CN111615640A - 用于运行声学传感器的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行声学传感器(1)的设备和方法。在此进行：借助所述声学传感器(1)发射声学信号，其中，所述声学信号的第一信号分量具有第一频率，所述声学信号的第二信号分量具有第二频率，其中，所述声学传感器(1)的张开角对于所述第一频率以及对于所述第二频率是不同的；在所述声学信号在对象(2)上被反射之后，借助所述声学传感器(1)接收所述声学信号；对所接收的声学信号进行分析处理，以便基于所接收的声学信号的所述第一信号分量的信号幅度和所述第二信号分量的信号幅度来求取仰角(θ)，其中，所述仰角(θ)描述所述对象(2)与所述声学传感器(1)的传感器轴线(3)的位置偏差。

Description

用于运行声学传感器的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行声学传感器的方法和设备。
背景技术
尤其在汽车领域的周围环境检测系统中，期望能够确定对象的高度，以便借此对对象的可驶过性
Figure BDA0002589131570000012
进行分类。
为了车辆的近范围中的周围环境检测，通常使用每个保险杠具有至多六个传感器的超声系统。现有技术中的系统因为安装在一个平面内，所以可以通过三边测量来检测对象的横向位置，然而不能在仰角中确定对象位置。
然而确定可驶过性的一种方案在于追踪回波幅度变化过程。在接近时，传感器平面上的反射示出高于近地对象的信号幅度，其回波幅度由于狭窄的垂直张开角
Figure BDA0002589131570000011
而强烈地降低。但是，如果对象和车辆之间不存在相对运动，则该方案将失败。例如当车辆静止或垂直于对象运动时，就是这种情况。
在高度自动化的系统中，在(车辆从静止)启动后的通行放行(Anfahrtfreigabe)的应用情况特别重要。为此需要已经了解对象高度，其中，车辆通常是静止的。
发明内容
根据本发明的用于运行声学传感器的方法包括：借助声学传感器发射声学信号，其中，声学信号的第一信号分量具有第一频率，而声学信号的第二信号分量具有第二频率，其中，声学传感器的张开角对于第一频率和对于第二频率是不同的；在声学信号在对象处被反射之后，借助声学传感器接收声学信号；对所接收的声学信号进行分析处理，以便基于所接收的声学信号的第一信号分量的信号幅度和第二信号分量的信号幅度来求取仰角，其中，该仰角描述对象与声学传感器的传感器轴线的位置偏差。
根据本发明的用于运行声学传感器的设备包括控制设备，控制设备设置用于借助声学传感器发射声学信号，其中，声学信号的第一信号分量具有第一频率，而声学信号的第二信号分量具有第二频率，其中，声学传感器的张开角对于第一频率和对于第二频率是不同的；在声学信号在对象处被反射之后，借助声学传感器接收声学信号；对所接收的声学信号进行分析处理，以便基于所接收的声学信号的第一信号分量的信号幅度和第二信号分量的信号幅度来求取仰角，其中，仰角描述对象与传感器轴线的位置偏差。
声学传感器在此是根据回波原理工作的传感器。声学传感器的张开角是如下角度：该角度定义声学传感器将声学信号输出到声学传感器的周围环境中的范围。张开角在此描述尤其传感器轴线与从声学传感器出发的发送方向之间的角度，其中，如果角度大于张开角，则对于所属的频率的声学信号的信号幅度会明显下降。大多不会明确地限界属于频率的张开角。张开角通常说明发送幅度下降3dB的角度。然而，根据本发明，只要在以相同方式观察时声学传感器的张开角对于第一频率和第二频率是不同的，就不必准确地知道属于频率的张开角。因此只要已知张开角就足够，其中，关于张开角的粗略且因此不准确的说明已足够。
所接收的声学信号是所发射的在对象处反射的声学信号。因此，所接收的声学信号同样包括声学信号的第一信号分量和第二信号分量。这意味着，所接收的声学信号和所发射的声学信号具有彼此相对应的信号分量。
仰角是传感器轴线与对象所在的发送方向之间的角度，声学信号在该对象处被反射。在相应地安装声学传感器的情况下，通过仰角描述对象的高度位置。然而应指出，在声学传感器的相应的布置中，也能够求取对象在水平面中相对于声学传感器的位置。
通过本发明，通过改变声学信号的频率来实现声学传感器的张开角的变化。因此，通过调制发送频率来实现声学传感器的张开角的改变。应指出，对于多种当前的超声波传感器已经是这种情况，无需为此专门开发这些声学传感器。因此，根据本发明的用于运行声学传感器的方法或所属的设备可以与多个以下声学传感器一起使用：所述声学传感器通常也能够特别成本有利地提供。然而这不排除，根据本发明的方法和根据本发明的设备也可以借助以下声学传感器来运行：所述声学传感器专门如此实施，使得声学传感器的张开角随声学信号的频率而变化。
从属权利要求示出本发明的优选的扩展方案。
声学信号优选是线性调频(Chirp)。线性调频是具有随时间变化过程而改变的(尤其是连续变化)频率的信号。通过这种线性调频在声学信号中提供特别多的频率，即不同频率的多个信号分量。同时，可以通过线性调频对声学传感器的周围环境进行进一步优化，如此例如可以将在对象处反射之后的声学传感器的声学信号与由其他传感器发射的这些信号区分开。
同样有利的是，声学信号是具有分别恒定的频率的脉冲的脉冲信号。由此使得在所接收的声学信号中特别容易地辨识所发射的声学信号的信号分量。在使用具有不同频率的多个脉冲时，借助固定频率脉冲(即使用具有分别恒定的频率的脉冲的脉冲信号)的方法特别有效。
同样有利的是，在分析处理所接收的声学信号时对第一信号分量和第二信号分量的信号幅度进行归一化，并且基于所接收的声学信号的第一信号分量的经归一化的信号幅度和第二信号分量的经归一化的信号幅度来求取仰角。在进行归一化时，优选将信号幅度乘以与频率相关的校正因子。由此可以在分析处理时补偿：较大的张开角所属的信号分量的信号幅度大多小于较小的张开角所属的信号分量的信号幅度，因为在较小的张开角的情况下，相应的信号分量的能量会更加集中地释放。
同样有利的是，在分析处理所接收的声学信号时访问(zugreifen)声学传感器的方向特性，该方向特性对于第一频率和对于第二频率定义所接收的声学信号的信号幅度与仰角之间的关联。通过声学传感器的方向特性，将所有对于分析处理重要的信息都合并成唯一的数据组。在此，优选通过表格或曲线描述方向特性。
同样有利的是，为了求取仰角而对所接收的声学信号进行的分析处理包括三边测量，其中，尤其在相对于声学传感器的水平方向上以方位角描述对象相对于声学传感器的位置，并且基于方位角对方向特性进行校正。如此可以补偿对象的未通过仰角描述的方向上的位置偏差。
同样有利的是，声学传感器的水平张开角大于声学传感器的垂直张开角。在此，垂直张开角是位于与仰角共同的平面中的角度。水平张开角是与位于与仰角共同的平面垂直的平面中的角度。优选相应地布置声学传感器，使得水平张开角位于水平面中，而垂直张开角位于垂直平面中。水平张开角优选位于±60°的范围内，而垂直张开角优选位于±30°的范围内。在此，对于范围优选应看出5°的偏差。在这种张开角的情况下存在以下优点：不希望的反射、尤其地面反射的影响保持得小，同时相比于在水平方向上，对于不同频率的张开角在垂直方向上差异更大。因此，可以特别好地识别对象的高度。
声学传感器优选是具有膜片罐设计(Membrantopfdesign)的超声波传感器。这样的声学传感器是普遍的并且已经具有对于声学传感器必要的特性。因此，能够将该方法应用于已经存在的传感器系统。
此外有利地是，响应于包括声学传感器的系统的启动或响应于探测到对象的存在，对所接收的声学信号实施分析处理，以求取仰角。尤其如此长时间地重复该方法，直到经过预给定的时间段、不再探测到对象，或备用系统运行准备就绪。尤其是当包括声学传感器的系统已经启动时，通常会出现如下情况：例如包括该系统的车辆处于静止状态，而其他用于求取仰角的方法不是有功能能力的。如果仅在已经探测到对象时才开始对所接收的声学信号进行根据本发明的分析处理，则可以实现特别简单的信号处理。以这种方式可以节省系统资源和能量。
附图说明
以下参考附图详细描述本发明的实施例。在附图中示出：
图1示出根据本发明的一种实施方式的用于运行声学传感器的方法的流程图的图示；
图2示出根据本发明的一种实施方式的用于运行声学传感器的设备的示意图；
图3示出声学传感器的方向特性的图形视图，其示出仰角、所接收的声学信号的信号幅度与所属的频率之间的关联。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一种实施方式的用于运行声学传感器1的方法的流程图。在此由用于运行声学传感器1的设备来实施该方法，其中，该设备包括控制设备4和声学传感器1。
在图2中示出用于运行声学传感器1的设备，其中，该设备布置在车辆5上。在此，声学传感器1布置在车辆5的前部。声学传感器1与控制设备4耦合，该控制设备例如是模拟信号处理单元或数字信号处理单元，该模拟信号处理单元例如包括滤波器组(Filterbank)。声学传感器1的传感器轴线3如此取向，使得对车辆5的位于车辆5前方的周围环境进行检测。如此，借助声学传感器1检测位于车辆5前方的对象2。
声学传感器1具有主检测方向。该主检测方向通过声学传感器1的传感器轴线3描述。这例如意味着，声学传感器1在传感器轴线3的方向上具有最大的作用范围。可以看出，传感器轴线3不是物理上的构件，而是仅描述声学传感器1的特性。
在将用于运行声学传感器1的设备投入运行时，开始根据本发明的方法。当车辆5进入运行时，通常是这种情况。因此，响应于包括声学传感器1的系统的启动，实施根据本发明的方法的第一方法步骤101。
在第一方法步骤101中，借助声学传感器1发射声学信号，其中，声学信号的第一信号分量具有第一频率，而声学信号的第二信号分量具有第二频率。如此，要么由声学传感器发射线性调频，要么发射具有恒定但不同的频率的脉冲的脉冲信号。如果声学信号是线性调频，则其具有连续地在时间上变化的频率。第一信号分量和第二信号分量在此是在线性调频中的确定的时间范围。如果声学信号是分别具有恒定频率的脉冲的脉冲信号，则对于第一时间段发射具有第一频率的声学信号，并且对于随后的时间段发射具有第二频率的声学信号。声学信号的其中具有第一频率的时间范围被称为第一信号分量，声学信号的其中具有第二频率的时间范围被称为第二信号分量。在第一信号分量和第二信号分量之间，声学信号可以包括具有任意频率的其他信号分量。替代地，在时间上紧接着第一信号分量出现第二信号分量。
声学信号可以具有任意数量的信号分量，借助相同的方法对所述信号分量进行分析处理。存在的“频率网格点”越多，该方法越好地起作用，并且角度求取变得越准确。如果声学信号是线性的调频，则存在以下优点：在短时间内遍历多个频率，因此存在多个网格点。
对于第一频率和第二频率，声学传感器1的张开角是不同的。张开角在此是在从声学传感器1出发的方向与传感器轴线3之间的角度，其中，相比于通过张开角定义的发送方向以外的情况，声学传感器1的通过张开角定义的发送方向内的声学信号的信号幅度更大。相应地，相比于进行反射的对象2位于声学传感器1的通过张开角定义的发送方向以外的情况，当进行反射的对象位于声学传感器1的通过张开角定义的发送方向中时，由对象2反射的声学信号的信号幅度更大。相应地，相比于在图2右侧示出的对象2的示例性的位置，在图2左侧示出的对象2的示例性的位置处所反射的声学信号具有更高的信号幅度。这不仅适用于具有第一频率的第一信号分量，而且适用于具有第二频率的第二信号分量。
张开角未定义明确限界的范围。因此，如果声学传感器1位于通过张开角定义的范围之外，则也可以使声学信号的反射回到声学传感器1并被接收。然而，当对象2从传感器轴线3向外运动时，所反射的声学信号的信号幅度以及所接收的信号的信号幅度对于第一频率和第二频率以不同的速度下降。
在所描述的实施方式中，声学传感器1是超声波传感器。其具有膜片罐设计。这意味着，膜片罐的底部用作膜片并且借助激励元件(例如压电元件)被激励至振动。具有膜片罐设计的这种超声波传感器是普遍的，并且具有有利的方向特性。超声波传感器在垂直和水平方向上都具有定向的声辐射和敏感度。通常，水平张开角位于±60°的范围内，而垂直张开角位于±30°的范围内。垂直方向上较窄的声辐射的原因是为了避免不期望的地面反射，因为这些反射需要较高的遮没阈值(Ausblendungsschwelle)，因此限定较低的传感器敏感度。
在具有膜片罐设计的超声波传感器中，声辐射的张开角取决于波长与膜片罐直径的比率。后者是转换器的固定的几何设计特征，并且自然地不能够在运行期间改变。相反，可以通过发送频率来影响波长。为了获得上述典型的张开角，在大约15mm的膜片外直径的情况下，传感器通常以48kHz的频率运行。较高的发送频率会出较小的张开角，而较低的频率得到较大的张开角。因此，从中得到的频率相关的方向特性也是转换器的设计特征。
替代地，也可以使用其他声学传感器，因为对于不同的频率，多个声学传感器具有不同的张开角。声学传感器1优选是该性能特别突出的传感器。
在第一方法步骤101之后实施第二方法步骤102。在第二方法步骤102中，在声学信号在对象2处反射之后，借助声学传感器1接收该声学信号。通过声学传感器1将所接收的声学信号以及因此所反射的声学信号转换成电信号，并且提供给控制设备4。在随后的第三方法步骤103中，对电信号以及因此所接收的声学信号进行分析处理。
在分析处理所接收的声学信号时，基于所接收的声学信号的第一信号分量的信号幅度和第二信号分量的信号幅度来求取仰角θ，其中，该仰角描述对象2与声学传感器1的传感器轴线3的位置偏差。在图2中，仰角θ是位于所示的附图平面中的角度。因此，以车辆5为基准，仰角θ是垂直定位的角度。在图2的左侧所示的示例性的情景中，对象2的至少一部分直接位于传感器轴线3上。因此，对象2与传感器轴线的偏差为零，或者可以通过0°的仰角θ来描述。在图2的右侧所示的示例性的情景中，对象2没有延伸到传感器轴线3中，而是对象太低，以至于对象位于传感器轴线3以下。因此，对象2的位置偏离传感器轴线3。这可以用间距Δ来描述，该间距是对象2与传感器轴线3之间的最短间距，或也可以通过传感器轴线3和以下直线之间的仰角θ来描述，该直线连接声学传感器1与对象2。可以看出，在此给定在仰角θ与间距Δ之间的直接的几何关系。以下将求取仰角θ。然而应指出，也可以求取间距Δ，因为通过声学传感器1借助回波原理也已知至对象2的间距，并且因此能够进行换算。在此，不必将仰角θ求取为精确值。因此，例如，求取仰角θ是大于还是小于预给定的值已经足够用于识别对象2的可驶过性。
在分析处理所接收的声学信号时，由控制设备4访问声学传感器1的方向特性10。该方向特性10对于第一频率和对于第二频率定义信号幅度与所接收的声学信号的仰角之间的关联。在图3中示例性地示出这种方向特性10。在此，在图3左侧示出归一化之前的方向特性10。在此示出具有与声学传感器1的发送频率的相关性的回波幅度的垂直方向特性。在图3中居中地示出归一化之后的方向特性。因此，居中地示出具有与发送频率相关性的经归一化的垂直方向特性20。在图3右侧描绘经归一化的方向特性20，在该方向特性中示出当来自不同仰角θ的反射的发送频率发生变化时的回波幅度的变化过程。
首先参考在图3左侧示出的方向特性10。该方向特性作为数据组存储在控制设备4中，并且例如通过计算或通过实验已经预先求取该方向特性。在方向特性10中，在X轴上示出仰角θ，并且在Y轴上示出所接收的声学信号的信号幅度A。在此，对于每个仰角θ分别给出所接收的声学信号的信号幅度，可以期望的是：当声学信号在对象2处反射时，通过相应的仰角θ描述对象相对于声学传感器1的位置。为此，在方向特性10中示出第一曲线11、第二曲线12和第三曲线13。第一曲线11属于第一频率，该第一频率例如为40kHz。第二曲线12属于第二频率，该第二频率例如为48kHz。第三曲线13属于第三频率，该第三频率例如为60kHz。在所示出的示意图的原点存在0°的仰角θ。可以看出，对于第一至第三频率中的每个，所接收的声学信号的信号幅度对于0°的仰角θ具有最大值。对象2偏离传感器轴线3越远，即仰角θ越大，则对于所属的发送方向，所接收的声学信号的信号幅度越低。在此可以看出，对于不同的频率，信号幅度随着仰角θ以不同的速度下降。从该差异中能够推断出对象2的位置，即推断出仰角θ。为此，在该实施方式中，在分析处理所接收的声学信号时，首先对第一信号分量和第二信号分量的信号幅度进行归一化。在该方法的进一步的流程中，基于所接收的声学信号的第一信号分量的经归一化的信号幅度和第二信号分量的经归一化信号幅度来求取仰角θ。
在进行归一化时，将第一至第三曲线11至13的值乘以增益因子。对于曲线11至13中的每个如此选择该增益因子，使得第一至第三曲线11至13中的相应的曲线如此沿着竖轴移位，使得所有曲线11至13对于0°的仰角θ具有相同的值。在图3居中示出的经归一化的方向特性20中示出这一点。在经归一化的方向特性20中，在X轴上示出仰角θ，并且在Y轴上示出所接收的声学信号的经归一化的信号幅度An。因此描绘出属于第一频率的经归一化的第一曲线11'、属于第二频率的经归一化的第二曲线12'和属于第三频率的经归一化的曲线13'。对于0°的仰角θ，经归一化的第一、第二和第三曲线11'、12'、13'具有相同的值。
基于经归一化的方向特性20，求取所属的仰角θ的所接收的声学信号的第一信号分量的和第二信号分量的测量信号幅度。
示例性地基于在图3右侧示出的经归一化的方向特性20的图示来描述求取所属的仰角θ。在所示出的图示30中，对于每个仰角θ示出其自身的曲线。因此可以看出，对于第一至第三频率，例如对于第一仰角θ1出现的信号幅度位于共同的曲线上。在图3右侧将该曲线表示为第一仰角曲线21。相应地这也适用于与第一仰角θ不同的仰角θ1。如此，对于第一至第三频率，例如对于第二仰角θ2出现的信号幅度位于共同的曲线上。在图3右侧将该曲线表示为第二仰角曲线22。在图3右侧示出的经归一化的方向特性20的图示30中，对于每个可能的仰角θ得到一个其自身的曲线。
在图3中示出的曲线在信息内容方面彼此相应。因此，控制设备4可以任意地访问这些曲线中的一个并相应地对其进行分析处理。在本发明的此处示例性地描述的实施方式中，声学信号包括具有第一频率的第一信号分量和具有第二频率的第二信号分量。
示例性地假设，第一频率具有值f1，并且第二频率具有值f2。同时假设，对于第一信号分量并且因此对于第一频率，所接收的声学信号的信号幅度的值具有值A1。此外假设，对于第二信号分量并且因此对于第二频率，所接收的声学信号的信号幅度的值具有值A2。如此定义的点在图3的右侧示出。可以看出，这些点位于共同的曲线上，在此位于第一仰角曲线21上，其中，曲线属于特定的仰角θ，在此为第一仰角θ1。如此求取的所属的仰角θ描述对象2与传感器轴线3的位置偏差。
因此，在此处描述的实施方式中，对于第一信号分量以及对于第二信号分量，控制设备4求取所接收的声学信号的信号幅度，并且通过将该信号幅度乘以属于相应的频率的增益因子来对信号幅度进行归一化。因此，基于这些经归一化的信号幅度和已知的频率可以辨识所属的仰角曲线，该仰角曲线属于仰角θ。如此求取的所属的仰角θ描述对象2与传感器轴线3的位置偏差。
可以看出，两个频率足以确定对象2与传感器轴线3的位置偏差。然而得出，如果声学信号还具有带有第三频率或其他频率的信号分量，则可以实现进一步改善准确度和可靠性。尤其当声学信号是线性调频时，有利的是随后进行关于多个频率的分析处理，因为所接收的声学信号同样具有多个频率。
在一些声学传感器1中出现的问题是，在先前描述的声学信号的分析处理中，不能够区分对象2是在水平方向上还是垂直方向上远离传感器轴线3。因此，有利的是声学传感器1的水平张开角大于声学传感器1的垂直张开角。这一方面被证明是有利的，因为在这种布置中使地面反射对所接收的声学信号的影响最小化。此外，这也通过以下得出：在水平方向上第一频率和第二频率之间存在较小的张开角偏差。因此，对象2在垂直方向上相对于声学传感器1的运动几乎不对所求取的仰角θ产生任何影响。
可选地，基于多个声学传感器的测量值进行三边测量，以便以方位角确定对象相对于声学传感器的位置，该方位角描述对象2在水平方向上相对于声学传感器1的位置。在此，基于方位角进行方向特性10的校正。为此，基于方位角选择方向特性10，其中，对于每个方位角存储其自身的方向特性10。如此可以补偿对象2的位置偏差在未通过仰角θ描述的方向上的影响，并且不会导致所求取的仰角θ的失真。
所求取的仰角θ描述对象2与传感器轴线3的位置偏差，并且可以提供给进一步的应用。如此，为系统提供仰角θ连同通过声学传感器1检测的至对象2的间距，通过该系统估算对象的可驶过性。为此，例如基于所检测的间距提供一个阈值，该阈值描述所属的仰角θ，该阈值不允许被超越，以确保对象2的可驶过性。
在实施第三方法步骤103之后，循环地实施该方法，其方式是：该方法分支回到第一方法步骤101。
通常适用于高于传感器安装高度h的对象的是，反射点由于反射定律(大致)位于传感器高度上，并且因此位于传感器轴线3上。在此，在图2示出的实施方式中，传感器安装高度h是如下距离：声学传感器1在路面上方该距离处布置在车辆5上。对于小于传感器安装高度h的对象2，根据相对于垂直传感器轴线3的仰角θ处的对象高度来测量反射。
声学传感器1的发送频率在尽可能大的频率范围上变化，以便改变张开角以及分析经归一化的回波幅度(即所接收的声学信号的经归一化的信号幅度)的变化过程。
在考虑到传感器的经归一化的方向特性的情况下，借助An＝k(f)*A——即通过乘以频率相关的校正因子k(f)，其中，k(f)＝1/A，(f，对于θ＝0°)(由此，对于所有频率在θ＝0°时遵循A＝1)——在由所测量的回波幅度进行归一化时得到经归一化的回波幅度。因此，校正系数k(f)是转换器的已知设计特征。为了实现更高的准确度，还可以在生产线的带端部测量k(f)并将其存储在声学传感器1中。
从频率相关的经归一化的回波幅度的变化过程中能够推断出仰角θ。传感器主轴(θ＝0°)上的反射示出恒定的回波幅度变化过程(参见图2)。相反，根据高度，较低的对象2示出随频率增加而减小的回波幅度变化过程，其中，该变化过程本身对于相应的仰角是特有的，并且因此对于对象高度是特有的。该变化过程不取决于对象距离，在较高的对象距离的情况下，θ仅在大小上受到限制。确实如方向特性一样，这些变化过程也是设计特征，并且可以对于每个仰角θ存储在传感器中。现有技术中的方法(例如拟合，相关性分析)可以用于将测量数据与存储数据进行比较。
发送频率的变化不仅会导致垂直方向特性中的变化，而且会导致水平方向特性中的变化，使得相对于主轴仅具有方位角偏差且没有仰角偏差(θ＝0°)的对象同样示出非恒定的回波变化过程。在非对称的超声传播的情况下，一方面该效应不是强烈地突出，另一方面可以按已知的方位角进行校正。借助传感器系统中的三边测量得到该方位角。
为了实现尽可能准确的角度测量，尽可能多数量的发送频率是值得期待的。这可以通过具有固定发送频率和相同持续时间(优选在200-400μs的范围内)的短脉冲的相应的序列来实现。但是通常也可以借助较少的脉冲、但至少借助两个脉冲来执行该方法。
替代地，也可以执行具有上升或下降的频率(优选具有随着时间线性变化的频率)的调频激励。特别有利地是线性调频的以下设计：其具有优选在10ms至2ms的范围中的较长的脉冲持续时间。
对于这种情况，优选通过如下滤波器组进行回波幅度的分析：该滤波器组具有滤波器的尽可能精细划分的上升的中心频率。因此，该方法比借助固定频率的激励开销更高，但是具有以下优点：角度信息在一个发送周期内已经可供使用。
声学信号的波长λ与膜片直径的比率对于幅度下降的突出特征起决定性作用。因此，建议不要固定地预给定发送频率带宽，而是通过比率λ/d对其进行限制。特别有利地，(从较低的发送频率开始)比率λ/d在1至0.5的范围内，然而至少小于0.8地变化。
原则上，该方法在车辆5的行驶运行期间也适用。然而，在行驶期间还存在可分析处理用于进行高度分类的其他特征。对于该方法的特别令人感兴趣的一种应用情况是启动用于高度自动化车辆的系统。如此，显得特别有利地是：在启动后维持特别的“高度测量”运行模式，并且随后又转换到正常的测量模式。在此，要么可以总是在启动后遍历“高度测量”模式，也可以仅通过对象探测触发地遍历“高度测量”模式。
除以上存在的公开内容之外，明确地参考图1至图3的公开内容。

Claims (10)

1.一种用于运行声学传感器(1)的方法，所述方法包括：借助所述声学传感器(1)发射(101)声学信号，其中，所述声学信号的第一信号分量具有第一频率，而所述声学信号的第二信号分量具有第二频率，其中，所述声学传感器(1)的张开角对于所述第一频率以及对于所述第二频率是不同的；
在所述声学信号在对象(2)处被反射之后，借助所述声学传感器(1)接收(102)所述声学信号；
对所接收的声学信号进行分析处理(103)，以便基于所接收的声学信号的所述第一信号分量的信号幅度和所接收的声学信号的所述第二信号分量的信号幅度来求取仰角(θ)，其中，所述仰角(θ)描述所述对象(2)与所述声学传感器(1)的传感器轴线(3)的位置偏差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声学信号是线性调频。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声学信号是脉冲信号，所述脉冲信号分别具有恒定的频率。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在对所接收的声学信号进行所述分析处理(103)时，对所述第一信号分量的信号幅度和所述第二信号分量的信号幅度进行归一化，并且基于所接收的声学信号的所述第一信号分量的经归一化的信号幅度和所接收的声学信号的所述第二信号分量的经归一化的信号幅度来求取所述仰角(θ)。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在对所接收的声学信号进行所述分析处理(103)时，访问所述声学传感器(1)的方向特性(10)，所述方向特性对于所述第一频率以及对于所述第二频率定义所接收的声学信号的信号幅度与仰角(θ)之间的关联。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所接收的声学信号进行的所述分析处理包括三边测量，其中，尤其在相对于所述声学传感器(1)的水平方向上以方位角来描述所述对象(2)相对于所述声学传感器(1)的位置，并且基于所述方位角对所述方向特性(10)进行校正。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述声学传感器(1)的水平张开角大于所述声学传感器(1)的垂直张开角。
8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述声学传感器(1)是具有膜片罐设计的超声波传感器。
9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，响应于如下对所接收的声学信号实施所述分析处理：包括所述声学传感器(1)的系统被启动或对象(2)的存在被探测到。
10.一种用于运行声学传感器(1)的设备，所述设备包括控制设备(4)，所述控制设备设置用于：
借助所述声学传感器(1)发射声学信号，其中，所述声学信号的第一信号分量具有第一频率，而所述声学信号的第二信号分量具有第二频率，其中，所述声学传感器(1)的张开角对于所述第一频率以及对于所述第二频率是不同的；
在所述声学信号在对象(2)处被反射之后，借助所述声学传感器接收所述声学信号；
对所接收的声学信号进行分析处理，以便基于所接收的声学信号的所述第一信号分量的信号幅度和所接收的声学信号的所述第二信号分量的信号幅度来求取仰角(θ)，其中，所述仰角(θ)描述所述对象(2)与传感器轴线(3)的位置偏差。
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