DE102007015920A1 - Verfahren zur Entfernungsbestimmung mithilfe von pulsmodulierten Schallsignalen - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Entfernungsbestimmung mithilfe von pulsmodulierten Schallsignalen (3, 5) werden die vom Schallwandler ausgesandten und empfangenen Schallsignale (5) detektiert, indem die in einer Messwertreihe (10) enthaltenen Messwerte (20) auf das Überschreiten einer Objektgrenzwertkurve (23) überprüft werden. Die Objektgrenzwertkurve (23) wird mithilfe einer Rauschgrenzwertkurve (22) dynamisch an den Rauschpegel der Messwerte (20) angepasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung mithilfe von pulsmodulierten Schallsignalen, bei dem die Schallsignale von einem Schallwandler ausgesandt und die von einem Objekt zurückgeworfenen Schallsignale vom Schallwandler empfangen werden und bei dem von einer dem Schallwandler nachgeschalteten Steuereinheit die Laufzeit der Schallsignale bestimmt wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE 43 38 743 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird mithilfe von Ultraschallsensoren die Entfernung zwischen dem Ultraschallsensor und einem zu erfassenden Objekt bestimmt. Zu diesem Zweck werden vom Ultraschallsensor Ultraschallsignale ausgesandt, die vom Objekt zum Ultraschallsensor zurückgeworfen werden. Mithilfe einer dem Ultraschallsensor nachgeschalteten Steuereinheit, kann die Laufzeit des Ultraschallsignals bestimmt und daraus die Entfernung zwischen Ultraschallsensor und Objekt ermittelt werden. Die Stärke des empfangenen Ultraschallsignals hängt dabei wesentlich von den Umgebungsbedingungen ab. Insbesondere die Dämpfung von Ultraschall in Luft führt zu einer erheblichen Reduktion des empfangbaren Ultraschallsignals. Die Dämpfung in Luft kann soweit führen, dass das empfangene Ultraschallsignal im elektrischen oder auch akustischen Rauschen untergeht. Das akustische Rauschen kann beispielsweise durch Bodenreflexion hervorgerufen werden.
  • Die Dämpfung von Ultraschall in Luft hängt im Wesentlichen von der Lufttemperatur und der Luftfeuchte ab. Auch die Schallgeschwindigkeit ist wesentlich von der Lufttemperatur bestimmt. Aus diesen Gründen ist es erforderlich, die Funktionsweise des Ultraschallsensors und der nachgeschalteten Steuereinheit an die Umgebungsbedingungen anzupassen. Zur Erfassung der Umgebungsbedingungen, insbesondere der Luftdämpfung und der Schallgeschwindigkeit, wird bei dem bekannten Verfahren durch die teilweise Reflexion von Ultraschallsignalen an einer feststehenden Markierung ein Signal gewonnen, dessen Amplitude ein Maß für die Empfindlichkeit des Ultraschallsensors ist. Da die Entfernung zwischen dem Ultraschallsensor und der Markierung bekannt ist, lässt sich aus der gemessenen Laufzeit des Ultraschallsignals ein Wert bestimmen, der ein Maß für die Lufttemperatur ist.
  • Ein Nachteil des bekannten Verfahrens und der bekannten Vorrichtung ist, dass eine geeignete feststehende Markierung vorhanden sein muss. Insbesondere dürfen die von der Markierung zurückgeworfenen Ultraschallsignale die von einem zu erfassenden Objekt zurückgeworfenen Ultraschallsignale nicht überdecken.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen sich Distanzmessungen mit Ultraschall auch bei schwankenden Umgebungsbedingungen durchführen lassen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
  • Bei der Vorrichtung und dem Verfahren wird ein vom Schallwandler erzeugtes Ausgangssignal in eine Zeitreihe von Messwerten gewandelt, die zur Detektion von Objektsignaturen, die auf vom Objekt zurückgeworfenen Schallsignalen beruhen, auf das Überschreiten von Objektgrenzwerten überprüft werden, die den Messwerten zugeordnet und an den Rauschpegel der Messwerte dynamisch angepasst werden. Dadurch ist es möglich, die Objekterkennung an veränderte Umgebungsbedingungen anzupassen. Denn eine Veränderung der Luftdämpfung macht sich durch eine Änderung des Rauschniveaus bemerkbar. Insbesondere bei geringer Luftdämpfung müssen die Objektgrenzwerte aufgrund des ausgeprägten Bodenrauschens nach oben verschoben werden, während bei höherer Luftdämpfung die Objektgrenzwerte aufgrund des niedrigen Signalpegels eines vom Objekt zurückgeworfenen Schallsignals und des schwachen Bodenrauschens nach unten verschoben werden müssen. Indem die Grenzwerte, die zur Überprüfung der Messwerte herangezogen werden, an den aktuellen Rauschpegel angepasst werden, ist es möglich, die Erkennung von Objektsignaturen an die aktuelle Luftdämpfung anzupassen, ohne dass Messungen an einer feststehenden Markierung durchgeführt werden müssen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Grenzwerte auf einer Zeitskala angepasst, die kleiner als die Zeitskala bei der Veränderung von Objektsignaturen ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass Objektsignaturen als Rauschsignale gewertet werden, an die die Grenzwerte angepasst werden müssen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jedem Messwert ein Objektgrenzwert und ein Rauschgrenzwert zugeordnet, die jeweils auf einem Referenzwert bezogen sind. Falls ein Messwert den Objektgrenzwert überschreitet, wird dieses Ereignis als Detektion eines Objekts gewertet. Falls der Messwert unterhalb des Objektgrenzwerts aber oberhalb des Rauschgrenzwerts liegt, wird der Referenzwert erhöht. Der Referenzwert kann dagegen abgesenkt werden, wenn der Messwert unterhalb des Rauschgrenzwerts liegt. Auf diese Weise werden besonders starke Signale, die auf ein zu erfassendes Objekt zurückgehen, erkannt und die zur Detektion herangezogenen Objektgrenzwerte dynamisch an die aktuelle Luftdämpfung angepasst.
  • Vorzugsweise erfolgt die Absenkung des Referenzwertes mit einer vorbestimmten Verzögerung, so dass das Risiko von Fehldetektionen gering bleibt.
  • Die Verzögerung der Absenkvorgänge wird vorzugsweise mithilfe von Alterungszählern bewerkstelligt, die den einzelnen Messwerten zugeordnet sind. Insbesondere wird ein Referenzwert, der einem Messwert zugeordnet ist, nur dann abgesenkt, wenn der dem Messwert zugeordnete Alterungszähler eine vorbestimmte Altersgrenze übersteigt. Ferner wird der Alterungszähler nur dann erhöht, wenn der Referenzwert bei der Überprüfung der Referenzwerte gleich bleibt. Umgekehrt bleibt der Zählerstand des Alterungszählers unverändert oder wird verkleinert, wenn eine Anpassung des Referenzwerts erfolgt. Durch diese Maßnahmen wird sichergestellt, dass die Referenzwerte tendenziell abgesenkt und an das aktuelle Rauschniveau angepasst werden. Die Erhöhung der Referenzwerte erfolgt dagegen ereignisgesteuert immer dann, wenn die Messwerte oberhalb des Rauschgrenzwerts zu liegen kommen. Ein ansteigender Rauschpegel drückt daher die Referenzwerte und damit den Objektgrenzwert und den Rauschgrenzwert nach oben, während ein absinkender Rauschpegel dazu führt, dass der Referenzwert und damit der Objektgrenzwert und der Rauschgrenzwert dem Rauschpegel folgend absinken.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert werden. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Ultraschallsensors;
  • 2 ein Diagramm, in das der Verlauf eines Messsignals sowie der Verlauf von den Messwerten zugeordneten Referenzwerten, Rauschgrenzwerten und Objektgrenzwerten sowie eine Verstärkungskurve eingetragen sind;
  • 3 ein 2 entsprechendes Diagramm zu einem späteren Zeitpunkt;
  • 4 ein Flussdiagramm, in dem die bei der Detektion von Objekten durchgeführten Verfahrensschritte dargestellt sind;
  • 5 einen ersten Teil eines Flussdiagramms, das die Anpassung der Referenzwerte zeigt; und
  • 6 den zweiten Teil des Flussdiagramms aus 5.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Abstandssensors 1, der einen Ultraschallwandler 2 aufweist, der Ultraschallpulse 3 aussenden kann. Von einem Objekt 4 zurückgeworfene Ultraschallpulse 5 können ebenfalls vom Ultraschallwandler 2 erfasst werden. Die vom Ultraschallwandler 2 erzeugten Eingangssignale 6 werden einem Filter 7 zugeführt. Der Filter 7 erzeugt ein Amplitudensignal 8, das einem Analog-Digital-Wandler 9 zugeführt wird, der aus dem Amplitudensignal 8 eine Messwertreihe 10 erzeugt, die einem Mikrocontroller 11 zur weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Der Mikrocontroller 11 vergleicht insbesondere die in der Messwertreihe 10 enthaltenen Messwerte mit in einer Speichereinheit 12 abgespeicherten Referenzwerten 13. Dabei werden diejenigen Messwerte identifiziert, die auf einer Reflexion der Ultraschallsignale am Objekt 4 beruhen.
  • Der Mikrocontroller 11 beaufschlagt ferner einen Oszillator 14 mit Steuersignalen 15. Durch die Steuersignale 15 wird der Oszillator 14 veranlasst, Ausgangssignale 16 an den Ultraschallwandler 2 auszugeben. Da dem Mikrocontroller 11 der Aussendezeitpunkt des Ausgangssignals 16 bekannt ist, kann aus dem Zeitabstand zwischen Aussendezeitpunkt, zu dem der Ultraschallpuls 3 ausgesandt wird, und dem Empfangszeitpunkt, zu dem der am Objekt 4 zurückreflektierte Ultraschallpuls 5 empfangen wird, die Laufzeit der Ultraschallpulse 3 und 5 bestimmt und bei bekannter Schallgeschwindigkeit der Abstand des Objekts 4 zum Ultraschallwandler 2 ermittelt werden. Der vom Mikrocontroller 11 berechnete Abstandswert kann dann über einen Bus 17 an eine übergeordnete Steuereinheit, zum Bei spiel an einen Bordcomputer 18 eines Kraftfahrtzeugs, übertragen werden.
  • Es sei angemerkt, dass der Ultraschallwandler 2 eine einzelne Wandeleinheit umfassen kann, mit der sich die Ultraschallpulse 3 aussenden und die zurückgeworfenen Ultraschallpulse 5 empfangen lassen. Anstelle des Ultraschallwandlers 2 kann jedoch auch ein Ultraschallwandler treten, der jeweils eine zum Aussenden der Ultraschallpulse 3 vorgesehene Sendeeinheit und eine zum Empfang der zurückgeworfenen Ultraschallpulse 5 vorgesehene Empfangseinheit 5 aufweist.
  • 2 zeigt ein Zeitdiagramm, in dem eine Messwertreihe 10 dargestellt ist. Das in 2 dargestellte Zeitdiagramm ist aus einer Messserie herausgegriffen und trägt die Nummer 50. Insbesondere sind in 2 Spannungswerte U gegen äquivalente Entfernungswerte d aufgetragen. Zu Beginn der Messwertreihe 10 ist der Ultraschallpuls 3 erkennbar. Bei Laufzeiten entsprechend einer Entfernung von 1 bis 4 Metern erscheint ein ausgeprägtes akustisches Rauschsignal 19, das beispielsweise durch Reflexion am Boden hervorgerufen wird. Bei Laufzeiten entsprechend einer Entfernung von 4,2 Metern erscheint der am Objekt 4 zurückreflektierte Ultraschallpuls 5, der detektiert werden soll. Zu diesem Zweck ist jedem Messwert 20 ein Referenzwert 13 zugeordnet. Die Referenzwerte 13 liegen in 2 auf einer Referenzwertkurve 21. Oberhalb der Referenzwertkurve 21 verläuft eine Rauschgrenzwertkurve 22, oberhalb der sich eine Objektgrenzwertkurve 23 erstreckt. Die Objektgrenzwertkurve 23 und die Rauschgrenzwertkurve 22 sind jeweils um einen vorbestimmten Betrag gegenüber der Referenzwertkurve 21 versetzt. Die Referenzwertkurve 21 stellt somit eine gemeinsame Bezugsgröße für die Rauschgrenzwertkurve 22 und die Objektgrenzwertkurve 23 dar. Die Lage der Referenzwertkurve 21 wird jeweils durch die Lage der Messwerte 20 bezüglich der Rauschgrenzwertkurve 22 bestimmt.
  • Nach der Aufnahme der Messwertreihe 10 wird zunächst überprüft, ob in der Messwertreihe 10 ein Signalverlauf fest stellbar ist, der auf den zurückgeworfenen Ultraschallpuls 5 hindeutet. Insbesondere wird überprüft, ob Messwerte 20 der Messwertreihe 10 die Objektgrenzwertkurve 23 überschreiten. Falls dies der Fall ist, wird der entsprechende Messwert 20 dem Ultraschallpuls 5 zugeordnet. Nachdem die Suche nach dem Ultraschallpuls 5 abgeschlossen worden ist, wird die Referenzwertkurve 21 überprüft. Zu diesem Zweck wird die Lage der Messwerte 20 bezüglich der Rauschgrenzwertkurve 22 ermittelt. Wenn ein Messwert 20 oberhalb der Rauschgrenzwertkurve 22 zu liegen kommt, wird die Referenzwertkurve 21 erhöht. Anderenfalls wird die Referenzwertkurve 21 beibehalten oder abgesenkt. Eine Absenkung wird insbesondere dann vorgenommen, wenn die Referenzwertkurve 21 über mehrere Messzyklen hinweg unverändert belassen wurde.
  • Es sei angemerkt, dass das Diagramm gemäß 2 auch eine Verstärkungskurve 24 enthält, die die Verstärkung G des Eingangssignals 6 in Abhängigkeit von der Entfernung zeigt. Wegen der Luftdämpfung müssen Ultraschallpulse 5, die von weit entfernten Objekten 4 zurückgeworfen werden, stärker verstärkt werden, als Ultraschallpulse 5, die von nahe gelegenen Objekten 4 reflektiert werden.
  • 3 zeigt ein weiteres Diagramm, dessen Messwertreihe 10 im Vergleich zum Diagramm gemäß 2 einige Messzyklen später aufgenommen worden ist. Dementsprechend trägt das Diagramm gemäß 3 die Nummer 148.
  • In den Messzyklen, die zwischen den in 2 und 3 dargestellten Messzyklen liegen, ist der Ultraschallpuls 5, der von nahe gelegenen Objekten 4 reflektiert wird, nicht aufgetreten. Zu dem in 3 dargestellten Zeitpunkt tritt der Ultraschallpuls 5 erneut auf. Diese Situation kann beispielsweise eintreten, wenn das mit dem Abstandsensor 1 versehene Fahrzeug an einer Reihe von entlang einer Fahrbahn angeordneten Pfosten entlangfährt.
  • Im Vergleich zu dem in 2 dargestellten Zeitpunkt hat sich der Abstand zwischen dem Objekt 4 und dem Ultraschallwandler 2 zu dem in 3 dargestellten Zeitpunkt bereits etwas verringert. Dementsprechend ist der Ultraschallpuls 5 etwas zu kleineren Abständen hin gewandert und weist im Vergleich zu dem Ultraschallpuls 5 aus 2 eine etwas höhere Signalstärke auf. Außerdem liegen die dem Ultraschallpuls 5 zugeordneten Messwerte 20 oberhalb der Objektgrenzwertkurve 23, die im Vergleich zur Objektgrenzwertkurve 23 aus 2 im Bereich des Ultraschallpulses 5 alterungsbedingt deutlich abgesenkt worden ist, so dass der Ultraschallpuls 5 detektiert werden kann.
  • Die vom Mikrocontroller 11 ausgeführten Verfahrensschritte zur Detektion des Ultraschallpulses 5 sowie zur Anpassung der Referenzwertkurve 21 seien im Folgenden anhand der 4 bis 6 näher erläutert.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines vom Mikrocontroller 11 ausgeführten Programms usISR zur Ermittlung der Ultraschallpulse 5. Das Programm usISR umfasst einen anfänglichen Programmteil, in dem hier nicht im Einzelnen beschriebene Verfahrensschritte ausgeführt werden. Beispielsweise können die Werte der aktuellen Referenzwertkurve 21 aus der Speichereinheit 12 ausgelesen werden. Auf den anfänglichen Programmteil 25 erfolgt ein Überprüfungsschritt 26, in dem überprüft wird, ob der i-te Messwert 20 größer als ein zugeordneter Referenzwert 13 der Referenzwertkurve 21 zuzüglich eines Offsets GOOD ist. Wenn dies nicht der Fall ist, werden Verfahrensschritte 27 ausgeführt, die ausgeführt werden müssen, wenn der Ultraschallpuls 5 in der Messwertreihe 10 nicht ermittelt worden ist. Die Verfahrensschritte 27 sind in 4 nicht im Einzelnen dargestellt. Im Rahmen dieser Verfahrensschritte 27 kann beispielsweise der Zähler i für die Messwerte 20 inkrementiert werden. Im Ergebnis werden die Verfahrensschritte 27 ausgeführt, wenn das Objekt 4 nicht gefunden wird (= target not found).
  • Falls dagegen der i-te Messwert 20 größer als der zugeordnete Referenzwert 13 zuzüglich eines Offsets GOOD ist, werden Verfahrensschritte 28 ausgeführt, die in 4 ebenfalls nicht im Einzelnen dargestellt sind. Diese Verfahrensschritte 28 stehen im Zusammenhang mit der Erfassung des Ultraschallpulses 5 und können beispielsweise Verfahrensschritte umfassen, mit denen der Abstand zwischen dem Ultraschallwandler 2 und dem Objekt 4 festgestellt wird. Im Ergebnis werden daher die Verfahrenschritte 28 ausgeführt, wenn das Objekt 4 gefunden wird (= target found).
  • Den Verfahrensschritten 27 und 28 folgt schließlich ein abschließender Programmteil 29, dessen Verfahrensschritte ebenfalls nicht im Einzelnen dargestellt sind.
  • In den 5 und 6 ist ein Ablaufdiagramm einer Prozedur eines Computerprogramms dargestellt, das vom Mikrocontroller 11 ausgeführt wird und der Überprüfung und Anpassung der Referenzwertkurve 21 dient. Die Übergänge zwischen dem in 5 dargestellten Teil des Ablaufdiagramms und dem in 6 dargestellten Teil des Ablaufdiagramms werden dabei durch die Sprungmarkierungen "loop", "aging" und "done" markiert.
  • Die in den 5 und 6 dargestellte Prozedur usAdaptiveTrigger() beginnt mit einer Schleifenabfrage 30, mit der die einzelnen Messwerte 20 der Messwertreihe 10 abgearbeitet werden. Der Schleifenabfrage 30 folgt ein Überprüfungsschritt 31, in dem überprüft wird, ob der jeweilige Messwert 20, insbesondere der Messwert SAMPLE[i] größer als die Summe eines zugeordneten Referenzwerts REFERENCE[i] mit einem Offset ADAPT ist. Falls der Messwert SAMPLE[i] kleiner als die Summe des zugeordneten Referenzwerts REFERENCE[i] und des Offsets ADAPT ist, wird, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben, ein Alterungszähler inkrementiert. Anderenfalls folgt ein weiterer Überprüfungsschritt 32, in dem festgestellt wird, ob es sich bei dem Messwert SAMPLE[i] um ein lokales Maximum handelt. Falls es sich bei dem Messwert SAMPLE[i] um kein lokales Maximum handelt, wird der Alterungszähler inkremen tiert. Falls es sich dagegen um ein lokales Maximum handelt, wird in einem weiteren Überprüfungsschritt 33 überprüft, ob der Messwert SAMPLE[i] kleiner als die Summe eines zugeordneten Referenzwerts REFERENCE[i] und eines Offsets STRONG ist und ob der aktuelle zugeordnete Referenzwert REFERENCE[i] kleiner einem Maximalwert MAX ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird der Alterungszähler wie bei den beiden vorhergehenden Überprüfungsschritten 31 und 32 inkrementiert.
  • Durch die Überprüfungsschritte 31 bis 33 wird sichergestellt, dass nur dann eine Anpassung der Referenzwertkurve 21 stattfindet, wenn sich ein Messwert SAMPLE[i] in einem Wertebereich zwischen REFERENCE[i] plus ADAPT und REFERENCE[i] plus STRONG befindet, da der Offset STRONG in der Regel größer als der Offset ADAPT ist. Außerdem wird durch den Überprüfungsschritt 32 bewirkt, dass die Adaption der Referenzwertkurve 21 nur für lokale Maxima der Messwertreihe 10 durchgeführt wird.
  • Dem Überprüfungsschritt 33 folgt eine Schleifenabfrage 34, durch die ein Bereich um den aktuellen Messwert SAMPLE[i], nämlich sämtliche Messwerte 20 zwischen j = i – BOUNDARY und j = i + BOUNDARY abgearbeitet werden. Innerhalb der Schleife befindet sich ein Überprüfungsschritt 35, in dem überprüft wird, ob der benachbarte Grenzwert REFERENCE[j] kleiner der Summe des zentralen Referenzwerts REFERENCE[i] und einem Offset ADAPTION VALUE ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird der Alterungszähler inkrementiert. Anderenfalls wird der benachbarte Referenzwert REFERENCE[j] um den Wert ADAPTION_VALUE erhöht und der zugeordnete Referenzzähler REFERENCE_AGE[j] auf Null zurückgesetzt. Letzteres erfolgt in einem Erhöhungsschritt 36.
  • Es sei angemerkt, dass der Erhöhungsschritt beim zentralen Messwert SAMPLE[i] unabhängig vom Ergebnis des Überprüfungsschritts 35 erfolgt.
  • In 6 ist die Alterung der Referenzwerte dargestellt. In einem ersten Überprüfungsschritt 37 wird festgestellt, ob das Referenzalter REFERENCE_AGE[i] ein Höchstalter AGEING_CYCLE überschritten hat. Falls dies nicht der Fall ist, wird das Referenzalter REFERENCE_AGE[i] in einem Inkrementierungsschritt 38 inkrementiert. Anderenfalls erfolgt ein weiterer Überprüfungsschritt 39, in dem überprüft wird, ob vom Referenzwert REFERENCE[i] der Betrag AGEING_DECREMENT abgezogen werden kann, ohne dass ein Minimalwert für den Referenzwert REFERENCE[i] unterschritten wird. Falls dies doch der Fall sein sollte, wird in einem Verfahrensschritt 40 das Referenzalter REFERENCE_AGE[i] gleich Null gesetzt und der Referenzwert REFERENCE[i] auf den Minimalwert gesetzt. Anderenfalls wird in einem weiteren Verfahrensschritt 41 vom Referenzwert REFERENCE[i] der Betrag AGEING_DECREMENT abgezogen und das Referenzalter REFERENCE_AGE[i] auf Null zurückgesetzt.
  • Es sei angemerkt, dass die Verfahrensparameter ADAPT, STRONG, ADAPTION_VALUE, AGEING_CYCLE und AGEING_DECREMENT sowie MIN, MAX und BOUNDARY auch vom Messwertindex i abhängen können, so dass für unterschiedliche Entfernungen unterschiedliche Parameter gelten.
  • Weiterhin können die Offsets ADAPT, STRONG und GOOD auch durch Faktoren ersetzt werden, mit denen der zugeordnete Referenzwert der Referenzwertkurve 21 oder die Messwerte 20 der Messwertreihe 10 multipliziert werden. Daneben ist es auch möglich, die Anpassungsfaktoren auf die Differenz zwischen Referenzwert REFERENCE[i] und dem zugeordneten Messwert SAMPLE[i] anzuwenden. Es ist zu erwarten, dass dadurch die Adaption an das Rauschniveau mit größerer Genauigkeit gelingt. Allerdings sind dann Berechnungen mit Gleitkommazahlen nötig, die in Mikrocontrollern 11 zu erheblichen Rechenzeiten führen.
  • Die hier beschriebene Vorrichtung und das hier beschriebene Verfahren weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Bei der Vorrichtung und dem Verfahren werden ausschließlich die Eigen schaften der Messwertreihe 10 zur Bestimmung der Referenzwertkurve 21 herangezogen. Insofern kann auf weitere Sensoren zur Bestimmung der Luftdämpfung verzichtet werden. Ferner findet eine Anpassung der Referenzwertkurve 21 an die tatsächlichen Umweltbedingungen unabhängig von deren Zustandekommen statt. Ein weiterer Vorteil ist, dass das erzielbare Signal-Rausch-Verhältnis optimal ausgenutzt wird, da die Werte der Referenzwertkurve 21 immer nur so hoch wie aktuell nötig eingestellt werden. Daher braucht auch kein Sicherheitsabstand für eventuell schlechtere Umweltbedingungen eingehalten zu werden. Infolgedessen können auch große Reichweiten erzielt werden.
  • Abschließend sei darauf hingewiesen, dass Merkmale und Eigenschaften, die im Zusammenhang mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, auch mit einem anderen Ausführungsbeispiel kombiniert werden können, außer wenn dies aus Gründen der Kompatibilität ausgeschlossen ist.
  • Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung der Singular den Plural einschließt, außer wenn sich aus dem Zusammenhang etwas anderes ergibt. Insbesondere wenn der unbestimmte Artikel verwendet wird, ist sowohl der Singular als auch der Plural gemeint.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4338743 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Entfernungsbestimmung mithilfe von pulsmodulierten Schallsignalen (3, 5), bei dem die Schallsignale (3) von einem Schallwandler (2) ausgesandt und die von einem Objekt (4) zurückgeworfenen Schallsignale (5) vom Schallwandler (2) empfangen werden und bei dem von einer dem Schallwandler (2) nachgeordneten Steuereinheit (11) die Laufzeit der Schallsignale (3, 5) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Schallwandler (2) erzeugtes Eingangssignal (6) in eine Zeitreihe (10) von Messwerten (20) gewandelt wird, die zur Detektion einer Objektsignatur, die auf vom Objekt (4) zurückgeworfenen Schallsignalen (5) beruht, auf das Überschreiten von Objektgrenzwerten (23) überprüft werden, die den Messwerten (20) zugeordnet werden und die an die Rauschpegel der Messwerte (20) dynamisch angepasst werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzwerte mit einer Zeitkonstanten an den Rauschpegel der Messwerte (20) angepasst werden, die größer als die Zeitkonstante für das Auftreten von Objektsignaturen in der Zeitreihe (10) von Messwerten (20) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Objektgrenzwerte (23) mithilfe von unterhalb der Objektgrenzwerte liegenden Rauschgrenzwerten (22) durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektgrenzwerte (23) und die Rauschgrenzwerte (22) auf gemeinsame Referenzgrenzwerte bezogen werden und dass die Referenzgrenzwerte (21) mithilfe von Rauschgrenzwerten (22) an den Rauschpegel der Messwerte (20) angepasst werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Objektgrenzwert (23) erhöht wird, wenn ein zugeordneter Messwert (20) oberhalb eines zugeordneten Rauschgrenzwerts (22) liegt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Objektgrenzwert (23) abgesenkt wird, wenn ein zugeordneter Messwert (20) unterhalb eines zugeordneten Rauschgrenzwerts (22) liegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Objektgrenzwert (23) abgesenkt wird, wenn ein Alterungszähler eine vorbestimmte Altersgrenze erreicht.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein einem Messwert (20) zugeordneter Alterungszähler erhöht wird, wenn der Objektgrenzwert (23) bei seiner Überprüfung unverändert belassen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Alterungszähler zurückgesetzt wird, wenn der Objektgrenzwert (23) verändert wird.
  10. Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung mithilfe von pulsmodulierten Schallsignalen (3, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet ist.
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