CN104067140A - 用于确定物体的位置和/或运动的周围环境检测设备和所属方法 - Google Patents

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CN104067140A CN201280067852.1A CN201280067852A CN104067140A CN 104067140 A CN104067140 A CN 104067140A CN 201280067852 A CN201280067852 A CN 201280067852A CN 104067140 A CN104067140 A CN 104067140A
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Abstract

本发明涉及一种用于借助于至少一个所发射的并且在物体上反射的声学脉冲来确定运动辅助装置的周围环境中的至少一个物体的位置和/或运动的周围环境检测设备，其中，所述周围环境检测设备在接收路径中包括用于接收至少一个在所述物体上发射并且称作回波脉冲的声学脉冲的电声转换器和用于分析处理电声转换器的信号的分析处理单元。在此，周围环境检测设备构造用于借助于包含在分析处理单元的输入级中的衰减设备至少在回波脉冲的接收时间期间衰减存在于接收路径中的电声转换器的信号。此外，周围环境检测设备还包括时间控制装置，其构造用于如此控制衰减设备，使得至少在回波脉冲的接收时间期间出现电声转换器的信号的衰减的减小。

Description

用于确定物体的位置和/或运动的周围环境检测设备和所属方法
技术领域
本发明涉及一种用于借助于至少一个所发射的并且在物体上反射的声学脉冲来确定运动辅助装置的周围环境中的至少一个物体的位置和/或运动的周围环境检测设备。本发明还涉及一种可借助于根据本发明的周围环境检测设备实施的相应方法以及一种具有根据本发明的周围环境检测设备的车辆。
背景技术
为了进行车辆的声学周围环境检测，当前通常使用脉冲式测量的超声系统，其中通过电声转换器发射短的、以具有0.3ms的脉冲持续时间的信号脉冲调制的、正弦形的载波信号，所述载波信号具有48kHz的频率。在这样的超声系统中，根据所发射的脉冲在物体上的反射的传播时间以及声速来确定与周围环境中的物体的间距。
在图1中示出了这种在现有技术中已知的超声系统10。发射脉冲生成器20产生相应于待发射的脉冲30的相应的强功率发射信号，其方式是，其在发射持续时间期间将电信号输出到电声转换器40上。转换器40开始以发射脉冲的频率f0振动并且因此发出声学发射脉冲。回波周期、即回波的接收尤其随着发射脉冲生成开始。如果所发射的声学脉冲在一个物体上被反射，则所发射的声学能量的一部分返回到电声转换器40中，所述电声转换器将到达的声学信号(未示出)重新转换回电信号。电回波信号通过耦合电容器50抵达放大器60中，所述放大器使所述电回波信号经受借助于分析处理单元70实施的随后分析处理。
为了高效的能量充分利用，耦合电容器50的电容C大多如此设计，使得其阻抗1/(2π*f0*C)在工作频率f0时相对于电阻80的电阻值Ri是可忽略的，从而通过连接端71电耦合到电声转换器40上的分析处理单元70的输入电阻对于小的有效电压而言主要通过电阻80的电阻值Ri确定。根据放大器60的电路设计，电耦合到放大器60的输入端61上的电阻80的电阻值Ri也由放大器电路确定。保护电路90防止在进行发射时和在回波振幅较高时损坏放大器60。
在一些情形中，声电转换器40包含用于使转换器40匹配于放大器阻抗和/或匹配于发射脉冲生成器20和/或匹配于确定的气候影响——如湿度和/或工作温度的电路部分(未示出)。
借助于所述已知架构不能测量例如10cm以下的特别小的间距上的物体，因为声电转换器40对于这些物体生成1V和更高的振幅。为了能够测量特别小的间距上的物体，当今常用的放大器的动态性范围是不够的。
由文档JP 2001221851 A公开了一种超声传感器设备，其中在接收路径中放大器借助于晶体管在确定的时间上接地，以便在发射超声脉冲之后以及在接收在周围环境的物体上反射的超声脉冲之前衰减超声转换器的暂态振荡。
在文档DE 199 19 227 A1中描述了如何实施机动车近距脉冲雷达的灵活控制，其中接收信号的可变衰减根据待观察的距离窗以及预期的目标物体的可能反射强度的预给定来预给定。在同一文档中还描述了进行接收信号的可变衰减以便实现随后的分析处理电路的工作点调节。在此不利的是，来自不位于预给定的距离窗中和/或不具有预给定的反射强度的物体反射的接收信号不适当地衰减，这可以导致这些物体的探测概率的显著减小。
在文档WO 2010/076061 A1中描述了一种具有取决于回波信号的传播时间的放大因数的回波信号放大。在同一文档中还描述了当取决于传播时间的放大的动态性不足以既将小信号也将大信号压缩到传输强度上时额外地可以进行回波信号的振幅压缩，以便可以发生对于进一步传输而言过大的信号强度。借助于这样的压缩虽然可以使总振幅范围匹配于再处理的动态性范围，例如放大器的动态性范围，但因为另一方面这样的再处理的分辨率也大多低于技术极限，例如信号噪声，所以这样的压缩的使用受制于待分析处理的信号振幅的不同性，如同其例如通过不同声反射表面的不同强度的反射引起的那样。
发明内容
根据本发明，提供一种用于借助于至少一个所发射的并且在物体上反射的声学脉冲确定运动辅助装置的周围环境中的至少一个物体的位置和/或运动的周围环境检测设备，其包括用于在接收路径中接收至少一个在物体反射并且称作回波脉冲的声学脉冲的电声转换器以及用于分析处理声电转换器的信号的分析处理单元。在此，周围环境检测设备构造用于借助于包含在分析处理单元的输入级中的衰减设备至少在回波脉冲的接收时间期间衰减存在于接收路径中的声电转换器的信号。此外，周围环境检测设备还包括时间控制装置，其构造用于如此控制衰减设备，使得至少在回波脉冲的接收时间期间出现电声转换器的信号的衰减的减小。
根据本发明，还提供一种用于借助于至少一个所发射的并且在物体上反射的声学脉冲来确定运动辅助装置的周围环境中的至少一个物体的位置和/或运动的方法，其中借助于根据本发明的周围环境检测设备实施所述方法。在此，至少在物体上反射并且称作回波脉冲的声学脉冲的接收时间期间在电路技术上借助于包含在用于分析处理声电转换器的信号的分析处理单元的输入级中的衰减设备至少在接收时间期间时间减小地衰减存在于周围环境检测设备的接收路径中的声电转换器的信号。
从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。
根据本发明的周围环境检测设备构造用于借助于所发射的脉冲状调制的、具有尤其0.3ms的脉冲持续时间的声学信号来确定运动辅助装置——如轮椅、摄位车(Segway)、自行车、电动车、其他车辆(如汽车、公共汽车和载重车辆)的周围环境中的物体的位置和/或运动。借助于根据本发明的周围环境检测设备随着回波周期的开始、尤其最晚直接在声脉冲发射结束之后或甚至略微之前在电路技术上以在回波周期期间减小的衰减来衰减声电转换器的信号。
在回波脉冲的接收时间期间借助于电声转换器的信号的衰减实现也可以根据其强回波探测近场中的物体。
根据本发明已经认识到，在回波周期的一个确定的时刻始终仅仅出现接收信号的总动态性范围的一小部分。通过电声转换器的信号的随时间减小的衰减尤其可以在发射待发射的脉冲期间和直接在发射待发射的脉冲之后来扩大随后的信号分析处理的动态性范围。由此可以借助于根据本发明的周围环境检测设备低开销地既分析处理小信号也分析处理大信号。由此可以在借助于根据本发明的周围环境检测设备的声学周围环境监视时尤其实现所出现的信号强度的无干扰区分以及无干扰的双偏移探测。
在本发明的一种特别有利的实施方式中，衰减设备包括多个借助于至少一个开关可电耦合的部件，并且时间控制装置构造用于如此转换多个部件，使得进行电声转换器的信号的所期望的衰减，其中周围环境检测设备还构造用于在电声转换器的信号的分析处理时考虑开关时刻和/或转换的技术后果。
换句话说，根据本发明以简单方式通过开关过程改变电声转换器的信号的衰减。特别地，开关时刻和(可选地)转换的技术后果——例如起振过程(转变过程)对于随后的分析处理单元而言是已知的并且由所述分析处理单元在分析处理时进行考虑。
在本发明的一种特别优选的实施方式中，衰减设备包括第一衰减电路，其在第一连接端上与电声转换器电耦合并且在第二连接端上与随后的、包含在随后的分析处理单元的输入级中的放大器的输入端电耦合。在此，第一衰减电路包括一个在其连接端之间连接的、具有可调整的电阻值的电阻和/或多个在其连接端之间借助于至少一个开关分别可电耦合的、具有不同电阻值的电阻。根据本发明，时间控制装置构造用于产生可调整的电阻的电阻值变化过程和/或如此转换多个电阻，使得如同所期望的那样进行声电转换器的信号的衰减。
在本发明的另一种优选实施方式中，衰减设备包括第二衰减电路，其在第一连接端上与电声转换器电耦合、在第二连接端上与随后的、包含在分析处理单元的输入级中的放大器的输入端电耦合并且在至少一个第三连接端上与具有固定电势的点电耦合。在此，第二衰减电路包括一个可调整的电阻和/或多个借助于至少一个开关可电耦合的电阻，其中所述可调整的电阻和/或所述多个电阻在第一端部上与第二衰减电路的第一和第二连接端分别电耦合并且在第二端部上与第二衰减电路的第三连接端电耦合或借助于至少一个开关分别可耦合。根据本发明，时间控制装置构造用于产生可调整的电阻的电阻值变化过程和/或如此转换多个电阻，使得如同所期望的那样进行电声转换器的信号的衰减。
根据本发明的具有多个可开关的电阻(其具有不同电阻值，借助于所述多个可开关的电阻通过转换多个电阻值实现不连续的衰减)的使用是简化的、由此也成本有利的并且由于考虑信号分析处理时的突然转换的后果也非常可靠的解决方案。
此外，根据本发明的具有分别单侧地与具有固定参考电势的点连接的电阻的衰减电路的使用导致这样的衰减设备的技术实现的极大简化。
优选地，根据本发明的衰减设备包括多个包含在接收路径中的传输路径，其具有不同的信号衰减并且分别形成分析处理单元的输入级，其中分析处理单元的所述输入级尤其分别包括一个输入放大级。在此，根据本发明的周围环境检测设备构造用于在不同时间段期间在具有不同衰减的不同传输路径上传输以及由此衰减电声转换器的信号。
换句话说，根据本发明通过以下方式进行衰减：接收路径至少分段地包含具有不同衰减的多个传输路径。
尤其在高敏感的放大器电路中，输入级中的开关的存在(所述存在在本发明中相应于衰减电路中的开关的存在)引起不可消除的干扰。通过使用多个输入放大器级可以抑制所述效应。
在本发明的一种特别优选的实施方式中，周围环境检测设备构造用于确定电声转换器的借助于衰减设备衰减的信号的时间特性和/或振幅并且尤其在开始接收回波脉冲之前、优选在结束发射借助于电声转换器产生的声学脉冲之前和/或之后衰减声电转换器的信号。
换句话说，借助于根据本发明的周围环境检测设备尤其在其时间特性方面研究电声转换器的信号，例如借助于根据过零的周期持续时间的确定和/或借助于与周期持续时间等效的信号频率的确定和/或借助于振幅的确定。
借助于在发射期间和/或直接在发射之后的声电转换器的信号的衰减可以尤其在发射期间、即在高于100V的振幅时在其振幅变化过程方面观察和分析处理电信号变化过程，以识别谐振特性、带宽、效率、自监视等等。
根据本发明，还提供一种具有根据本发明的周围环境检测设备的车辆。
附图说明
以下参考附图详细描述本发明的实施例。附图示出：
图1：根据现有技术的超声传感器的示意性框图；
图2a：具有根据本发明的第一实施方式的根据本发明的衰减设备的超声传感器的分析处理单元的输入级的示意性框图；
图2b：根据本发明的第一实施方式的衰减设备的可调整的电阻的以对数标度表示的电阻值变化的时间变化过程；
图3a：具有根据本发明的第二实施方式的根据本发明的衰减设备的超声传感器的分析处理单元的输入级的示意性框图；
图3b：根据本发明的第二实施方式的衰减设备的可调整的电阻的以对数标度表示的电阻值变化的时间变化过程；
图4：具有根据本发明的第三实施方式的根据本发明的衰减设备的超声传感器的分析处理单元的输入级的示意性框图；
图5a、5b：具有根据本发明的第四实施方式的根据本发明的衰减设备的超声传感器的分析处理单元的输入级的示意性框图；
图6：根据本发明的第五实施方式的衰减设备的示意性框图，其中所述衰减设备具有多个传输路径，所述多个传输路径具有不同衰减；
图7：根据本发明的第六实施方式的衰减设备的示意性框图，其中所述衰减设备具有多个传输路径，所述多个传输路径具有不同衰减。
具体实施方式
在图2a中示出了根据本发明的第一实施方式的根据本发明的衰减设备101的示意性框图，其中示出了根据本发明的超声传感器的分析处理单元70的输入级72的串联电阻的原理方案。
根据本发明的第一实施方式的衰减设备101包括第一衰减电路102，其在第一连接端(未示出)上通过耦合电容器50与电声转换器(未示出)的输出端71电耦合并且在第二连接端(未示出)上与随后的、包含在分析处理单元70中并且尤其包括常用的保护电路90的放大器60的输入端61电耦合，其中第一衰减电路102包括连接在其连接端(未示出)之间的电阻110，所述电阻具有可调整的电阻值。输入级72还包括时间控制装置100，其构造用于产生可调整的电阻110的电阻值变化过程，使得至少在回波周期期间时间减小地进行电声转换器的信号的衰减。
在图2a中示出的解决方案中，在回波周期开始时，即在借助于电声转换器发出发射脉冲期间，优选高欧姆地调节可调整的电阻110，从而在发射期间在具有连接在放大器60的输入端61和具有固定参考电势120的点之间的电阻值Ri的放大器内阻80上仅仅下降与施加在电声转换器上的电压相比可忽略的电压。在发射结束之后，通过时间控制装置100根据发射方案减小可调整的电阻110。这应优选如同在图2b中示出的那样进行。
在图2b中根据尤其以毫秒为单位测量的时间t示出“串联电阻”110的电阻值Rs和参考电阻的例如1Ω电阻值R0之间的商的对数(以log(Rs/R0)表示)的可能变化。
在图2a中示出的解决方案的缺点在于，可调整的电阻110在任何一端都不具有关于电压馈给或者地的固定参考，这使其实现很困难。所述缺点在图3a中示出的根据本发明的第二实施方式的衰减设备101中克服。
在图3a中示出了具有根据本发明的第二实施方式的根据本发明的衰减设备101的根据本发明的超声传感器(未示出)的分析处理单元70的输入级72的示意性框图，其中示出了超声传感器的分析处理单元70的输入级72的并联电阻的原理方案。
根据本发明的第二实施方式的衰减设备101包括第二衰减电路103，所述第二衰减电路在第一连接端(未示出)上通过耦合电容器50和具有固定电阻值R的电阻111与电声转换器(未示出)的输出端71电耦合并且在第二连接端(未示出)上与随后的、包含在分析处理单元70的输入级72中的放大器60的输入端61电耦合并且在至少一个第三连接端(未示出)上与具有固定参考电势120的点电耦合，其中第二衰减电路103包括可调整的电阻81。在此，可调整的电阻81在第一端部(未示出)上与第二衰减电路103的第一和第二连接端电耦合并且在第二端部上与第二衰减电路103的在点102上与固定参考电势连接的第三连接端电耦合。在此，时间控制装置100构造用于产生可调整的电阻81的电阻值变化过程，使得时间减小地衰减电声转换器的信号。
为了在发射期间或者在回波周期开始时、即直接在发射之后仅仅强衰减地向分析处理单元70的随后的接收级(未示出)提供高信号，在图3a中示出的可调整的电阻81在开始时必须非常低。优选地，可调整的电阻81应具有如同在图3b中示出的那样的时间特性。
在图3b中根据尤其以毫秒为单位测量的时间t示出“并联电阻”81的电阻值Rp和参考电阻的例如1Ω电阻值R0之间的商的对数(以log(Rp/R0))的可能变化。
对于本领域技术人员而言已知的是，可以通过时间控制装置100同时改变“串联电阻”110和“并联电阻”81。所述解决方案在此没有单独示出。
不管在电路技术上还是从时间特性出发，在图2b和3b中示出的电阻值变化过程都是不能简单实现的。简化的解决方案通过电阻值的转换和非连续的衰减以及信号分析处理时的突然转换的技术结果的考虑实现。
在图4中示出了具有根据本发明的第三实施方式的根据本发明的衰减设备101的根据本发明的超声传感器(未示出)的分析处理单元70的输入级72的示意性框图，其中示出了根据本发明的超声传感器的输入级72的“串联电阻”的原理，其中通过转换多个电阻112、113来进行所期望的衰减。
在图4中示出的衰减设备101包括第一衰减电路102，所述第一衰减电路在第一连接端(未示出)上优选通过耦合电容器50与电声转换器的输出端71电耦合并且在第二连接端(未示出)上与随后的、尤其具有保护电路90并且包含在分析处理单元70中的放大器60的输入端61电耦合，其中第一衰减电路102包括多个在其连接端之间借助于至少一个开关130可分别电耦合的电阻112、113。在输入端61和具有固定参考电势的点120之间连接有具有电阻值Ri的电阻80。时间控制装置100构造用于如此转换多个电阻112、113，使得如同所期望的那样进行电声转换器的信号的衰减。
在图4中示出的解决方案中使用一种选择开关130，其建立多个可供使用的连接中的恰好一个连接。对于本领域技术人员已知的是，可以借助多个开关实现与所述选择方法等效的特征，所述多个开关彼此并行地开关电阻和/或跨接串联的电阻。
图5a和5b示出具有根据本发明的第四实施方式的根据本发明的衰减设备101的超声传感器的分析处理单元70的输入级72的两个示意性框图。
在图5a中示出的解决方案具体化在图3a中示出的分析处理单元70的输入级72的“并联电阻”的原理方案。在图5a中示出的解决方案通过时间控制装置100借助于并联电阻83、84来开关分压器。
在此，在图5a和5b中示出的衰减设备101分别包括第二衰减电路103，所述第二衰减电路在第一连接端(未示出)上与电声转换器(未示出)的输出端71电耦合并且在第二连接端(未示出)上与随后的、包含在分析处理单元70的输入级72中的、尤其包括保护设备90的放大器60的输入端61电耦合并且在至少一个第三连接端(未示出)上与具有固定参考电势的点120电耦合。
在此，在图5a和5b中分别示出的第二衰减电路103分别包括多个借助于至少一个开关130可电耦合的电阻83、84、85、86，其中多个电阻83、84、85、86在第一端部上与第二衰减电路103的第一和第二连接端分别耦合并且在第二端部上借助于至少一个开关130与第二衰减电路103的第三连接端可分别耦合。在此，时间控制装置100(未示出)构造用于如此开关多个电阻83、84、85、86，使得如同所期望的那样进行声电转换器的信号的衰减。
水平的三个点89表示以下可能性：在分析处理单元70的输入级72中可以分别包含额外的衰减电路。
在图5a中示出的第二衰减电路103中，具有电阻值R1的第一可开关的电阻83在其第一端部上与放大器60的输入端61连接并且在其第二端部上尤其借助于开关(未示出)与具有固定参考电势的点120连接。第一可开关的电阻83在其第一端部上借助于具有电容C1的第一电容器52尤其与具有电阻值RN的最后的电阻84的第一端部连接。最后的电阻84在其第一端部上尤其借助于具有电容器CN的最后的电容器51与电声转换器的输出端71连接并且在其第二端部上借助于开关130与具有固定参考电势的点120可电耦合。
对于本领域技术人员已知的是，在有利的边界条件下也可以不使用电容器51、52。这不单独示出。
对于本领域技术人员而言也已知的是，借助于建立多个可供使用的连接之一的选择开关在图5a中示出的解决方案中同样可以实现与可以借助多个开关单个跨接的串联电阻等效的特征。因此，这些解决方案没有在单独的附图中示出。
图5b具体化在图5a中示出的解决方案并且作为所连接的电阻85、86以及作为具有所连接的增益的放大器60示出在图3a中示出的根据本发明的超声传感器(未示出)的分析处理单元70的输入级72的原理方案“并联电阻”的实施方式，其中所述实施方式可以可选择地用于补偿和/或用于补充增益转换。
在图5b中示出的第二衰减电路103中，最后的电阻86在其第一端部上借助于具有电阻值R的电阻111和耦合电容器50与电声转换器(未示出)的输出端71连接并且在其第二端部上与具有固定参考电势的点120借助于开关130可电耦合。具有例如10*R的电阻值的最后的、可开关的电阻86在其第一端部上尤其与具有例如0.001*R或更小的电阻值的第一可开关的电阻87的第一端部连接。第一可开关的电阻87在其第一端部上也与放大器60的输入端61连接并且在其第二端部上与具有固定参考电势的点120借助于开关130可电耦合。在此，可以如此选择电阻85或者86的电阻值，使得放大器60的正输入端61上的信号强度与在电声转换器(未示出)的输出端71上施加的信号强度相比非常小。
在图5b中示出如何根据本发明以同相方式通过由可开关的并联电阻85、86组成的输入侧网络(第二衰减电路)103衰减运算放大器60。
位于运算放大器60的负输入端62上的网络104(其包括多个可开关的电阻87、88)已经在文档WO 2010/076066 A1的图7中描述。在所述文档中，网络104用于产生电声转换器(未示出)的信号的非连续的、取决于回波信号的传播时间的增益。
图5b尤其示出两种解决方案如何能够良好组合。对于所述解决方案有利的是，开关130都单侧地与具有固定参考电势——如地或者馈电电压的点120连接，这极大地简化技术实现。
与在图4中示出的解决方案相比有利的是，在图5b中示出的网络103、104的电阻85、86、87、88分别彼此并联，从而它们可以容易地借助于数字计算机(未示出)的二进制的并行字控制，并且根据在一个时刻并联的电阻的组合能够以相对较少的硬件实现多个电阻值。
迄今示出的方案不是调节，而是非常简单且因此成本有利的时间控制。衰减转换仅仅在发射声脉冲的时刻发生。尤其在高敏感的放大器电路中，分析处理单元70的输入级72中的开关130的存在引起不可消除的信号干扰。这尤其在使用半导体元件作为开关时出现。通过使用多个输入放大器级可以抑制所述效应，其方式是，在第一次放大之后才使用开关。
图6示出根据本发明的第五实施方式的根据本发明的衰减设备101的示意性框图，其中衰减设备101具有多个包括在接收路径中的传输路径72、73，其具有不同的衰减。
在图6中作为多路径输入级并且尤其作为所连接的放大器输出端72、73示出了超声传感器(未示出)的分析处理单元70的输入级的原理方案“串联电阻”的实施方式。通过放大以及通过位于开关前面的放大器的可选地借助放大器实现的阻抗匹配，可以减小开关、尤其电子开关的干扰信号的影响。
在图6中示出的上方的放大器路径72相应于现有技术。在反相放大器原理中，由具有电阻值Ri的电阻80和与其串联的前置电容器50得到输入阻抗。运算放大器输入端上的、部分地也集成在运算放大器60中的保护电路90在高输入电压时防止损坏放大器60。然而，通过放大器60的受限制的动态性范围，借助放大器级72既不能传输非常低声的输入信号也不能传输非常高声的输入信号。
为了能够以相同的放大器结构处理非常高声的输入信号，在图6中在下方示出了另一放大器路径73，其中在输入电压到达放大器60之前才借助于电阻网络105极大地衰减输入电压。如同同样在图6中在下方的路径73中示出的那样，由于通过额外的输入网络105的特别高的衰减(在经济上需要而言)可以舍弃保护电路90。
通过使用垂直的三个点74指示使用其他放大器路径的可能性。
在特别稳健的实施方式中，各个放大器路径72如同通过虚线140示出的那样分别借助于自己的电容器50与一个共同的点71连接。放大器路径72、73与一个共同的接触点61的连接的节省材料的替代方案是电容器50紧后面的垂直的实线连接141，其在合适的部件尺寸的情况下可以选择。
在此不再探讨第一放大器级72、73之后的信号处理的多种可能性，例如进一步的放大和/或滤波。它们通过水平的三个点75表示。尤其提及借助于至少一个开关130实施的不同放大路径72、73之间的转换，如同其在图6中示出的那样。
图7示出根据本发明的第六实施方式的根据本发明的衰减设备101的示意性框图，其中衰减设备101包括具有不同衰减的多个传输路径72、73。
在图7中作为多路径输入级示出了超声传感器(未示出)的分析处理单元70的输入级的原理方案“并联电阻”实施方式。
图7示出分段信号衰减的替代实现可能性。小的输入信号通过具有电容C1的电容器52抵达包括在上方的放大器路径72中的放大器60，其小信号阻抗83具有阻抗值R1。如果输入信号显著超过上方的放大器路径72的保护电路90的激活电压，则在所述情形中上方的放大器级72的输入阻抗减小到具有电容C1的电容器52的大多低欧姆设计的阻抗值。与其并联的放大器级如同在下方电路73中示出的解决方案那样可以在使用额外的衰减(如同通过网络106示出的那样)的情况下在衰减之后将这样的输入信号传递至分析处理单元70。网络106包括具有电阻值RN1的电阻112和具有电阻值RN2的另一电阻113。
在此尤其指示在发出声学测量脉冲之后以及尤其也在发出声学测量脉冲期间使用在此描述的大信号衰减来进行信号分析处理。因为电声转换器大多涉及窄带的并且因此轻振荡的结构，尤其当其如同通常那样与位于发射信号生成器中的传输器(变换器)一起工作时，信号变化过程关于振幅、周期持续时间和/或频率等等的时间特征对于转换器的状态和位于转换器前面的物体的状态是特有的。例如，可以识别位于转换器前面的物体，例如车辆处的冰层或泥层和/或位于车辆紧前面的物体。
特别地，可以确定传感器特性与特征值的偏差，以便在下一次车辆维护时进行转换器的维修和/或更换和/或由于不符合规范的传感器参数不提供取决于传感器的车辆功能——例如传感器引导的泊出和/或泊入和/或探测车辆的损坏或者及时探测导致损害的物体的接近，如同其典型地在事故中或在车辆近距中出现的那样。
为了实现特定的滤波器效果，在此使用的电阻在实现中也可以实施为复杂的部件，例如电阻和电容器的组合。对于本领域技术人员而言，复杂的电阻计算的所需规则通常是已知的并且因此不再详细阐述。
除以上文字公开内容以外，本发明的其他公开内容补充地参考图2a至7中的示图。

Claims (11)

1.一种用于借助于至少一个所发射的并且在物体上反射的声学脉冲来确定运动辅助装置的周围环境中的至少一个物体的位置和/或运动的周围环境检测设备，其中，所述周围环境检测设备在接收路径中包括用于接收至少一个在所述物体上发射并且称作回波脉冲的声学脉冲的电声转换器(40)和用于分析处理所述电声转换器(40)的信号的分析处理单元(70)，其特征在于，所述周围环境检测设备构造用于借助于包含在所述分析处理单元(70)的输入级(72)中的衰减设备(101)至少在所述回波脉冲的接收时间期间衰减存在于所述接收路径中的电声转换器的信号，其中，所述周围环境检测设备还包括时间控制装置(100)，其构造用于如此控制衰减设备(101)，使得至少在所述回波脉冲的接收时间期间出现所述电声转换器(40)的信号的衰减的减小。
2.根据权利要求1所述的周围环境检测设备，其特征在于，所述衰减设备(101)包括多个借助于至少一个开关可电耦合的部件，并且所述时间控制装置(100)构造用于如此转换所述多个部件，使得进行所述电声转换器(40)的信号的所期望的衰减，其中，所述周围环境检测设备尤其还构造用于在分析处理所述电声转换器(40)的信号时考虑开关时刻和/或所述转换的技术后果。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述衰减设备(101)包括第一衰减电路(102)，其在第一连接端上与所述电声转换器(40)电耦合并且在第二连接端上与随后的、包含在所述分析处理单元(70)的输入级中的放大器(60)的输入端(61)电耦合，其中，所述第一衰减电路(101)包括一个在其连接端之间连接的、具有可调整的电阻值的电阻(110)和/或多个在其连接端之间借助于至少一个开关(130)分别可电耦合的、具有不同电阻值的电阻(112，113)，并且所述时间控制装置(100)构造用于产生所述可调整的电阻(110)的电阻值变化过程和/或如此转换所述多个电阻(112，113)，使得如同所期望的那样进行所述电声转换器(40)的信号的衰减。
4.根据以上权利要求中任一项所述的周围环境检测设备，其特征在于，所述衰减设备(101)包括第二衰减电路(103)，其在第一连接端上与所述电声转换器(40)电耦合、在第二连接端上与所述随后的、包含在所述分析处理单元(70)的输入级(72)中的放大器(60)的输入端(61)电耦合并且在至少一个第三连接端上与具有固定参考电势的点(120)电耦合，其中，所述第二衰减电路(103)包括一个可调整的电阻(81)和/或多个借助于至少一个开关(130)可电耦合的电阻(83，84，85，86)，其中，所述可调整的电阻(81)和/或所述多个电阻(83，84，85，86)在第一端部上与所述第二衰减电路(103)的第一和第二连接端分别电耦合并且在第二端部上与所述第二衰减电路(103)的第三连接端分别电耦合或借助于所述至少一个开关(130)可电耦合，并且所述时间控制装置(100)构造用于产生所述可调整的电阻(81)的电阻值变化过程和/或如此转换所述多个电阻(83，84，85，86)，使得如同所期望的那样进行所述电声转换器(40)的信号的衰减。
5.根据权利要求1或2所述的周围环境检测设备，其特征在于，所述衰减设备(101)具有多个包含在所述接收路径中的传输路径(72，73)，其具有不同衰减并且尤其分别形成所述分析处理单元(70)的一个输入放大器级(72，73)，其中，所述周围环境检测设备构造用于在不同时间段期间借助于所述衰减设备(101)的不同传输路径(72，73)来传输并且由此如同所期望的那样衰减所述电声转换器(40)的信号。
6.根据以上权利要求中任一项所述的周围环境检测设备，其特征在于，所述周围环境检测设备构造用于确定借助于所述衰减设备(101)衰减的电声转换器(40)的信号的时间特性和/或振幅，并且尤其也在开始接收所述回波脉冲之前、优选在结束发射借助于所述电声转换器(40)产生的声学脉冲之前和/或之后衰减所述电声转换器的信号。
7.一种用于借助于至少一个所发射的并且在物体上反射的声学脉冲来确定运动辅助装置的周围环境中的至少一个物体的位置和/或运动的方法，其中，所述方法借助于根据以上权利要求中任一项所述的周围环境检测设备实施，其特征在于，在电路技术上借助于包含在构造用于分析处理所述电声转换器(40)的信号的分析处理单元(70)的输入级(72)中的衰减设备(101)至少在在所述物体上反射并且称作回波脉冲的声学脉冲的接收时间期间衰减存在于所述周围环境检测设备的接收路径中的电声转换器(40)的信号，以及至少在所述接收时间期间减小所述电声转换器(40)的信号的衰减。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，借助于包含在构造用于分析处理所述电声转换器(40)的信号的分析处理单元(70)的输入级(72)中的、具有多个借助于至少一个开关可电耦合的部件的衰减设备(101)通过以下方式衰减所述电声转换器(40)的信号：借助于开关过程转换所述多个部件，其中，尤其在分析处理所述电声转换器(40)的信号时考虑转换的转换时刻和/或技术后果。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的方法，其特征在于，借助于具有多个包括在所述接收路径中的、具有不同衰减的传输路径(72，73)的衰减设备(101)通过以下方式衰减所述电声转换器(40)的信号：在不同时间段期间借助于所述衰减设备(101)的不同传输路径(72，73)传输所述电声转换器(40)的信号。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述电声转换器(40)的借助于所述衰减设备(101)衰减的信号的时间特性和/或振幅，其中，尤其也在开始接收所述回波脉冲之前、优选在结束发射借助于所述电声转换器(40)产生的声学脉冲之前和/或之后衰减所述电声转换器(40)的信号。
11.一种车辆，其具有根据权利要求1至6中任一项所述的周围环境检测设备。
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