception of the environment object, whereby additional information is obtained. According to the present invention, the time signal ("sound event over time") is recorded and evaluated. In other words, the time course of an intensity quantity of the sensor output signal (microphone, sound-electric converter) is compared with predefined references. Within the scope of the present invention, "intensity quantity" is understood to be such a physical quantity which allows conclusions to be drawn about the property of the received sound event, which is also commonly referred to as "loudness". Contrary to the prior art, not only are threshold considerations with respect to the sensor signal provided, but an examination of the course of the signal strength over time is provided, thus the characteristic of the volume of the acoustic signature of the surrounding object is examined over time, which (among other things) from the noise emission of the surrounding object, its position / velocity / extent and the directivity of the sensor used. In addition to the direct evaluation of the signal strength itself, this also includes evaluations of the time course of the derivatives of the signal strength, in particular the derivatives of the signal strength according to the time, ie, with respect to its temporal change, and / or the derivative of the signal strength by location, with known instantaneous velocity temporal and local derivation can be converted into each other. By comparison with predefined references, which may be stored, for example, in a data memory, it is possible to deduce a position and / or a relative movement and / or a spatial extent of the surrounding object. In other words, the time profile of the intensity quantity of the sensor signal is classified and a driving situation assigned to the determined class is recognized as present. According to the invention, it is possible to dispense with the emission of measurement signals and the investigation of environmental objects is made on a broader signal basis, whereby additional information about the present traffic situation of the means of locomotion can be collected.

Dem Fachmann sind verschiedene Formen der Darstellung der Zeitverläufe geläufig. Hervorgehoben werden hier daher nur zwei besonders gebräuchliche. The person skilled in various forms of representation of the time courses are common. Therefore, only two particularly common ones are emphasized here.

Bei der Äquidistante Abtastung werden die Signale sowie die daraus insbesondere mittels zeitlicher Ableitung nach regelmäßigen (=äquidistanten) Zeitdifferenzen Ts erfasst und als Folge von (Abtast-)Werten verarbeitet. Dem Fachmann ist ebenso geläufig, dass ein Vergleich solcher Folgen bevorzugt mittels Korrelation durchgeführt werden kann und dass das dabei entstehende Vergleichsergebnis, d.h., die Folge von Korrelationswerten, beispielsweise mittels Schwellwert, der gewisse Toleranzen berücksichtigt, bewertet werden kann.In the case of equidistant sampling, the signals and the signals derived therefrom, in particular by means of time derivation, are detected at regular (= equidistant) time differences Ts and processed as a sequence of (sampling) values. It is also familiar to the person skilled in the art that a comparison of such sequences can preferably be carried out by means of correlation and that the resulting comparison result, that is to say the sequence of correlation values, for example by means of a threshold, which takes into account certain tolerances, can be evaluated.

Eine alternative bevorzugte Realisierung der Darstellung von Zeitverläufen mittels äquidistanten Abtastung kann auf der Weg-Äquidistanz beruhen, bei der die Signale und deren Ableitungen jeweils nach Zurücklegen einer gewissen Wegstrecke erfasst werden, wobei bevorzugt jeweils auch der jeweilige Erfassungs-Zeitpunkt bzw. äquivalente Größen, wie die jeweilige Momentangeschwindigkeit mit gespeichert wird. Diese Weg-äquidistante Abtastung könnte beispielsweise so realisiert werden, dass aus den Radumdrehungen aller Räder der Fahrweg eines Bezugspunktes des Fahrzeugs – wie z.B. Mittelpunkt der Hinterachse) bestimmt wird und nach Zurücklegen einer gewissen Fahrwegdifferenz dieses Bezugspunkts die zu erfassenden Signale und ihre Ableitungen bestimmt werden.An alternative preferred realization of the representation of time profiles by means of equidistant sampling can be based on the path equidistance, in which the signals and their derivatives are detected after traveling a certain distance, wherein preferably also the respective detection time or equivalent variables, such as the respective instantaneous speed is saved. This path-equidistant scanning could, for example, be realized in such a way that from the wheel revolutions of all the wheels the travel path of a reference point of the vehicle - such as e.g. Center of the rear axle) is determined and after covering a certain path difference of this reference point, the signals to be detected and their derivatives are determined.

Vorteilhaft könnte bei der Weg-äquidistanten Abtastung die Reduktion der erfassten Datenmenge, insbesondere bei niedrigeren Eigengeschwindigkeiten sein. Desweiteren könnte die Signalauswertung vereinfacht werden, weil Entscheidungskriterien leichter bzgl. der Weg- bzw. Fahrwerksbewegungsgeometrie beschrieben werden können.In the case of path-equidistant scanning, it may be advantageous to reduce the acquired data quantity, in particular at lower intrinsic speeds. Furthermore, the signal evaluation could be simplified because decision criteria can be described more easily with respect to the path or chassis movement geometry.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Eine Möglichkeit zur Charakterisierung eines aktuellen Zeitverlaufes besteht darin, aufeinanderfolgende Zeitpunkte in der Stärke (Intensität) des Sensorsignals miteinander zu vergleichen. In der Mathematik wird eine solche Untersuchung mitunter auch als „Kurvendiskussion“ bezeichnet. Hierbei können auch Ausschnitte des Zeitverlaufes verwendet werden, welche mit Ausschnitten der vordefinierten Referenzen verglichen werden. Beispielsweise kann in diesem Rahmen ein Kennwert für einen Abstand zwischen dem betrachteten Abschnitt des Zeitverlaufes und dem betrachteten Abschnitt einer vordefinierten Referenz ermittelt werden, und mit Kenngrößen für Abstände zu anderen Referenzen verglichen werden. Ähnlich den bei der automatisierten Spracherkennung verwendeten Algorithmen kann somit eine höchst wahrscheinliche Verwandtschaft mit genau einer vordefinierten Referenz ermittelt werden, welche bei Unterschreiten einer vordefinierten Maximalabweichung als aktuell zutreffend angenommen wird. Anders ausgedrückt wird eine akustische Signatur einer Verkehrssituation bezüglich eines Umgebungsobjektes mit entsprechenden vordefinierten Signaturen verglichen und eine der nächstliegenden Signatur zugeordnete Fahrsituation als verwandt mit der aktuellen Fahrsituation angenommen.One way to characterize a current time course is to compare successive times in the strength (intensity) of the sensor signal. In mathematics, such a study is sometimes called a "curve discussion". It is also possible to use sections of the time profile which are compared with sections of the predefined references. For example, in this context, a characteristic value for a distance between the considered section of the time profile and the considered section of a predefined reference can be determined, and compared with parameters for distances to other references. Similar to the algorithms used in automated speech recognition, it is therefore possible to determine a highly probable relationship with exactly one predefined reference, which is assumed to be currently applicable if the value falls below a predefined maximum deviation. In other words, an acoustic signature of a traffic situation with respect to an environment object is compared with corresponding predefined signatures, and a driving situation assigned to the closest signature is assumed to be related to the current driving situation.

Der Verzicht auf die Aussendung von Messsignalen vermeidet die Maskierung gegebenenfalls ebenfalls interessanter Umgebungssignale durch deren Echos und verringert den Energieaufwand innerhalb des Bordnetzes. The omission of the emission of measurement signals avoids the masking possibly also interesting environmental signals by their echoes and reduces the energy consumption within the electrical system.

Das erfindungsgemäße Auswerten der beim Ego-Fahrzeug eintreffenden Signale ist jedoch nicht an den Verzicht auf das Aussenden von Messsignalen gebunden. So ist insbesondere eine alternierende Auswertung denkbar, d.h., nach dem Aussenden mindestens eines Messsignals werden die eintreffenden Echos ausgewertet und am Ende des Echozyklus, d.h., in Zeitabschnitten, in denen das Eintreffen von Echos auf die Messsignalaussendung aufgrund der durch die laufzeitproportionale zunehmende Schalldämpfung unwahrscheinlich geworden ist, wird mindestens ein Abtastwert des Zeitverlaufs der ansonsten beim Ego-Fahrzeug eintreffenden Schallsignale gewonnen.However, the evaluation according to the invention of the signals arriving at the ego vehicle is not tied to the waiver of the emission of measurement signals. Thus, in particular, an alternating evaluation is conceivable, ie, after the emission of at least one measurement signal, the incoming echoes are evaluated and at the end of the echo cycle, ie, in periods in which the arrival of echoes on the Meßsignalaussendung due to the running time-proportional increasing sound attenuation has become unlikely is, at least one sample of the time course of the otherwise arriving at the ego vehicle sound signals is obtained.

Die Stärke des Sensorsignals über der Zeit kann beispielsweise ähnlich einer Hüllkurve ausgestaltet sein und untersucht werden. Entsprechend kann die Gestalt unterschiedlicher Hüllkurven als Referenz abgespeichert und jeweiligen Verkehrssituationen zugeordnet sein. Die Erzeugung einer Hüllkurve ist schaltungstechnisch einfach und der Vergleich unterschiedlicher Hüllkurven(-abschnitten) ermöglicht eine kostengünstige und rasche Auswertung aufgrund einer erheblich reduzierten Datenbasis.The strength of the sensor signal over time can, for example, be designed and examined in a manner similar to an envelope. Accordingly, the shape of different envelopes can be stored as a reference and assigned to respective traffic situations. The generation of an envelope is circuitically simple and the comparison of different envelopes (sections) allows a cost-effective and rapid evaluation due to a significantly reduced database.

Das Vergleichen der Intensitätsgröße über der Zeit mit abgespeicherten Referenzen kann iterativ erfolgen, wobei mit voranschreitender Zeit immer mehr Referenzen ausgeschlossen werden, bis schließlich nur noch eine Referenz (diejenige mit der höchsten Ähnlichkeit zum untersuchten Sensorsignal) verbleibt. Dabei wird zugrunde gelegt, dass sich aufgrund der Richtcharakteristik die von einem Schallwandler gewandelte Signalstärke abhängig von der Richtung, aus der auf ihn ein Schallsignal einstrahlt wird, ändert. Ebenso wird berücksichtigt, dass aufgrund der Raumdämpfung die bei einem Schallwandler fester Geometrie eintreffende Schallstärke mit zunehmendem Abstand zur Schallquelle abnimmt bzw. umgekehrt mit abnehmendem Abstand zunimmt. Insbesondere bei herannahenden Fahrzeugen erhöht sich die Dynamik der empfangenen Lautstärke über der Zeit, wenn sich das Fahrzeug entlang einer Achse der Richtcharakteristik des Schallwandlers bewegt. Einflüsse von Richtcharakteristik bzw. Raumdämpfung können sich positiv oder negativ überlagern. Aufgrund der Geometrie des Ego-Fortbewegungsmittels sowie aufgrund der im kollisionsfreien Fall nur beschränkt möglichen auftretenden Beschleunigungen ist die Vielfalt unterschiedlicher möglicher Bewegungstrajektorien von anderen Verkehrsteilnehmern bezüglich des Ego-Fahrzeugs beschränkt. In Anbetracht einer endlichen Vielfalt unterschiedlicher Trajektorien zwischen dem Ego-Fortbewegungsmittel und dem Umgebungsobjekt in Verbindung mit der Ausrichtung und der Richtcharakteristik des verwendeten Sensors bzw. der verwendeten Sensoren ergibt sich eine Beschränkung möglicher auftretender jeweiliger akustischer Signaturen für eine Position, eine Relativgeschwindigkeit und eine räumliche Erstreckung eines Umgebungsobjektes in Bezug auf einen am Ego-Fortbewegungsmittel angeordneten Sensor. Zudem haben die Absolutgeschwindigkeit des Ego-Fortbewegungsmittels bzw. des Umgebungsobjektes, der Straßenzustand und weitere Eigenschaften des Umgebungsobjektes einen Einfluss auf die Signatur. Die vorgenannten Eigenschaften finden sich an unterschiedlichen Stellen bzw. in unterschiedlichen Bereichen über der Zeit der Intensitätsgröße wieder und können entsprechend aus dem Zeitverlauf abgelesen werden. Sofern das Umgebungsobjekt selbstständig Schall erzeugt (z.B. ein anderes Verkehrsmittel) ist nicht einmal ein Betrieb des Ego-Fortbewegungsmittels (Fahrbetrieb) erforderlich. Sofern das Ego-Fortbewegungsmittel selbstständig Schall abstrahlt (Fahrbetrieb, Geschwindigkeit größer Null) können auch Intensitätsgrößen von „stummen“ Umgebungsobjekten anhand reflektierter Eigengeräusche des Ego-Fortbewegungsmittels Aufschluss über das Umgebungsobjekt geben. Beispielsweise kann das Vorhandensein einer Leitplanke bzw. von Straßenbegrenzungspfosten anhand plötzlich zunehmender Reflektionen des vom Ego-Fahrzeug ausgesandten Schallereignisses erkannt werden. Beide werden sich bei Annäherung durch eine im Wesentlichen der Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs äquivalente Änderung der Schallstärke, die mittels Ableitung des Verlaufs der Schallstärke leicht untersucht werden kann, auszeichnen. Während eine durchgehend verlaufende Leitplanke jedoch anschließend eine dem Vorbeifahrabstand entsprechende nahezu gleichbleibende Signalstärke reflektieren wird, die proportional der Reflexionsfläche der Leitplanke sein wird, wird die Signalstärke unmittelbar nach Passieren des Straßenbegrenzungspfostens entsprechend der durch die Eigengeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs bestimmten Relativgeschwindigkeit entsprechend rasch abnehmen. Aufgrund der üblicherweise geringeren Reflexivität des Straßenbegrenzungspfostens wird dabei Schallstärke im Maximum nicht so hoch sein, wie die Schallstärke von einer gut reflektierenden Leitplanke bei Vorbeifahrt in gleichem Abstand. Anhand der räumlichen Ableitung der Intensitätsgröße kann auf den Abstand der Straßenbegrenzungspfosten zueinander geschlussfolgert werden. Änderungen in den Maxima der Zeitverläufe Signalstärken können ein Hinweis auf sich ändernde Vorbeifahrabstände sein, ebenso wie die Gradienten der Ableitungen der Signalstärkeverläufe. Äquivalentes gilt für sich ändernde Signalstärken beim Passieren einer als kontinuierlich ausgedehnt angenommenen Leitplanke.The comparison of the intensity quantity over time with stored references can be done iteratively, with more and more references being excluded as time progresses, until finally only one reference (the one with the highest similarity to the examined sensor signal) remains. It is based on the fact that changes due to the directional characteristic of a transducer converted signal strength depending on the direction from which a sound signal is irradiated him. It is also considered that, due to the room damping, the sound intensity arriving at a sound transducer of a fixed geometry decreases with increasing distance to the sound source, or conversely increases with decreasing distance. Particularly with approaching vehicles, the dynamics of the received volume increase over time as the vehicle moves along an axis of the directional characteristic of the sound transducer. Influences of directivity or room damping can be superimposed positively or negatively. Owing to the geometry of the ego means of locomotion as well as due to the acceleration occurring only to a limited extent in the collision-free case, the variety of different possible movement trajectories is limited by other road users with respect to the ego vehicle. In view of a finite variety of different trajectories between the ego-locomotion means and the environment object in connection with the orientation and the directional characteristic of the sensor used or the sensors used, there is a limitation of possible occurring respective acoustic signatures for a position, a relative speed and a spatial extent an environment object with respect to a sensor disposed on the ego transportation means. In addition, the absolute speed of the ego means of locomotion or the environment object, the road condition and other properties of the environment object have an influence on the signature. The aforementioned properties can be found at different locations or in different areas over the time of the intensity variable and can be read accordingly from the time course. Unless the surrounding object automatically generates sound (e.g., another means of transport), even operation of the ego vehicle (driving mode) is not required. If the ego means of locomotion autonomously emits sound (driving mode, speed greater than zero), intensity variables of "silent" surrounding objects can also provide information on the surrounding object based on reflected self-sounds of the ego locomotion means. For example, the presence of a guard rail or of road boundary posts can be detected on the basis of suddenly increasing reflections of the sound event emitted by the ego vehicle. Both will be characterized by a change in the sound intensity equivalent to the speed of the ego vehicle, which can easily be investigated by deriving the course of the sound power. However, while a continuous guardrail will then reflect an almost constant signal strength corresponding to the pass-by distance, which will be proportional to the reflective surface of the guardrail, the signal strength will decrease rapidly immediately after passing the road-boundary post corresponding to the relative velocity determined by the intrinsic speed of the ego vehicle. Due to the usually lower reflectivity of the road boundary post, sound intensity in the maximum will not be as high as the sound intensity of a well-reflective guard rail when driving past at the same distance. On the basis of the spatial derivative of the intensity size can be concluded that the distance of the road boundary posts to each other. Changes in the maxima of the time courses Signal strengths can be an indication of changing pass-by distances, as well as the gradients of the derivatives of the signal strength curves. Equivalent applies to changing signal strengths when passing a continuously extended guardrail.

Nicht ortsfeste Schallquellen bzw. Reflektoren, wie z.B. in gleicher bzw. in entgegengesetzter Richtung fahrende Verkehrsteilnehmer, werden sich durch andere Zeitverläufe der Intensitätsgrößen und ihrer Ableitungen auszeichnen. Insbesondere bei niedrigen Eigengeschwindigkeiten des Ego-Fortbewegungsmittels sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch weitere durch kollisionsfreies querendes Vorbeifahren bestimmte Trajektorien möglich. Darüber hinaus sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch höhere Detektionsreichweiten bzw. größere Zuverlässigkeiten möglich, insbesondere wenn die Signalintensität einer sich nähernden Schallquelle größer ist, als die vom Ego-Fahrzeug ausgesandten Signale und reflektierten Echos. Insbesondere das vom Ego-Fortbewegungsmittel ausgesandte Schallereignis kann ein interessantes Messsignal darstellen, da der Betriebszustand des Ego-Fortbewegungsmittels anhand vielzahliger Nachrichten z.B. auf einem Bussystem für die Auswertung der Intensitätsgröße der Echos verwendet werden können. Beispielsweise die Ego-Geschwindigkeit, die Motordrehzahl, die Getriebestufe, die Konfiguration der Karosserie (Verdeck offen, Fenster geöffnet, Spoiler Stellung, etc.) kann die akustische Signatur des Ego-Fortbewegungsmittels beeinflussen und bei der Auswertung an Umgebungsobjekten reflektierter Echos berücksichtigt werden. Non-stationary sound sources or reflectors, such as in the same or in the opposite direction driving road users, will be characterized by other time courses of the intensity quantities and their derivatives. Particularly at low intrinsic speeds of the ego means of locomotion, further trajectories determined by collision-free crossing pass-bys are possible with the method according to the invention. In addition, higher detection ranges or greater reliabilities are possible with the method according to the invention, in particular if the signal intensity of an approaching sound source is greater than the signals emitted by the ego vehicle and reflected echoes. In particular, the sound event emitted by the ego means of locomotion can represent an interesting measuring signal, since the operating state of the ego means of locomotion can be used on the basis of various messages, for example on a bus system for the evaluation of the intensity magnitude of the echoes. For example, the ego speed, the engine speed, the gear stage, the body configuration (canopy open, window open, spoiler position, etc.) can influence the acoustic signature of the ego vehicle and be taken into account in the evaluation of environmental objects reflected echoes.

Erfindungsgemäß wurde auch erkannt, dass Schallquellen, die das Ego-Fahrzeug entlang ein und der gleichen Trajektorie passieren, einen vergleichbaren Verlauf der zeitlichen Ableitung der Intensitätsgröße aufweisen, die Intensitätswerte an einer bestimmten Position der Trajektorie jedoch von der Stärke der Schallquelle beeinflusst wird. Darüber hinaus wird der Zeitverlauf der Intensität bzw. ihre Ableitungen von der Richtcharakteristik der Intensitätsgröße beeinflusst. According to the invention, it has also been recognized that sound sources which pass the ego vehicle along one and the same trajectory have a comparable course of the time derivative of the intensity magnitude, but the intensity values at a specific position of the trajectory are influenced by the strength of the sound source. In addition, the time characteristic of the intensity or its derivatives is influenced by the directional characteristic of the intensity variable.

Erfindungsgemäß wurde auch erkannt, dass Zeitverläufe der Intensität und/oder ihre Ableitungen zu Beginn einer Passage gleich sein können, obwohl sich die Reflektoren bzw. Schallquellen auf unterschiedlichen Trajektorien bewegen und dass die Unterschiede in den Trajektorien insbesondere bezüglich Relativposition bzw. bezüglich Relativgeschwindigkeit erst durch fortschreitende Analyse des Zeitverlaufs der Intensitätsgröße und/oder ihrer Ableitungen erkennbar werden.According to the invention, it has also been recognized that time courses of the intensity and / or their derivatives at the beginning of a passage can be the same, although the reflectors or sound sources move on different trajectories and that the differences in the trajectories, especially with respect to relative position or with respect to relative speed, only progressively Analysis of the time course of the intensity size and / or their derivatives can be seen.

Erfindungsgemäß wurde auch erkannt, dass sich die Zeitverläufe der Intensität und/oder ihrer Ableitungen von sich relativ zum Ego-Fahrzeug befindlichen bzw. bewegenden Schallquellen bzw. Reflektoren bei Sensoren, die sich bezüglich Verbau-Position am Ego-Fahrzeug und/oder bezüglich ihrer Richtcharakteristik unterscheiden, unterschiedlich sein werden. Somit kann durch die Verwendung mehrerer Sensoren anhand der unterschiedlichen Zeitverläufe der Intensitätsgrößen und/oder ihrer Ableitungen rascher die Zahl möglicher in Frage kommender Trajektorien begrenzt werden und somit zuverlässiger eine Position bzw. der Verlauf der Position einer Schallquelle und/oder eines Reflektors bezüglich des Ego-Fahrzeugs bestimmt werden.According to the invention, it has also been recognized that the time courses of the intensity and / or their derivatives of sound sources or reflectors located relative to the ego vehicle or reflectors in the case of sensors with respect to shoring position on the ego vehicle and / or with respect to their directional characteristic differ, will be different. Thus, the use of multiple sensors based on the different time courses of the intensity quantities and / or their derivatives faster the number of possible candidate trajectories are limited and thus more reliable position or the course of the position of a sound source and / or a reflector with respect to the Ego- Vehicle to be determined.

So kann beispielsweise ein vorwiegend rückwärts gerichteter Sensor nur vage eine Annäherung eines Verkehrsteilnehmers von Hinten entlang einer entsprechenden Trajektorie detektieren. Wird jedoch von einem weiteren Sensor, wie z.B. von einem vorwiegend in Richtung einer hinteren Ecke gerichteten Sensor, ein Zeitverlauf der Intensitätsstärke erfasst, der, wenn auch nur vage, mit einer korrespondierenden Trajektorie übereinstimmt, so steigt die Wahrscheinlichkeit, dass das Ensemble der eingehenden Signale einer Annäherung von Hinten entspricht. For example, a predominantly backward sensor can only vaguely detect an approach of a road user from behind along a corresponding trajectory. However, if another sensor, e.g. detected by a sensor directed predominantly in the direction of a rear corner, a time course of intensity intensity, which, albeit vaguely, coincides with a corresponding trajectory, the probability that the ensemble of the incoming signals corresponds to an approach from behind increases.

Äquivalentes gilt für eine Annäherung von vorn. Dabei ist ein wesentlicher Aspekt zu detektieren, wie lange sich der annähernde Verkehrsteilnehmer im Bereich der Fahrzeugseite, insbesondere im Bereich einer vom Fahrer schwer einsehbaren hinteren Ecke, d.h., dem toten Winkel, befinden wird. Aufgrund der Zeitverläufe der Intensitätssignale auf den vorderen Sensoren kann auf die Vorbeifahrtrajektorie geschlussfolgert werden und unter der Annahme einer üblicher Weise begrenzten relativen Beschleunigung kann daraufhin bereits abgeschätzt werden, mit welcher Trajektorie der Verkehrsteilnehmer den kritischen hinteren Bereich passieren wird.Equivalent applies to a rapprochement from the beginning. An essential aspect is to detect how long the approaching road user will be in the area of the vehicle side, in particular in the area of a rear corner which is difficult to see by the driver, that is, the blind spot. Due to the time courses of the intensity signals on the front sensors can be inferred on the pass-by trajectory and assuming a usual manner limited relative acceleration can then be estimated with which trajectory the road user will pass the critical rear area.

Bei der Signalauswertung, insbesondere beim Erkennen einer Position und/oder einer Relativbewegung und/oder einer räumlichen Erstreckung des Umgebungsobjektes kann eine wahrscheinlichkeitsbasierte Analyse des Zeitverlaufes der Intensitätsgröße durchgeführt werden, um den Ort in Verbindung mit der Geschwindigkeit des Umgebungsobjektes zu einem bestimmten Zeitpunkt möglichst genau zu bestimmen. Hierzu eignen sich beispielsweise das sog. „Kalman-Filter“, dessen Aufbau und Funktionsweise im Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist. In the signal evaluation, in particular when detecting a position and / or a relative movement and / or a spatial extent of the surrounding object, a probability-based analysis of the time course of the intensity variable can be performed to the location in conjunction with the speed of the surrounding object at a specific time as accurately as possible determine. For this purpose, for example, the so-called. "Kalman filter", whose structure and operation in the prior art is basically known.

Wurden der Ort und die Geschwindigkeit eines Umgebungsobjektes hinreichend genau bestimmt, kann in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Ego-Fortbewegungsmittels errechnet werden, zu welchem Zeitpunkt das Umgebungsobjekt sich in welchem Bereich wie beispielsweise in einem toten Winkel des Ego-Fortbewegungsmittels befindet. Entsprechend kann mit hinreichend langem zeitlichem Vorlauf ein Hinweis an den Führer des Ego-Fortbewegungsmittels ergehen. Der Hinweis kann beispielsweise optisch (durch ein Anzeigeelement im Spiegel, im Kombiinstrument, in einem zentralen Informationsdisplay (CID), o.ä.), haptisch (z.B. durch Vibration des Lenkrades und/oder des Sitzes) und/oder akustisch (z.B. durch Ausgabe eines Hinweistones oder eines entsprechenden Sprachsignals erfolgen und/oder mittels gebräuchlicher Übertragungsmittel, wie z.B. Datenbus, an Einrichtungen, die zumindest bei der Fahrzeugsteuerung assistieren, übertragen werden. Auf diese Weise wird der Anwender auch auf solche Umgebungsobjekte hingewiesen, mit deren Präsenz er situationsbedingt nicht gerechnet hat. Somit erhöht sich die Fahrsicherheit in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. dem erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittel. If the location and the speed of an environment object have been determined with sufficient accuracy, it can be calculated as a function of the speed of the ego means of movement, at which time the environment object is in which area, for example in a blind spot of the ego means of locomotion. Correspondingly, a hint to the leader of the ego means of locomotion can be given with a sufficiently long lead time. The indication may be, for example, optically (by a display element in the mirror, in the instrument cluster, in a central information display (CID), or the like), haptically (eg by vibration of the steering wheel and / or the Seat) and / or acoustically (eg by issuing an advisory tone or a corresponding voice signal and / or by means of common transmission means, such as data bus, to facilities that assist at least in the vehicle control, transferred.) In this way, the user also on such The driving safety in connection with the method according to the invention or the means of transportation according to the invention is thus increased.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche mindestens einen Umgebungssensor (z.B. einen Schallsensor), eine Auswerteeinheit (z.B. in Form eines programmierbaren Prozessors, eines Mikrocontrollers, eines Nanocontrollers, o.ä.) und ein Speichermittel (z.B. in Form eines nicht-flüchtigen Speichers (z.B. ein Flash-Speicher)) umfasst. Das Speichermittel ist eingerichtet, Referenzen bereitzuhalten, welche durch die Auswerteeinheit ausgelesen und mit Zeitverläufen einer Intensitätsgröße eines aktuellen Sensorsignals verglichen werden können. Auf diese Weise ist die Vorrichtung eingerichtet, die Merkmale, die Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verwirklichen, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung derselben verwiesen wird.According to a second aspect of the present invention, a device is proposed, which has at least one environmental sensor (eg a sound sensor), an evaluation unit (eg in the form of a programmable processor, a microcontroller, a nanocontroller, or the like) and a storage means (eg in the form of FIG a non-volatile memory (eg a flash memory)). The storage means is set up to have references ready which can be read out by the evaluation unit and compared with time profiles of an intensity quantity of a current sensor signal. In this way, the device is set up to realize the features, the combinations of features and the resulting advantages of the method according to the invention, for which reason reference is expressly made to avoid repetitions to the description of the same.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches beispielsweise als PKW, als Transporter, als LKW, als Land- und/oder Luftfahrzeug ausgestaltet sein kann. Das Fortbewegungsmittel umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie als zweitgenannter Erfindungsaspekt oben beschrieben worden ist. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die Vorteile ergeben sich entsprechend.According to a third aspect of the present invention, a means of locomotion is proposed, which can be designed, for example, as a car, as a transporter, as a truck, as a land vehicle and / or aircraft. The means of locomotion comprises a device according to the invention, as has been described above as the second-mentioned aspect of the invention. The features, combinations of features and the advantages arise accordingly.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Fahrsituation eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels; 1 a schematic plan view of a driving situation of an embodiment of a means of transport according to the invention;

2 und 3 Beispiele für unterschiedliche Zeitverläufe einer Intensitätsgröße eines Sensorsignals; und 2 and 3 Examples of different time profiles of an intensity quantity of a sensor signal; and

4 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 4 a flowchart illustrating steps of an embodiment of a method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt die Draufsicht auf einen PKW 10 als Ego-Fortbewegungsmittel, welches über ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verfügt. Diese umfasst einen ersten Schallsensor 1, welcher in einer vorderen linken Seitenfläche des PKW eingelassen ist. Entsprechende Schallsensoren 2, 3, 4 sind in den übrigen drei Ecken vorgesehen und jeweils mit einem elektronischen Steuergerät 5 als Auswerteeinheit informationstechnisch verbunden. Das elektronische Steuergerät 5 ist zudem mit einem nicht-flüchtigen Datenspeicher 6 informationstechnisch verbunden, in welchem Referenzen in Form von Zeitverläufen der Intensitätsgrößen vordefinierter Sensorsignale abgespeichert sind. Die Schallsensoren 1, 2, 3, 4 weisen unterschiedliche Richtcharakteristiken 11, 12, 13, 14 auf, welche sich aufgrund fertigungsbedingter Unterschiede sowie aufgrund von Unterschieden in der Anbringung innerhalb der jeweiligen Peripherie, etc., ergeben. Überdies ist die jeweilige Ausrichtung der Schallsensoren 1, 2, 3, 4 vier unterschiedlichen azimutalen Winkelbereichen zugeordnet. Rechts neben dem PKW 10 befindet sich ein PKW 30 als Umgebungsobjekt. Links hinter dem PKW 10 befindet sich ein zweiter PKW 20 als Umgebungsobjekt, welcher entsprechend einem Pfeil P zum Überholen des PKW 10 ansetzt. Bis der zweite PKW 20 den toten Winkel bzw. dieselbe Höhe wie der PKW 10 erreicht hat, befindet sich links neben dem PKW 10 lediglich eine Leitplanke 40 als Umgebungsobjekt, deren akustische Signatur (von Windgeräuschen einmal abgesehen) lediglich aus Reflektionen von Umgebungsgeräuschen besteht. Da sich die räumliche Erstreckung der Leitplanke 40 mit der Zeit nicht wesentlich ändert, kann erfindungsgemäß anhand einer ihr zugeordneten Referenz aus den von ihr reflektierten Eigengeräuschen des PKW 10 geschlossen werden. 1 shows the top view of a car 10 as an ego means of locomotion, which has an embodiment of a device according to the invention. This includes a first sound sensor 1 , which is embedded in a front left side surface of the car. Corresponding sound sensors 2 . 3 . 4 are provided in the remaining three corners and each with an electronic control unit 5 connected as an evaluation unit information technology. The electronic control unit 5 is also equipped with a non-volatile memory 6 in terms of information technology, in which references are stored in the form of time profiles of the intensity quantities of predefined sensor signals. The sound sensors 1 . 2 . 3 . 4 have different directional characteristics 11 . 12 . 13 . 14 which arise due to manufacturing differences and due to differences in the mounting within the respective periphery, etc. Moreover, the respective orientation of the sound sensors 1 . 2 . 3 . 4 assigned to four different azimuthal angular ranges. Right next to the car 10 there is a car 30 as an environment object. Left behind the car 10 there is a second car 20 as an environment object, which corresponds to an arrow P for overtaking the car 10 attaches. Until the second car 20 the dead angle or the same height as the car 10 has reached, is located to the left of the car 10 only a guardrail 40 as an environment object, the acoustic signature (apart from wind noise) only consists of reflections of ambient noise. As is the physical extent of the guardrail 40 does not change significantly with time, can according to the invention on the basis of a reference assigned to it from the reflected from her own noise of the car 10 getting closed.

2 zeigt zwei unterschiedliche Zeitverläufe einer Intensitätsgröße eines mittels eines an der hinteren rechten Ecke eines Ego-Fahrzeugs angeordneten Schallsensors aufgenommenen Sensorsignals für den Fall einer langsamen Vorbeifahrt eines Fremdfahrzeuges. Die Zeitverläufe 5a, 5b repräsentieren dabei unterschiedlich laute Fremdfahrzeuge, die sich beispielsweise auf an sich gleichem Gradienten am Sensor vorbei bewegen, wobei die Lautstärke beispielsweise auch auf eine absolute Geschwindigkeit des betrachteten Fremdfahrzeugs und des Ego-Fahrzeugs zurückzuführen sein kann. In einem Zeitbereich I findet ein allmählicher Anstieg der Zeitverläufe 5a, 5b statt. In einem Zeitbereich II befindet sich das Fremdfahrzeug relativ lange in räumlicher Nähe bzw. neben dem Ego-Fahrzeug. Etwa im Bereich der Ordinate sind die vom Schallsensor empfangenen Signale des Fremdfahrzeugs maximal. In dieser Situation befindet sich das Endrohr des Fremdfahrzeugs in etwa im Bereich des Schallsensors. Anschließend verringert sich die Lautstärke des vom Fremdfahrzeug am Schallsensor ankommenden Signals. In einem Zeitbereich III entfernt sich das Fremdfahrzeug weiter vom Ego-Fahrzeug und die Intensitätsgröße des Sensorsignals ebbt weiter ab. Erkennbar ist die Charakteristik der Zeitverläufe 5a, 5b bis auf einen konstanten Faktor im Wesentlichen identisch. Die Unterschiede in der Stärke des Umgebungsschalls rühren beispielsweise von unterschiedlichen Arten von Verkehrsteilnehmern her, die beispielsweise auf ansonsten gleichartigen Trajektorien das Ego-Fahrzeug passieren. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann durch die Auswertung der Stärke des Umgebungsschalls auf die Objektart des Verkehrsteilnehmers geschlussfolgert werden. So werden beispielsweise die Abrollgeräusche breiter Reifen einer schweren Limousine stärke sein, als die Geräusche von Reifen eines sich auf ansonsten gleicher Trajektorie bewegenden mit üblicher Weise schmalen Reifen ausgestattetem Leichtfahrzeugs. 2 FIG. 2 shows two different time courses of an intensity quantity of a sensor signal recorded by means of a sound sensor arranged at the rear right corner of an ego vehicle in the event of a slow passing of a foreign vehicle. The time courses 5a . 5b represent different loud foreign vehicles that move, for example, on the same gradient on the sensor over, the volume may for example be due to an absolute speed of the considered foreign vehicle and the ego vehicle. In a time range I, there is a gradual increase in the time courses 5a . 5b instead of. In a time range II, the foreign vehicle is relatively long in spatial proximity or next to the ego vehicle. Approximately in the ordinate range, the signals of the other vehicle received by the sound sensor are maximum. In this situation, the tailpipe of the other vehicle is approximately in the range of the sound sensor. Subsequently the volume of the incoming signal from the other vehicle on the sound sensor decreases. In a time range III, the foreign vehicle continues to move away from the ego vehicle and the intensity magnitude of the sensor signal continues to decrease. The characteristic of the time courses is recognizable 5a . 5b essentially identical except for a constant factor. The differences in the strength of the ambient sound, for example, come from different types of road users who pass the ego vehicle on otherwise similar trajectories. By the method according to the invention can be concluded by the evaluation of the strength of the ambient sound on the object type of the road user. For example, the rolling noise of wide tires of a heavy saloon will be stronger than the noise of tires of a normally trajectory moving ordinary narrow tire equipped light vehicle.

3 zeigt die in Verbindung mit 2 gezeigten Verläufe für den Fall einer höheren Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fremdfahrzeug und dem Ego-Fortbewegungsmittel (schnelle Vorbeifahrt). Erkennbar ist die Charakteristik der dargestellten Intensitätsgrößen 5c, 5d über der Zeit verwandt mit der Charakteristik der in 2 dargestellten Intensitätsgrößen 5a, 5b. Aufgrund der höheren Relativgeschwindigkeit sind die Verläufe in 3 jedoch in zeitlicher Richtung gestaucht. Mit anderen Worten ist die Zeitdauer für die hervorgehobenen Relativpositionen I, II und III eine andere. Insbesondere der Zeitbereich II, in welchem die beiden Fahrzeuge eine erhebliche räumliche Nähe aufweisen, ist gegenüber dem korrespondierenden Zeitbereich II in 2 dramatisch verkürzt. In Abhängigkeit der Charakteristik des Anstieges kann somit auf eine erhöhte Relativgeschwindigkeit geschlossen werden, im Ansprechen worauf zu einem früheren Zeitpunkt ein Hinweis an den Anwender ausgegeben werden muss, um diesen rechtzeitig auf die zukünftige Präsenz des Fremdfahrzeuges im toten Winkel hinzuweisen. 3 shows in conjunction with 2 shown courses in the event of a higher relative speed between the foreign vehicle and the Ego-means of locomotion (fast passing). The characteristic of the illustrated intensity quantities is recognizable 5c . 5d over time related to the characteristics of in 2 displayed intensity quantities 5a . 5b , Due to the higher relative speed, the gradients are in 3 but compressed in temporal direction. In other words, the time duration for the highlighted relative positions I, II and III is different. In particular, the time range II, in which the two vehicles have a considerable spatial proximity, is opposite to the corresponding time range II in FIG 2 dramatically shortened. Depending on the characteristic of the increase can thus be concluded on an increased relative speed, in response to what an earlier time an indication to the user must be issued to this timely to indicate the future presence of the other vehicle in the blind spot.

Die in 2 und 3 gezeigten Verläufe zeigen nur beispielhaft die Potentiale bei der Auswertung der Zeitverläufe der Signalstärke und/oder deren Ableitungen. Unter Berücksichtigung der in der Verkehrspraxis auftretenden begrenzten Beschleunigungen und der somit begrenzten Varianten von Trajektorien, möglicher bzw. üblicher Schallstärke und Richtcharakteristiken der Schallquellen, klimabedingt unterschiedlichen Signaldämpfungen bei der Schallausbreitung sowie der üblicherweise in ihren Verbau-Positionen am Ego-Fahrzeug sowie in ihren Empfangseigenschaften, insbesondere in ihren Richtcharakteristiken, bekannten Schallaufnehmer kann so eine breite Datenbasis über Zeitverläufe der Intensität aufgenommener Schallsignale geschaffen werden, die beispielsweise als vordefinierte Referenzen in Datenspeichern abgelegt werden können und anhand derer durch Verfahren der Kurvendiskussion, insbesondere auch durch Auswertung der zeitlichen bzw. örtlichen Ableitung der Verläufe der Schallstärke die Trajektorien von Verkehrsteilnehmern entlang des Ego-Fahrzeugs genauer geschätzt werden können, um diese Informationen in geeigneter Form an die Fahrzeugführerin, zu der auch eine Rechenmaschine zählen kann, zu übermitteln.In the 2 and 3 shown courses show only as an example the potentials in the evaluation of the time courses of the signal strength and / or their derivatives. Taking into account the limited accelerations occurring in traffic practice and the thus limited variants of trajectories, possible or usual sound intensity and directional characteristics of the sound sources, different signal attenuations during sound propagation as well as usually in their shoring positions on the ego vehicle and in their reception characteristics, In particular, in their directional characteristics, known Schallaufnehmer so a broad database on time courses of the intensity of recorded sound signals can be created, which can be stored for example as predefined references in data stores and on the basis derer by method of the curve discussion, in particular by evaluating the temporal or local derivative of Traces of the sound intensity trajectories of road users along the ego vehicle can be estimated more accurately to this information in an appropriate form to the F driver, which may include a calculating machine.

4 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur akustischen Untersuchung von Umgebungsobjekten eines Fortbewegungsmittels. In einem Schritt 100 wird durch ein Umgebungsobjekt abgestrahlter Schall mittels eines Sensors erfasst. In Schritt 200 wird das Sensorsignal über der Zeit ausgewertet. In Schritt 300 wird hierzu ein Vergleich eines Zeitverlaufes einer Intensitätsgröße des Sensorsignals mit einer vordefinierten Referenz angestellt. Insbesondere werden eine Vielzahl vordefinierter Referenzen jeweils mit einem Abschnitt des Zeitverlaufes verglichen und schließlich ein Zeitverlauf mit einer größtmöglichen Ähnlichkeit ermittelt. In Schritt 400 wird aufgrund der ermittelten bestmöglichen Übereinstimmung eine der gefundenen vordefinierten Referenz zugeordnete Position und/oder Relativbewegung und/oder Relativgeschwindigkeit und/oder räumliche Erstreckung als für ein aktuelles Umgebungsobjekt gegenständlich erkannt. Anhand bekannter Abmessungen des Ego-Fortbewegungsmittels und/oder anhand der gefundenen vordefinierten Referenz zugeordneter Daten wird ein Zeitpunkt zur Ausgabe eines Hinweises auf das Umgebungsobjekt an den Anwender des Ego-Fortbewegungsmittels errechnet. Bei Erreichen des errechneten Zeitpunktes wird in Schritt 500 ein optischer, haptischer und akustischer Hinweis an den Anwender ausgegeben. Insbesondere für den Fall, dass sich die Intensitätsgröße über der Zeit in einem Zeitbereich II (vgl. 2, 3) über eine vordefinierte Zeitdauer nicht ändert, kann erfindungsgemäß auf ein Fremdfahrzeug im toten Winkel des Ego-Fahrzeugs geschlossen werden, im Ansprechen worauf der erfindungsgemäße Hinweis ergeht. 4 shows steps of an embodiment of a method according to the invention for the acoustic examination of surrounding objects of a means of transport. In one step 100 is detected by an ambient object radiated sound by means of a sensor. In step 200 the sensor signal is evaluated over time. In step 300 For this purpose, a comparison of a time curve of an intensity quantity of the sensor signal with a predefined reference is made. In particular, a multiplicity of predefined references are each compared with a section of the time course, and finally a time course with the greatest possible similarity is determined. In step 400 On the basis of the determined best match, one of the found predefined reference assigned position and / or relative movement and / or relative speed and / or spatial extent as objectively recognized for a current environment object. Based on known dimensions of the Ego-locomotion means and / or based on the found predefined reference associated data, a time is calculated for outputting an indication of the environment object to the user of the Ego-locomotion means. Upon reaching the calculated time will be in step 500 an optical, haptic and acoustic indication issued to the user. In particular, in the event that the intensity quantity over time in a time range II (see. 2 . 3 ) does not change over a predefined period of time, can be closed according to the invention on a foreign vehicle in the blind spot of the ego vehicle, in response to what the inventive hint goes.

Eine Veränderung der Signalstärke kann unterschiedliche Ursachen haben. Bei Sensoren mit Richtcharakteristik ändert sich die Signalstärke selbst dann, wenn sich das Umgebungsobjekt äquidistant um den betrachteten Sensor bewegt. In gleicher Weise kann sich die Signalstärke eines Sensors verändern, wenn sich bei gleichbleibender relativer Bewegungsrichtung ein Fremdfahrzeug auf das Ego-Fahrzeug zu bewegt. A change in signal strength can have different causes. In the case of sensors with directional characteristics, the signal strength changes even when the surrounding object moves equidistantly around the sensor under consideration. In the same way, the signal strength of a sensor can change if, while maintaining the same relative direction of movement, a foreign vehicle moves towards the ego vehicle.

Für die vordefinierten Referenzen können Signalverläufe verwendet werden, welche anhand von Berechnungen bestimmt werden. Hierzu sind insbesondere die Kenntnis der Richtcharakteristik und die Position eines betrachteten Sensors innerhalb der Außenhaut des Fortbewegungsmittels erforderlich. Eine einfache Möglichkeit zur Ermittlung der vordefinierten Referenzen kann darin bestehen, Fahrversuche durchzuführen, in welchen voneinander unterschiedliche Fahrsituationen nachgebildet werden und gegebenenfalls skaliert unterschiedlichen Geschwindigkeiten zugeordnet werden. Auch eine Normierung kann zur vereinfachten Durchführung des beschriebenen Vergleiches vorgenommen werden.For the predefined references, waveforms can be used, which are determined by calculations. In particular, the knowledge of the directional characteristic and the Position of a considered sensor within the outer skin of the means of transport required. An easy way to determine the predefined references may be to perform driving tests in which different driving situations are simulated from each other and, if necessary, scaled to different speeds assigned. A standardization can be made to simplify the described comparison.

Gemäß einer Ausgestaltung kann das aus dem Zeitverlauf der Intensitätsgröße gewonnene akustische Signal mittels eines nachgelagerten Filters vor und/oder nach der Übertragung an eine zentrale Auswerteeinheit nachverarbeitet werden, bevor die Signale mehrerer Sensoren beispielsweise miteinander kombiniert werden.According to one embodiment, the acoustic signal obtained from the time characteristic of the intensity variable can be post-processed by means of a downstream filter before and / or after the transmission to a central evaluation unit, before the signals of a plurality of sensors are combined, for example.

Verschiedene Architekturen der Vorrichtung zur Realisierung dieses Verfahrens kommen dazu in Frage. Zur akustischen Umfeldüberwachung werden derzeit vorwiegend Sensoren verwendet, die aufgrund ihrer Resonanzeigenschaften bereits eine ausgeprägte schmalbandige Filtercharakteristik aufweisen. Daher eignen sie sich besonders gut für die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens weil nur ein kleiner Ausschnitt des Frequenzspektrums als Repräsentant für die eintreffende Schallstärke auszuwerten ist. Various architectures of the device for implementing this method come into question. For acoustic environment monitoring sensors are currently mainly used, which already have a pronounced narrow-band filter characteristic due to their resonance properties. Therefore, they are particularly suitable for the realization of the method according to the invention because only a small portion of the frequency spectrum is to be evaluated as a representative of the incoming sound intensity.

Bevorzugt kann dieses Messverfahren mit messsignalaussendenden Verfahren in einer Vorrichtung kombiniert werden, damit sowohl bei Vorhandensein von starken Schallsignalen diese erfindungsgemäß ausgewertet werden und insbesondere in Ermangelung von Umgebungsschall mittels ausgesandter Messsignale eine Umfelddetektion ebenfalls möglich ist. Dem Fachmann sind verschiedene Kombinationsverfahren geläufig. Daher werden hier ohne Anspruch auf Vollständigkeit nur einige Beispiele genannt. Während ein zeitgleiches Realisieren der messsignalbehafteten Umfelddetektion mit dem erfindungsgemäßen Auswertens der Zeitverläufe der Signalstäre unter Verwendung des gleichen Frequenzbereichs recht aufwändig ist, lässt sich eine Kombination im Frequenz- bzw. im Zeitmultiplex recht leicht realisieren. Beim Frequenzmultiplex nutzt das erfindungsgemäße Verfahren andere Spektralbereiche als die messsignalbehaftete Umfelddetektion. Ein Frequenzmultiplex wird üblicherweise mittels entsprechender Filter realisiert. Preferably, this measuring method can be combined with measuring signal emitting methods in a device so that both in the presence of strong sound signals, these are evaluated according to the invention and in particular in the absence of ambient noise by means of emitted measurement signals environment detection is also possible. The person skilled in various combination methods are familiar. Therefore, here are given without claim to completeness, only a few examples. While a simultaneous realization of the messsignalbehafteten environment detection with the inventive evaluation of the time waveforms of the signal star using the same frequency range is quite complex, a combination in the frequency or time division multiplex can be quite easily realized. In the case of frequency division multiplexing, the method according to the invention uses spectral ranges other than the environment-sensitive measuring signal. Frequency division multiplexing is usually realized by means of appropriate filters.

Eine besonders effiziente mögliche Realisierung der Vorrichtung zur Kombination von messsignalbehafteter Umfelddetektion mit dem erfindungsgemäßen Auswerten des Zeitverlaufs der Umgebungsstärke ist der Zeitmultiplex. A particularly efficient possible realization of the device for the combination of measurement-signal-related environmental detection with the inventive evaluation of the time course of the environmental intensity is the time division multiplex.

Echozyklen der messsignalbehafte Umfelddetektion dauern je nach Reichweite ca. 20 ms bis ca. 60 ms, was bei einer maximalen Relativgeschwindigkeit von beispielsweise 10 m/s einer Ortsänderung von maximal ca. 20 cm bis ca. 60 cm entspricht. Nutzt man im Zeitmultiplex die Pause zwischen aufeinanderfolgenden Echozyklen der Messsignalaussendungen zur Gewinnung eines Werts für die Stärke des Umgebungsschals so erreicht man eine hinreichend gute entsprechende Ortsauflösung für die Bestimmung der Trajektorien von üblicher Weise kleiner 60 cm. Dieses Zeitmultiplexverfahren lässt sich daher bereits bei heute üblichen Messverfahren aufwandsarm mit einbinden.Depending on the range, echo cycles of the measurement-signal-aware environmental detection take about 20 ms to about 60 ms, which corresponds to a change in location of a maximum of about 20 cm to about 60 cm at a maximum relative speed of, for example, 10 m / s. If one uses the pause between successive echo cycles of the measured signal emissions to obtain a value for the strength of the surrounding scarf in time division multiplexing, one obtains a sufficiently good corresponding spatial resolution for the determination of the trajectories of the usual manner of less than 60 cm. Therefore, this time-division multiplex method can already be integrated with little effort even in today's conventional measuring methods.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 102009027842 A1 [0005]
DE 102011079707 A1 [0006]

Claims

Method for acoustically examining environment objects ( 20 . 30 . 40 ) of a means of transportation ( 10 ) comprising the steps of: - detecting ( 100 ) by an environment object ( 20 . 30 . 40 ) radiated sound by means of a sensor ( 1 . 2 . 3 . 4 ), - evaluate ( 200 ) of the sensor signal over time, and - detecting ( 400 ) a position and / or a relative movement (P) and / or a spatial extent of the surrounding object ( 20 . 30 . 40 ) due to a comparison ( 300 ) of a time course ( 5 ) an intensity quantity of the sensor signal with a predefined reference ( 6 ).

The method of claim 1, wherein said comparing ( 300 ) based on a large number of predefined references over time ( 5a . 5b . 5c . 5d ) of the intensity magnitude of the signal, and / or wherein the evaluation ( 200 ) of the sensor signal on the basis of a derivative of the sensor signal according to the time and / or location.

The method of claim 1 or 2, wherein a shape of an envelope of the intensity magnitude of the sensor signal is related to the reference.

Method according to one of the preceding claims, wherein the comparison ( 400 ) iteratively and with a decreasing number of references.

Method according to one of the preceding claims, wherein the object of the environment ( 20 . 30 . 40 ) radiated sound from the surrounding object ( 20 . 30 . 40 ) generated sound and / or the environment object ( 20 . 30 . 40 ) is reflected sound.

Method according to one of the preceding claims, wherein - the reference also represents a time course of an intensity variable, and / or - each reference represents a situation of the means of locomotion ( 10 ) with respect to one or more environment objects ( 20 . 30 . 40 ) assigned.

Method according to one of the preceding claims, wherein - the reference the directivity of the sensors ( 1 . 2 . 3 . 4 ), in particular for each sensor ( 1 . 2 . 3 . 4 ), preferably in conjunction with its respective installation, considered separately.

Method according to one of the preceding claims, wherein the recognition ( 400 ) a probability-based analysis of the time course ( 5 ) of the intensity quantity, in particular using a Kalman filter.

Method according to one of the preceding claims further comprising - issuing ( 500 ) of a reference to an environment object ( 20 . 30 . 40 ) to a user of the means of locomotion ( 10 ), wherein the hint is made visually, haptically, acoustically to the user.

Device comprising - at least one sensor ( 1 . 2 . 3 . 4 ), in particular a sound sensor, - an evaluation unit ( 5 ), - storage means ( 6 ), the apparatus being arranged to carry out a method according to one of the preceding claims.

Means of transport, in particular a car ( 10 ), a van, a truck, a land vehicle and / or an aircraft, comprising a device according to claim 10.