DE102007042395A1 - Portable radar environment monitoring device for visually impaired human, has signal processing unit designed according to similarity criteria to examine existence of similarity between electrical signal sequence and sequence samples - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät und ein Verfahren zur Untersuchung der Umgebung.The This invention relates to a radar environmental examination apparatus and a method for studying the environment.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Es gibt viele Anwendungen, bei denen es hilfreich ist, Informationen über die Umgebung zu gewinnen. Ein wichtiges Gebiet ist die Unterstützung von sehbehinderten Menschen. Sie können durch ein Gerät, welches Information über die Gestalt der Umgebung ausgibt, unterstützt werden. Dazu sind Geräte bekannt, welche z. B. Abstände zu Gegenständen messen und diese über ein Tonsignal ausgeben. Die Variation der Tonhöhe ist dabei ein Maß für die Entfernung des nächsten Gegenstands.It There are many applications where it is helpful to get information about to win the environment. An important area is the support of visually impaired people. You can through a device which gives information about the shape of the environment, get supported. For this purpose devices are known which z. B. measure distances to objects and output this via a sound signal. The variation of pitch is a measure of the distance of the next Object.
Für die Messungen, die im Rahmen dessen gemacht werden, gibt es verschiedene Ansätze. Es gibt die Möglichkeit Ultraschallmessungen für die Bestimmung der Entfernung von Gegenständen durchzuführen. Diese haben allerdings den Nachteil, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall gering ist, und damit die Messungen eine große Verzögerung haben. Weiterhin sind Ultraschallmessungen anfällig für Störungen durch Schall aus der Umgebung. Eine Verbesserung schaffen Geräte, die optische Messungen durchführen, weil optische Messungen schneller sind. Optische Messungen sind jedoch störanfällig für Licht aus der Umgebung und können durch eine trübe Atmosphäre zwischen Messgerät und Gegenstand gestört werden.For The measurements made in the framework of it are different Approaches. There is the possibility ultrasound measurements for determining the distance of objects perform. However, these have the disadvantage that the Propagation speed of sound is low, and thus the Measurements have a big delay. Farther Ultrasonic measurements are susceptible to interference by sound from the environment. An improvement to create devices, perform the optical measurements because optical measurements are faster. However, optical measurements are prone to failure for light from the environment and can through a cloudy atmosphere between meter and Subject to be disturbed.
Aus
der
Der Nachteil der beschriebenen elektronischen Sehhilfe ist, dass der Benutzer der Sehhilfe nur über Abstände zu nächsten Gegenständen in einer jeweiligen, momentanen Abtastrichtung informiert wird. Der Benutzer erhält keine Orientierungshilfe, die über die Abstände zu den nächsten Objekten in der Umgebung hinausgeht.Of the Disadvantage of the described electronic vision aid is that of Users of the visual aid only over distances to next Objects in a respective, current scanning direction is informed. The user receives no guidance, the over the distances to the next Objects in the environment goes beyond.
Offenlegung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist daher Aufgabe der Erfindung die oben genannten Nachteile teilweise oder gänzlich zu überwinden.It is therefore an object of the invention, the above-mentioned disadvantages partially or completely overcome.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, durch ein tragbares Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät mit
- – einem Radar-Frontend zum Aussenden von Radarstrahlung und zum Empfangen eines Radarechos, einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Ausga besignalen, und einer Signalverarbeitungseinheit, die mit dem Radar-Frontend und der Ausgabeeinheit verbunden ist, gelöst, wobei
- – das Radar-Frontend ausgebildet ist, eine räumliche Umgebung durch Aussenden von Radarwellen abzutasten und den empfangenen Radarechos entsprechende elektrische Signalsequenzen zu erzeugen und auszugeben,
- – die Signalverarbeitungseinheit Zugriff auf eine geräteinterne oder geräteexterne Speichereinheit hat, die ausgebildet ist, eine Vielzahl von voraufgezeichneten elektrischen Signalsequenz-Mustern zu speichern, die jeweils einem für eine jeweilige räumliche Umgebung charakteristischen Radarecho entsprechen, und den Signalsequenz-Mustern jeweils zugeordnete Ausgabesignale zu speichern, die bei einer Ausgabe über die Ausgabeeinheit die betreffenden Umgebungen für einen Benutzer wahrnehmbar identifizieren,
- – die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet ist, nach vordefinierten Ähnlichkeitskriterien das Vorliegen einer Ähnlichkeit zwischen der vom Radar-Frontend empfangenen elektrischen Signalsequenz und den in der Speichereinheit abgelegten Signalsequenz-Mustern zu prüfen und bei Vorliegen einer Ähnlichkeit die Speichereinheit zur Ausgabe des dem betreffenden Signalsequenz-Muster zugeordneten Ausgabesignals an die Ausgabeeinheit zu veranlassen.
- A radar front-end for emitting radar radiation and for receiving a radar echo, an output unit for outputting output signals, and a signal processing unit connected to the radar front-end and the output unit, wherein
- The radar front-end is designed to scan a spatial environment by emitting radar waves and to generate and output electrical signal sequences corresponding to the received radar echoes,
- The signal processing unit has access to an in-memory or out-of-memory storage unit configured to store a plurality of prerecorded electrical signal sequence patterns, each corresponding to a radar echo characteristic of a particular spatial environment, and to store respective output signals associated with the signal sequence patterns, which, in the case of an output via the output unit, perceptibly identify the environments in question for a user,
- - The signal processing unit is adapted to check according to predefined similarity criteria, the presence of a similarity between the received from the radar front end electrical signal sequence and stored in the memory unit signal sequence patterns and, if a similarity, the memory unit for outputting the signal sequence pattern associated output signal to cause to the output unit.
Der technische Effekt dieses Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts ist, dass es bekannte Umgebungen wiedererkennen kann und dadurch den Benutzer mit einem die Umgebung charakterisierenden Ausgabesignal versorgen kann, welches die Umgebung für den Benutzer wahrnehmbar identifiziert. Das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ist erfindungsgemäß so klein und leicht gestaltet, dass es vom Benutzer getragen werden kann.Of the technical effect of this Radar Environment Examiner is that it can recognize known environments and thereby the User with an output characterizing the environment which environment is perceived by the user identified. The Radar Environment Examiner is According to the invention designed so small and light that it can be worn by the user.
Der Benutzer kann sich so mit Hilfe des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts räumlich orientieren, weil das Ausgabesignal die Information beinhaltet, wo er sich momentan befindet. Diese Information kann in verschiedener Form für den Benutzer verständlich kodiert sein. So kann die Information durch Töne, Geräu sche, Sprach- oder haptisch wahrnehmbare Signale kodiert sein. Dies ist für einen sehbehinderten Benutzer günstig. Weiterhin ist eine optische Ausgabe des Ausgabesignals möglich. Dafür wäre eine Projektion des Ausgabesignals in einer Brille möglich. Wichtig ist dabei, dass der Benutzer ein jeweiliges Ausgabesignal mental mit einer Umgebung verbindet.The user can thus orientate himself spatially with the aid of the radar environment examination apparatus because the output signal contains the information as to where he is at the moment. This information may be intelligibly coded in various forms for the user. Thus, the information may be coded by sounds, noise, speech or haptic perceptible signals. This is convenient for a visually impaired user. Furthermore, an optical output of the output signal is possible. For a projection of the output signal would be in one Glasses possible. It is important that the user connects a respective output signal mentally with an environment.
Vorzugsweise ist das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät so klein und leicht gestaltet, dass es am Kopf des Benutzers befestigt werden kann. Das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät kann auch aus zwei Teilen bestehen, von denen ein Teil, der das Radar-Frontend enthält, am Kopf des Benutzers befestigbar ist, und der andere Teil, der eine Energieversorgung des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts, wie eine Batterie, enthält, an einer anderen Körperstelle des Benutzers, wie am Rücken oder am Gürtel, befestigbar ist.Preferably the Radar Environment Examiner is so small and lightly designed so that it can be attached to the user's head. The Radar Environment Examiner may also consist of two Parts of which a part containing the radar frontend, fastened to the head of the user, and the other part, the one Power supply of the radar environmental examination apparatus, as a battery contains, at another body site the user, as on the back or on the belt, fastened is.
Das Wiedererkennen der Umgebung wird vorzugsweise mit einer bekannten Art der Mustererkennung durchgeführt. Dazu prüft die Signalverarbeitungseinheit mit Hilfe eines Mustererkennungsverfahrens, ob eine Ähnlichkeit zwischen der momentanen elektrischen Signalsequenz und einem gespeicherten Signalsequenz-Muster besteht.The Recognition of the environment is preferably done with a known one Type of pattern recognition performed. To do this checks the signal processing unit by means of a pattern recognition method, whether a similarity between the current electrical Signal sequence and a stored signal sequence pattern exists.
Beispiele für bekannte Mustererkennungsverfahren sind Spracherkennung, optische Zeichenerkennung, Objekterkennung, Gesichtserkennung oder auch Fingerabdruckerkennung. Die Mustererkennung gehört zum Bereich der künstlichen Intelligenz und wird bevorzugt digital durchgeführt.Examples known pattern recognition methods include speech recognition, optical character recognition, object recognition, face recognition or also fingerprint recognition. The pattern recognition belongs to the field of artificial intelligence and is preferred digitally performed.
Deshalb ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Signalverarbeitungseinheit eine digitale Signalverarbeitungseinheit und die elektrischen Signalsequenzen sind digitalisierte Signalsequenzen. Das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät enthält daher zwischen dem Radar-Frontend und der Signalverarbeitungseinheit einen Analog-Digital-Wandler, der die Signalsequenzen des Radar-Frontends digitalisiert.Therefore In a preferred embodiment, the signal processing unit a digital signal processing unit and the electrical signal sequences are digitized signal sequences. The Radar Environment Examiner contains therefore between the radar front end and the signal processing unit an analog-to-digital converter that captures the signal sequences of the radar front-end digitized.
Dabei sind die in der Speichereinheit abgelegten Signalsequenz-Muster Abbildungen der elektrischen Signalsequenzen. Vorzugsweise sind die Signalsequenz-Muster vereinfachte Abbildungen der elektrischen Signalsequenzen. Ein Entfernungsprofil der Umgebung ist eine Abbildung der elektrischen Signalsequenzen, welches sich für das Wiedererkennen der Umgebung durch ein Mustererkennungsverfahren eignet. Ein Entfernungsprofil ist eine Signalsequenz, die Entfernungen zu Objekten in der Umgebung als Information enthält.there are the signal sequence patterns stored in the memory unit Pictures of the electrical signal sequences. Preferably the signal sequence patterns simplified pictures of the electrical Signal sequences. A distance profile of the environment is an illustration the electrical signal sequences, which stands for the Recognition of the environment through a pattern recognition process suitable. A distance profile is a signal sequence, the distances to objects in the environment as information.
Die Mustererkennung arbeitet bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Klassifikation. Dazu werden die digitalisierten elektrischen Signalsequenzen mit der Signalverarbeitungseinheit geeignet vereinfacht und mit den vereinfachten Signalsequenz-Mustern in der Speichereinheit verglichen. Die Signalverarbeitungseinheit findet dann Übereinstimmungen zwischen den vereinfachten elektrischen Signalsequenzen und den Signalsequenz-Mustern. Bei einem gewissen vorbestimmten Grad der Übereinstimmung klassifiziert die Signalverarbeitungseinheit die momentane elektrische Signalsequenz als einem bekannten Signalsequenz-Muster zugehörig und gibt das zugeordnete Ausgangssignal aus.The Pattern recognition works in a particularly preferred embodiment with classification. These are the digitized electrical signal sequences appropriately simplified with the signal processing unit and with compared to the simplified signal sequence patterns in the storage unit. The signal processing unit then finds matches between the simplified electrical signal sequences and the Signal sequence patterns. At a certain predetermined degree of agreement classifies the signal processing unit the current electrical Signal sequence as a known signal sequence pattern associated and outputs the assigned output signal.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet, bei der Mustererkennung die Signalsequenz mit den Signalsequenz-Mustern zu korrelieren.In In one embodiment, the signal processing unit formed in the pattern recognition, the signal sequence with the signal sequence patterns to correlate.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel führt die Signalverarbeitungseinheit die Klassifikation mit einem Algorithmus aus, der auf künstlichen neuronalen Netzen basiert.In In a preferred embodiment, the Signal processing unit the classification with an algorithm based on artificial neural networks.
Das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ist bei einer Ausführungsform ausgebildet, als Ausgabesignal ein Sprachsignal mit gesprochener Sprache auszugeben, wobei das Sprachsignal einen die Umgebung charakterisierenden Inhalt hat. Damit kann das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die Umgebung benennen. Das Ausgabesignal identifiziert dabei die Umgebung für den Benutzer wahrnehmbar.The Radar environment examiner is in one embodiment formed as output signal a speech signal with spoken language output, wherein the speech signal characterizing the environment Content has. Thus, the radar environment examination device, the Name the environment. The output signal identifies the environment perceptible to the user.
Die Umgebungserkennung soll im folgenden anhand eines Beispiels erläutert werden. In der Speichereinheit sind bekannte elektrische Signalsequenzen abgelegt, die charakteristisch für einen Raum sind, der in diesem Beispiel mit Wohnzimmer bezeichnet wird. Wenn der Benutzer des Radar-Umgebungs-Unter suchungsgeräts diesen Raum betritt, scanned das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die Umgebung, erstellt ein Entfernungsprofil des Raums und vergleicht die elektrischen Signalsequenzen des gemessenen Entfernungsprofils mit den in der Speichereinheit abgelegten Signalsequenz-Mustern elektrischer Signalsequenzen von Entfernungsprofilen. Das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät stellt dabei eine Ähnlichkeit eines Signalsequenz-Musters in der Speichereinheit mit dem aktuell gemessenen Signalsequenz-Muster des Entfernungsprofils fest. Daraufhin gibt das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ein diesem Signalsequenz-Muster zugeordnetes Ausgabesignal aus, das in diesem Beispiel ein Sprachsignal mit dem Inhalt „Wohnzimmer" ist.The Environment detection is explained below with an example become. In the memory unit are known electrical signal sequences filed, which are characteristic of a room, the in this example is called living room. If the user Radar Environmental Examiner enters this room, scanned the Radar Environment Examiner creates the environment a distance profile of the room and compares the electrical Signal sequences of the measured distance profile with those in the Memory unit stored signal sequence patterns of electrical signal sequences of distance profiles. The Radar Environment Examiner represents a similarity of a signal sequence pattern in the memory unit with the currently measured signal sequence pattern of the distance profile. Then there is the Radar Environment Examiner an output signal associated with this signal sequence pattern, in this example a voice signal with the content "living room" is.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ausgebildet, beim Wiedererkennen der Umgebung Objekte in der Umgebung wiederzuerkennen. Diese Objekte sind üblicherweise Möbel oder Gebrauchsgegenstände. Beispiele für Gebrauchsgegenstände sind Tassen, Teller, Schuhe und sonstige Haushaltsartikel. Weitere Objekte, die erkannt werden, können Ampeln, Eingangstüren oder Fahrzeuge sein. Die Art der Objekte, welche erkannt werden, richtet sich dabei nach dem Nutzen für den Benutzer.In one embodiment, the radar environmental examiner is configured to recognize objects in the environment when recognizing the environment. These objects are usually furniture or commodities. Examples of everyday objects are cups, plates, shoes and other household items. Other objects that can be detected can be traffic lights, on gangways or vehicles. The type of objects that are detected depends on the benefit to the user.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ausgebildet, sequentiell einen Abstrahlwinkelbereich mit einem Abtaststrahl zu überstreichen. Dieser Vorgang wird üblicherweise mit scannen bezeichnet. Das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät bündelt dazu beim Aussenden von Radarstrahlung die Radarwellen zu einem Abtaststrahl mit geringem Öffnungswinkel. Der Abtaststrahl wird dann horizontal oder/und vertikal über einen Winkelbereich über die Umgebung geführt. Dazu ist das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ausgebildet, eine Strahlrichtung des Abtaststrahls zu verändern. Bekannte Möglichkeiten zur Strahlführung sind z. B. Strahlführung mittels einer Phased-Array-Antenne. Diese besteht aus mehreren Antennen-Elementen. Die Strahlrichtung und das Maß der Bündelung können bei dieser Antennenart elektronisch gesteuert werden. Die Bündelung und Strahlführung wird durch Interferenz erzielt. Einzelne Antennen-Elemente werden zur Strahlführung mit unterschiedlicher Phasenlage eines Sendesignals angesteuert. Dazu hat das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät vorzugsweise mehrere Phasenschieber, mit welchen das Sendesignal in seiner Phasenlage für jedes Antennen-Element verschoben wird.at a particularly preferred embodiment is the radar environment examination device formed, sequentially a Abstrahlwinkelbereich with a scanning beam to paint over. This process is usually referred to as scanning. The Radar Environment Examiner bundles the radar waves when sending radar radiation to a scanning beam with a small opening angle. Of the Scanning beam then becomes horizontal or / and vertical an angle range over the environment out. For this purpose, the radar environmental examination device is designed, a To change the beam direction of the scanning beam. Known Possibilities for beam guidance are z. B. beam guidance by means of a phased array antenna. This consists of several antenna elements. The Beam direction and the degree of bundling can electronically controlled in this type of antenna. The bundling and beam guidance is achieved by interference. Separate Antenna elements are used for beam guidance with different Phase of a transmission signal driven. To do this, the Radar Environment Examiner has preferably a plurality of phase shifters with which the transmission signal shifted in its phase position for each antenna element becomes.
Das zurückgestreute Radarecho wird dann von der selben oder einer zweiten Empfangsantenne empfangen. Eine andere Möglichkeit der Strahlführung ist eine schwenkbare Parabolantenne. Der Vorteil des Einsatzes einer Phased-Array-Antenne ist, dass sich der Strahl sehr schnell schwenken lässt und keine beweglichen Teile notwendig sind.The backscattered radar echo is then from the same or receive a second receiving antenna. Another possibility The beam guide is a pivotable parabolic antenna. The advantage of using a phased array antenna is that the beam can be swiveled very fast and no moving Parts are necessary.
Das Bestimmen der Entfernungen für das Entfernungsprofil kann bekannter Maßen im Pulsbetrieb des Radars mittels einer Signallaufzeitmessung oder im Dauerstrichbetrieb mit Frequenzmodulation geschehen. Dem Fachmann sind die Radar-Entfernungs-Messmethoden bekannt.The Determining the distances for the distance profile can known dimensions in the pulse mode of the radar by means of a Signal runtime measurement or in continuous wave mode with frequency modulation done. The person skilled in the radar distance measuring methods are known.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel arbeitet das Radar-Frontend im Dauerstrichbetrieb und das Radarsignal wird mit einem Sägezahn-Signal moduliert. Für den Dauerstrichbetrieb sind zwei Antennen notwendig. Im Dauerstrichbetrieb sendet ein Radargerät kontinuierlich und empfängt kontinuierlich die Radarechos. Ein Vorteil beim Dauerstrichbetrieb ist, dass auch die Geschwindigkeit eines Objektes gemessen werden kann, das die Radarstrahlung zurückstreut. Die Geschwindigkeitsmessung basiert dabei auf einer Frequenzverschiebungsmessung auf Grund des Doppler-Effekts. Die Geschwindigkeitsmessungen können die Umgebungserkennung unterstützen. Z. B. wäre ein Erkennungsmerkmal für eine Umgebung „Straße", dass sich viele Objekte, wie Pkws bewegen. Andererseits könnte, wenn sich die gesamte Umgebung bewegt erkannt werden, dass sich der Benutzer in einem Fahrzeug befindet und als Ausgabesignal könnte eine Information über die Relativgeschwindigkeit ausgegeben werden. Dies ist insbesondere sinnvoll, da sich Geschwindigkeiten in Inertialsystemen nicht unmittelbar fühlen lassen, im Gegensatz zu Beschleunigung.at In a preferred embodiment, the radar frontend operates in continuous wave mode and the radar signal is transmitted with a sawtooth signal modulated. For continuous wave operation, there are two antennas necessary. In continuous wave operation sends a radar device continuously and continuously receives the radar echoes. One benefit of CW operation is that it also speeds up An object can be measured, which scatters back the radar radiation. The speed measurement is based on a frequency shift measurement due to the Doppler effect. The speed measurements can support the environment detection. For example, would be a distinctive feature of a "road" environment, that many objects, such as cars move. On the other hand, When the entire environment moves, it will be recognized the user is in a vehicle and could as an output signal issued information about the relative speed become. This is especially useful because speeds in inertial systems do not feel directly, im Contrast to acceleration.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts ist die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet, der Ausgabeeinheit ein Ausgabesig nal zuzuleiten, das mit der Entfernung zu einem in Richtung einer Abtastrichtung und in Reichweite des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts liegenden, nächsten Gegenstand variiert.at an embodiment of the radar environment examination apparatus the signal processing unit is formed, the output unit to supply an output signal that matches the distance to an in Direction of a scan direction and within range of the Radar Environment Examiner lying, next object varies.
Der technische Effekt dieses Ausführungsbeispiels ist, dass eine Kombination aus Umgebungserkennung und einer direkten Abstandsbestimmung erreicht wird. Die Variation eines Teils des Ausgabesignals basiert dabei auf der Abstandsbestimmung.Of the technical effect of this embodiment is that a combination of environment detection and direct distance determination is reached. The variation of a part of the output signal is based while on the distance determination.
Die Ausgabe des Ausgabesignals der Umgebungserkennung kann gleichzeitig mit dem Ausgabesignal der Abstandsbestimmung erfolgen. Z. B. kann ein Ton der mit der Entfernung des nächsten Gegenstands in seiner Tonhöhe variiert werden, und gleichzeitig kann mit einem Sprachsignal die Umgebung benannt werden. Es ist auch denkbar, dass ein bestimmter Klangteppich, wie ein Rauschen, eine bestimmte Musik, etc., einer bestimmten Umgebung zugeordnet und ausgegeben wird.The Output of the environmental detection output signal can be simultaneous done with the output signal of the distance determination. For example, a can Sound with the distance of the next object in its pitch can be varied, and at the same time can be with a voice signal the environment will be named. It is also conceivable that a certain sound carpet, such as a noise, has a certain Music, etc., assigned to a specific environment and output becomes.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Abtastrichtung eine frontale Richtung. Die frontale Richtung steht bei einer Phased-Array-Antenne, welche als Fläche ausgebildet ist, senkrecht auf dieser Fläche. Vorzugsweise ist die frontale Richtung die Blickrichtung des Benutzers. Der Abtaststrahl kann stark gebündelt sein, um auch Abstände zu kleinen Objekten detektieren zu können.at In one embodiment, the scanning direction is a frontal Direction. The frontal direction is with a phased array antenna, which is designed as a surface, perpendicular to this Area. Preferably, the frontal direction is the viewing direction the user. The scanning beam can be highly concentrated, to be able to detect distances to small objects.
Bei einer Ausführungsform wird die Abtastrichtung beim Überstreichen des Winkelbereichs mit dem Abtaststrahl mitüberstrichen. Der Abstand in der frontalen Richtung ist damit nach jedem scannen des Winkelbereichs bekannt und kann von der Signalverarbeitungseinheit zur Erzeugung des variierenden Ausgangssignals genutzt werden.at In one embodiment, the scan direction is swept of the angular range with the scanning beam. The distance in the frontal direction is thus after each scan of the Angular range known and can by the signal processing unit be used to generate the varying output signal.
Bei einer alternativen Ausführungsform besitzt das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ein zweites Radar-Frontend für das Abtasten der Entfernung zum nächsten Gegenstand in frontaler Richtung. Bei dieser Ausführungsform kann das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die Abstandsmessungen in frontaler Richtung kontinuierlich durchführen.In an alternative embodiment, the radar environment survey device has a second radar front-end for scanning the distance to the next object in the frontal direction. In this embodiment, the radar environment survey device may measure the distance Perform measurements in a frontal direction continuously.
Die Kombination der Abstandsmessung mit der Umgebungserkennung hat den Vorteil, dass verschiedene Betriebsmodi der Abstandsmessungen angepasst an die jeweilige Umgebung, automatisch eingestellt werden können. Z. B. kann, wenn sich der Benutzer draußen befindet und die Umgebung als „draußen" erkannt wurde, ein Betriebsmodus eingestellt werden, bei welchem bei der Abstandsmessung ein Abtaststrahl mit einem größeren Öffnungswinkel verwendet wird, als wenn der Benutzer in einem Raum ist. Dann könnte für die Abstandsmessung ein Abtaststrahl mit einem kleineren Öffnungswinkel verwendet werden. Dadurch wären im Raum kleinere Gegenstände detektierbar und draußen würde ein größeres Feld betrachtet.The Combining the distance measurement with the environment detection has the Advantage that different operating modes of the distance measurements adjusted to the respective environment, can be set automatically. For example, if the user is outside and the environment was recognized as "outside" Operating mode can be set, in which the distance measurement on Scanning beam used with a larger opening angle becomes as if the user is in a room. Then could for the distance measurement, a scanning beam with a smaller opening angle be used. This would mean smaller objects in the room detectable and outside would be a bigger one Field considered.
Bei einer Ausführungsform hat das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät eine Benutzerschnittstelle, die mit der Signalverarbeitungseinheit verbunden ist, und die Signalverarbeitungseinheit ist ausgebildet, auf Eingabe eines Benutzers in einem Lern-Betriebsmodus die momentane, elektrische Signalsequenz in ein für die Umgebung charakteristisches elektrisches Signalsequenz-Muster zu wandeln, die momentane elektrische Signalsequenz als neues Signalsequenz-Muster in der Speichereinheit abzulegen und ein dem Signalsequenz-Muster entsprechendes Ausgabesignal in der Speichereinheit zuzuordnen. Dadurch ist das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ausgebildet, eine die Umgebung charakterisierende Signalsequenz zur Wiedererkennung der Umgebung zu lernen.at In one embodiment, the radar environmental examiner has a user interface connected to the signal processing unit is, and the signal processing unit is adapted to input a user in a learning mode of operation the current, electrical Signal sequence in a characteristic of the environment electrical signal sequence pattern to transform the current electrical Store signal sequence as a new signal sequence pattern in the memory unit and an output signal corresponding to the signal sequence pattern in to allocate to the storage unit. This is the Radar Environment Examiner formed, a signal characterizing the environment signal sequence to learn to recognize the environment.
Der technische Effekt dieser Ausführungsform ist, dass nicht nur vordefinierte Umgebungen erkannt werden können, sondern das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät kann neue unbekannte Umgebungen zur Wiedererkennung dazulernen. Das Lernen ist ein bekanntes Verfahren bei der Mustererkennung. Die momentanen elektrischen Signalsequenzen können vor dem Ablegen als neues Signalsequenz-Muster komprimiert werden, oder auf Merkmale reduziert werden, oder vereinfacht werden. Das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät kann dann die neue Umgebung durch Mustererkennung klassifizieren.Of the technical effect of this embodiment is that not only predefined environments can be detected, but The Radar Environment Investigator can explore new unknown environments to learn to recognize. Learning is a well-known process in the pattern recognition. The current electrical signal sequences can be compressed as a new signal sequence pattern before dropping be reduced or reduced to features, or simplified. The Radar Environment Examiner can then do the new Classify environment by pattern recognition.
Das Lernen einer neuen Umgebung kann auch durch den Benutzer unterstützt werden, wenn dieser eine richtige Klassifikation bewertet, also in einer Probe phase die Klassifikation mehrmals lehrt. Solche Lernalgorithmen sind dem Fachmann bekannt.The Learning a new environment can also be supported by the user if this evaluates a correct classification, that is in a rehearsal phase the classification teaches several times. Such learning algorithms are known in the art.
Eine Eingabe des Benutzers kann ein Tastendruck oder ein Sprachlicher Steuerbefehl etc. sein. Die Benutzerschnittstelle kann also als Taster-Schalter oder z. B. als Spracherkennungsmodul ausgebildet sein.A Entering the user can be a keystroke or a linguist Control command, etc. The user interface can therefore be used as Pushbutton switch or z. B. formed as a speech recognition module be.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts ist die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet, es nach dem Ablegen eines neuen Signalsequenz-Musters in der Speichereinheit dem Benutzer zu ermöglichen, ein dem Signalsequenz-Muster entsprechendes Ausgabesignal auszuwählen und in der Speichereinheit dem Signalsequenz-Muster zuzuordnen.at a further embodiment of the radar environment examination apparatus If the signal processing unit is designed to store it after it has been deposited a new signal sequence pattern in the storage unit to the user to allow a signal sequence pattern corresponding Select output signal and in the memory unit the Assign signal sequence pattern.
Der technische Effekt dieser Ausführungsform ist, dass der Benutzer ein zur Umgebung passendes Ausgabesignal auswählen kann. Es wäre z. B. denkbar, dass der Benutzer in einem Hörmenü Auswahlmöglichkeiten für Ausgabesignale hat.Of the technical effect of this embodiment is that of User select an output signal suitable for the environment can. It would be z. B. conceivable that the user in a Listening menu choices for Has output signals.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts ist die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet, nach dem Ablegen eines neuen Signalsequenz-Musters im Speicher ein dem Signalsequenz-Muster entsprechendes Sprach-Ausgabesignal des Benutzers mit einer Aufnahmeeinrichtung aufzunehmen, in der Speichereinheit abzulegen und in der Speichereinheit dem neuen Signalsequenz-Muster zuzuordnen.at a preferred embodiment of the radar environment examination apparatus the signal processing unit is formed, after depositing a new signal sequence pattern in the memory a signal sequence pattern corresponding voice output signal of the user with a recording device to record, store in the storage unit and in the storage unit to associate with the new signal sequence pattern.
Der technische Effekt dieser Ausführungsform ist, dass der Benutzer ein sehr personalisiertes Ausgabesignal in Form eines selbst aufgenommenen Sprach-Ausgabesignals zum identifizieren einer vom Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät gelernten neuen Umgebung wählen kann. Der Vorteil dabei ist, dass der Benutzer ein Sprachsignal wählen kann, dass die Umgebung unmittelbar beschreibt. Beispiele für solche Sprach-Ausgabesignale sind Wohnzimmer, Eingang von Dr. K, Straßennamen und sonstige Ortsbezeichnungen.Of the technical effect of this embodiment is that of User a very personalized output signal in the form of a self recorded voice output signal for identifying a radar environment examination apparatus learned new environment can choose. The advantage here is that the user can choose a voice signal that immediately describes the environment. Examples of such Speech output signals are living room, entrance by dr. K, street name and other place names.
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät eine Sende-Empfangseinheit und ist die Speichereinheit als entfernte Da tenverarbeitungsanlage ausgebildet, die mit der Signalverarbeitungseinheit drahtlos verbunden ist, und die Signalverarbeitungseinheit ist ausgebildet, die elektrischen Signalsequenzen mit einer Sendeeinheit an eine Datenverarbeitungsanlage zu senden und mit einer Empfangseinheit ein den elektrischen Signalsequenzen zugeordnetes Ausgabesignal zu empfangen und an die Ausgabeeinheit zu übertragen.at An exemplary embodiment includes the radar environmental examination device a transceiver unit and the storage unit as remote As tenverarbeitungsanlage trained with the signal processing unit is wirelessly connected, and the signal processing unit is designed the electrical signal sequences with a transmitting unit to a Data processing system to send and with a receiving unit an output signal associated with the electrical signal sequences to receive and transmit to the output unit.
Der technische Effekt dieses Ausführungsbeispiels ist, dass die Signalverarbeitungseinheit des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts einfacher ausgeführt sein kann, weil die Signalsequenz-Mustererkennung in einer vom Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät entfernten Datenverarbeitungsanlage durchgeführt wird. Die entfernte Datenverarbeitungsanlage kann viel stärker in ihrer Rechenleistung sein als die Signalverarbeitungseinheit des tragbaren Teils des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts.The technical effect of this embodiment is that the signal processing unit of the radar environment inspection apparatus can be made simpler because the signal sequence pattern recognition is performed in a data processing equipment remote from the radar environment inspection apparatus. The remote data processing The system can be much more powerful in terms of computing power than the signal processing unit of the portable part of the radar environment examination device.
Die Signalverarbeitungseinheit kann die elektrischen Signalsequenzen vor dem versenden vereinfachen oder komprimieren oder eine Abbildung in einen Merkmalsraum berechnen, was einer Informationsreduktion gleichkommt.The Signal processing unit may be the electrical signal sequences before sending, simplify or compress or take a picture in calculate a feature space, which equates to an information reduction.
Ein weiter Vorteil ist, dass die Speicherkapazität der entfernten Datenverarbeitungsanlage viel höher sein kann, und damit mehr unterschiedliche Umgebungen abgespeichert und wiedererkannt werden können.One Next advantage is that the storage capacity of the remote Data processing system can be much higher, and with it stored and recognized more different environments can be.
Der Teil der Datenverarbeitungsanlage und der tragbare Teil des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts können bei einer Variante miteinander über übliche Mobilfunknetze kommunizieren. Damit kann das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät im gesamten Abdeckungsbereich des Mobilfunknetzes arbeiten.Of the Part of the data processing system and the portable part of the Radar Ambient Investigator can in a variant with each other via usual Mobile networks communicate. This allows the Radar Environment Examiner work in the entire coverage area of the mobile network.
Bei einem Ausführungsbeispiel können mehrere tragbare Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräte auf die selbe Datenverarbeitungsanlage zugreifen.at In one embodiment, a plurality of portable Radar environmental examination equipment on the same data processing system access.
Der Vorteil ist, dass sich mehrere tragbare Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräte eine Datenverarbeitungsanlage teilen und somit nicht jeder Benutzer im Besitz einer Datenverarbeitungsanlage sein muss.Of the Advantage is that there are several portable radar environmental examination equipment share a data processing system and therefore not every user must be in possession of a data processing system.
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät eine Sende-Empfangseinheit und eine Benutzerschnittstelle und die Speichereinheit ist als entfernte Datenverarbeitungsanlage ausgebildet, die mit der Signalverarbeitungseinheit drahtlos verbunden ist, und die Signalverarbeitungseinheit ist ausgebildet, auf Eingabe des Benutzers die momentanen elektrischen Signalsequenzen mit einer Sendeeinheit an die Datenverarbeitungsanlage zu senden, als neues Signalsequenz-Muster in der Datenverarbeitungsanlage abzulegen und in der Datenverarbeitungsanlage ein dem Signalsequenz-Muster entsprechendes Ausgabesignal zuzuordnen.at An exemplary embodiment includes the radar environmental examination device a transceiver unit and a user interface and the Storage unit is designed as a remote data processing system, which is wirelessly connected to the signal processing unit, and the signal processing unit is configured to input the User the current electrical signal sequences with a Send unit to the data processing system as a new Store signal sequence pattern in the data processing system and in the data processing system corresponding to the signal sequence pattern Assign output signal.
Der technische Effekt dieses Ausführungsbeispiels ist, dass das Lernen von neuen Umgebungen in Form von Signalsequenz-Mustern auf der Datenverarbeitungsanlage durchgeführt wird. Dies hat den besonderen Vorteil, dass, wenn mehrere tragbare Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät auf die selbe Datenverarbeitungsanlage zugreifen, die Datenverarbeitungsanlage von allen Benutzern lernen kann. Damit können tragbare Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräte auch Umgebungen erkennen, in denen sie sich noch nicht befunden haben. Es wird somit eine Umgebungsdatenbank aufgebaut, die von allen Benutzern zusammengestellt wird und die alle nutzen können.Of the technical effect of this embodiment is that the learning of new environments in the form of signal sequence patterns is performed on the data processing system. This has the particular advantage of having multiple portable radar environment survey device access to the same data processing system, the data processing system can learn from all users. This can be portable Radar Environment Investigators also detect environments in which they have not yet found each other. It is thus a Environment database built by all users and that everyone can use.
Eine Variante dieses Ausführungsbeispiels ist, dass die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet ist, einem neuen Signalsequenz-Muster zuzuordnendes Sprach-Ausgabesignal eines Benutzers mit einer Aufnahmeeinrichtung aufzunehmen und danach in der Datenverarbeitungsanlage abzulegen und in der Datenverarbeitungsanlage dem Signalsequenz-Muster als Ausgangssignal zuzuordnen.A Variant of this embodiment is that the signal processing unit is formed to be assigned to a new signal sequence pattern Voice output signal of a user with a recording device record and then store it in the data processing system and in the data processing system the signal sequence pattern as Assign output signal.
Der Effekt ist, dass sehr vielfältige Informationen in der Datenverarbeitungsanlage abgelegt werden können, weil sich durch Sprachinformation sehr genaue, die Umgebung beschreibende Informationen ablegen lassen.Of the Effect is that very diverse information in the Data processing system can be stored because itself through speech information very accurate describing the environment Store information.
Diese Variante ist auch von Vorteil, wenn mehrere Benutzer auf die Datenverarbeitungsanlage zugreifen, weil dann die Umgebungen explizit beschrieben oder benannt werden kann, und jeder Benutzer die Informationen von anderen Benutzern verstehen kann.These Variant is also advantageous when multiple users access the data processing system, because then the environments are explicitly described or named can, and each user the information of other users can understand.
Dabei kann die Datenverarbeitungsanlage beispielsweise Signalsequenz-Muster öffentlicher Umgebungen speichern, und die Speichereinheit im Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät kann die Signalsequenz-Muster persönlicher Räume und Gegenstände des Benutzers speichern. Es ist auch denkbar, dass auf der Datenverarbeitungsanlage spezielle Speicherbereiche den persönlichen Bereich des Benutzers abbilden, und allgemein zugängliche Speicherbereiche die öffentlichen Umgebungen abbilden. Abbilden bedeutet, dass für jeweilige Umgebungen charakteristische Signalsequenz-Muster vorverarbeitet als Abbildung gespeichert sind.there For example, the data processing system may have signal sequence patterns of public environments store, and the storage unit in the Radar Environment Examiner can the signal sequence patterns of personal spaces and store items of the user. It is also conceivable that on the data processing system special memory areas depict the personal area of the user, and in general accessible storage areas the public Map environments. Mapping means that for each Environments characteristic signal sequence pattern preprocessed are stored as a figure.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts hängen die elektrischen Signalsequenzen vom Material, der Größe oder der räumlichen Lage oder der Geschwindigkeit von Gegenständen in der Umgebung ab.at an embodiment of the radar environment examination apparatus The electrical signal sequences depend on the material, the Size or spatial location or the Speed of objects in the area.
Der technische Effekt dieses Ausführungsbeispiels ist, dass mehr Informationen mit den elektrischen Signalsequenzen erfasst werden. Wenn sich beispielsweise die Materialien der Umgebung in den elektrischen Signalsequenzen wiederspiegeln, können Umgebungen noch leichter klassifiziert werden, also noch sicherer erkannt werden.Of the technical effect of this embodiment is that capture more information with the electrical signal sequences become. For example, if the materials of the environment are in can reflect the electrical signal sequences Environments are even easier to classify, so even safer be recognized.
Es ist bekannt, dass verschiedene Materialien verschiedene Reflexionseigenschaften und Absorptionseigenschaften gegenüber Radarstrahlung haben. Damit lassen sich mit dem Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät Informationen über das Material gewinnen und ggf. dem Benutzer mitteilen.It is known that various materials have different reflection properties and radiant-radiation absorption properties. This can be with the radar environment examination device information about the Gain material and, if necessary, inform the user.
Die Größe eines Gegenstands beeinflusst seine Reflexionseigenschaften für Radarstrahlung. Somit kann das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät Informationen über die Größe eines Gegenstands erlangen und dem Benutzer durch das Ausgabesignal mitteilen.The The size of an item affects its reflective properties for radar radiation. Thus, the Radar Environment Examiner Information about the size of an object obtain and communicate to the user by the output signal.
Die räumliche Lage von Gegenständen kann durch den Scan-Vorgang erfasst werden. Somit kann die Signalverarbeitungseinheit anhand des Entfernungsprofils ermitteln, in welcher Richtung sich die Gegenstände relativ zur frontalen Richtung befinden.The spatial location of objects can by the Scanning process to be detected. Thus, the signal processing unit Use the distance profile to determine in which direction the objects are relative to the frontal direction.
Die Geschwindigkeit von Objekten relativ zum Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät kann aus den elektrischen Signalsequenzen bestimmt werden, wenn das Radar-Frontend im Dauerstrichbetrieb mit Frequenzmodulation arbeitet. Dem Fachmann ist bekannt, wie Geschwindigkeiten mit einem Radar-Gerät bestimmt werden. Die ermittelten Geschwindigkeiten von Objekten können auch zusätzlich zur Mustererkennung und dem Erkennen der Umgebung verwendet werden. Diese zusätzlichen Informationen machen das Bestimmen der Ähnlichkeit zwischen Signalsequenzen und Signalsequenz-Mustern zuverlässiger.The Speed of objects relative to the radar environment survey device can be determined from the electrical signal sequences, if the radar frontend in continuous wave mode with frequency modulation is working. The person skilled in the art is aware of speeds with a radar device be determined. The determined speeds of objects can also be used in addition to pattern recognition and to recognize the environment. This additional information make determining the similarity between signal sequences and signal sequence patterns more reliable.
Bei einer Ausführungsform des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts ist die Ausgabeeinheit ausgebildet, als Ausgabesignal einen Ton verschiedener Tonhöhe oder eine Abfolge von Tönen in verschiedenem Takt oder Stereo-Töne verschiedener Lautstärke auf einem jeweiligen Ohr des Benutzers oder eine Vibration verschiedener Frequenz oder eine Vibration verschiedener Amplitude auszugeben.at an embodiment of the radar environment examination apparatus If the output unit is designed as a sound output signal different pitch or a sequence of tones in different measure or stereo tones of different volume on a particular ear of the user or a vibration different Output frequency or a vibration of different amplitude.
Der technische Effekt dieser Ausführungsform ist, dass Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ausgebildet ist, Ausgabesignale auszugeben, die für Benutzer mit einer Sehbehinderung wahrnehmbar sind.Of the technical effect of this embodiment is that radar environmental examination device is designed to output output signals for users with a visual impairment are perceptible.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts ist die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet, Gegenstände im Entfernungsprofil zu detektieren und der Ausgabeeinheit ein Ausgabesignal zuzuleiten, das mit der Richtung, in welcher sich ein nächster Gegenstand gegenüber dem Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät befindet, variiert. Die Ausgabeeinheit ist dabei ausgebildet, als Ausgabesignal einen Stereo-Ton auszugeben, dessen Lautstärke auf einem jeweiligen Ohr des Benutzers unterschiedlich mit der Richtung des Gegenstands variiert, oder als Ausgabesignal zwei Vibrationen auf Vibrationsgebern, die an verschiedenen Stellen am Benutzer angebracht sind, mit verschiedener Frequenz oder verschiedener Amplitude auf dem jeweiligen Vibrationsgeber je nach Richtung des Gegenstands auszugeben.at a further embodiment of the radar environment examination apparatus is the signal processing unit formed, objects in Detect removal profile and the output unit an output signal to convey that with the direction in which a next Subject opposite the radar environment examination device is, varies. The output unit is designed as Output signal to output a stereo sound whose volume on a particular ear of the user different with the direction of the Subject varies, or two vibrations as output signal Vibration transmitters attached to different places on the user are on, with different frequency or different amplitude the respective vibration generator depending on the direction of the object issue.
Der technische Effekt ist, dass ein sehbehinderter Benutzer eine Information über die Richtung, in der sich ein Gegenstand befindet, wahrnehmbar, entweder akustisch oder haptisch wahrnehmbar bekannt gegeben bekommen kann.Of the technical effect is that a visually impaired user information about the direction in which an object is perceived, either acoustically or haptically perceptibly announced.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts ist die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet, Gegenstände im Entfernungsprofil zu detektieren und der Ausgabeeinheit ein Ausgabesignal zuzuleiten, das mit der Größe, welche der nächste Gegenstand in Abtastrichtung hat, variiert. Die Ausgabeeinheit ist in diesem Fall ausgebildet, als Ausgabesignal einen Ton auszugeben, dessen Tonhöhe oder dessen Lautstärke mit der Größe des Gegenstands variiert.at a further embodiment of the radar environment examination apparatus is the signal processing unit formed, objects in Detect removal profile and the output unit an output signal to convey that with the size, which the next one Subject in the scanning direction has varied. The output unit is formed in this case to output a sound as an output signal, its pitch or its volume with the Size of the item varies.
Der technische Effekt ist, dass einem sehbehinderter Benutzer eine Information über die Größe eines Gegenstands wahrnehmbar akustisch oder haptisch wahrnehmbar bekannt gegeben werden kann.Of the technical effect is that a visually impaired user information about the size of an object is perceptibly audible or tactile can be announced.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet, Gegenstände im Entfernungsprofil zu detektieren und der Ausgabeeinheit ein Ausgabesignal zuzuleiten, das mit der Entfernung, welche der nächste Gegenstand in Abtastrichtung hat, variiert. Die Ausgabeeinheit ist hier ausgebildet, als Ausgabesignal einen Ton auszugeben, dessen Tonhöhe oder dessen Lautstärke mit der Entfernung des Gegenstands variiert.at In another embodiment, the signal processing unit designed to detect objects in the distance profile and to provide the output unit with an output signal associated with the output device Distance, which is the next object in the scanning direction has, varied. The output unit is designed here as an output signal to output a sound, its pitch or its volume varies with the distance of the object.
Der technische Effekt ist, dass ein sehbehinderter Benutzer eine Information über die Entfernung zu einem Gegenstand wahrnehmbar akustisch erlangen kann. Auch hier ist eine haptisch wahrnehmbare Ausgabe denkbar.Of the technical effect is that a visually impaired user information about to perceive the distance to an object perceptibly acoustically can. Again, a haptic perceptible issue is conceivable.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts ist die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet, Gegenstände zu detektieren und bei einer Ähnlichkeit des Signalsequenz-Musters der elektrischen Signalsequenzen mit einem in der Speichereinheit abgelegten, einem Material zugeordneten Signalsequenz-Muster dem nächsten Gegenstand in Abstrahlrichtung ein Material zuzuordnen, und der Ausgabeeinheit ein dem erkannten Material entsprechendes Ausgabesignal zuzuleiten.at an embodiment of the radar environment examination apparatus is the signal processing unit formed, objects and with a similarity of the signal sequence pattern the electrical signal sequences with a in the memory unit stored signal sequence pattern assigned to one material to the next one Subject in the emission direction to assign a material, and the Output unit an output signal corresponding to the detected material be forwarded.
Dabei kann das Ausgabesignal ein Sprachsignal sein, das in der Speichereinheit dem entsprechenden Signalsequenz-Muster zugeordnet abgelegt ist. Somit kann das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät das erkannte Material explizit benennen.there For example, the output signal may be a voice signal stored in the memory unit stored assigned to the corresponding signal sequence pattern. Thus, the radar environment examination apparatus can recognize the detected Explicitly name material.
In einer Ausführungsform enthält das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ein Satellitenortungsmodul, das mit der Signalverarbeitungseinheit verbunden ist, die ausgebildet ist, ein den vom Satellitenortungsmodul erlangten räumlichen Koordinaten entsprechendes Ausgabesignal zu erzeugen, anhand der räumlichen Koordinaten die Erkennung der Umgebung zu unterstützen oder eine Plausibilität der Umgebungserkennung zu prüfen.In One embodiment includes the radar environment survey device a satellite location module associated with the signal processing unit is formed, which is formed by the satellite positioning module obtained spatial coordinates corresponding output signal to generate, based on the spatial coordinates, the recognition of the Environment to support or plausibility of Check environment detection.
Satellitenortungsmodule sind z. B. unter dem Namen Global Positioning System (GPS) bekannt. Diese liefern Informationen über den räumlichen Standort des Satellitenortungsmoduls in Form von Koordinaten, die aus einem Längen- und Breitengrad zusammengesetzt sind.Satellite tracking devices are z. B. known under the name Global Positioning System (GPS). These provide information about the spatial location of the satellite positioning module in the form of coordinates, which consists of a Longitude and latitude are composed.
Der technische Effekt dieser Ausführungsform ist, dass eine gröbere Ortung mit dem Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät durchgeführt werden kann, die die genauere räumliche Positionsbestimmung durch Erkennen der Umgebung unterstützen kann.Of the technical effect of this embodiment is that a coarser locating with the radar environmental investigation device can be performed, which is the more accurate spatial Support position determination by recognizing the environment can.
Beispielsweise kann bei der Umgebungserkennung eine Plausibilitätskontrolle durchgeführt werden, wenn Koordinaten einem Signalsequenz-Muster einer Umgebung zugeordnet in der Speichereinheit abgelegt sind. Wenn die Koordinaten nicht mit den dem Signalsequenz-Muster zugeordneten Koordinaten übereinstimmen, kann das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die Ausgabe des Ausgabesignals unterdrücken, bis ein Signalsequenz-Muster gefunden wurde, dessen zugeordnete Koordinaten im näheren Bereich der mit dem Satellitenortungsmodul momentan bestimmten Koordinaten liegt.For example can in the environment detection a plausibility check be performed when coordinates a signal sequence pattern assigned to an environment stored in the memory unit. If the coordinates do not match those assigned to the signal sequence pattern Coordinates can be matched by the Radar Environment Examiner suppress the output of the output signal until a signal sequence pattern was found, whose assigned coordinates in the nearer Range of coordinates currently determined by the satellite location module lies.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ein Ultraschallmessgerät das mit der Signalverarbeitungseinheit verbunden ist, die ausgebildet ist, zusätzlich die vom Ultraschallmessgerät erhal tenen Signalsequenzen zur Umgebungserkennung und/oder zur Abstandsbestimmung zu verarbeiten.at a further embodiment includes the Radar environment examination device an ultrasonic measuring device which is connected to the signal processing unit formed is, in addition to the sustained by the ultrasonic measuring device Signal sequences for environmental detection and / or distance determination to process.
Mit Hilfe des Ultraschallmessgeräts kann das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät Informationen über die Umgebung erlangen, die auf Messungen beruhen, welche eine andere physikalische Grundlage haben.With The ultrasound meter can help the Radar Ambient Investigator Gain information about the environment on measurements are based, which have a different physical basis.
Zum Beispiel kann mit dem Ultraschallmessgerät das Material eines Gegenstands mit einem zur Radar-Untersuchung unterschiedlichen physikalischen Prinzip untersucht werden. Auch Abstandsmessungen und die Umgebungserkennung können durch das Ultraschallmessgerät unterstützt werden. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der jeweiligen Messung erhöht werden.To the Example can be with the ultrasonic meter the material of an item with a different one for radar examination physical principle to be investigated. Also distance measurements and environmental detection can be done by the ultrasonic meter get supported. This can be the reliability the respective measurement can be increased.
Bei einer Ausführungsform ist das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät ausgebildet, abhängig von der erkannten Umgebung in unterschiedlichen Betriebsmodi zu arbeiten, automatisch je nach erkannter Umgebung den jeweiligen Betriebsmodus zu wechseln, und dabei in einem anderen Betriebsmodus die Radarwellen mit unterschiedlicher Sende-Energie, angepasst an die jeweilige Umgebung, auszusenden oder in einem Betriebsmodus die Radarwellen, angepasst an die jeweilige Umgebung, unterschiedlich zu bündeln oder in einem weiteren Betriebsmodus die Radarechos, angepasst an die jeweilige Umgebung, aus unterschiedlich großen Empfangs-Winkelbereichen zu empfangen.at In one embodiment, the radar environmental examiner is trained, depending on the detected environment in different Operating modes to work automatically depending on the detected environment to change the respective operating mode, while in another Operating mode the radar waves with different transmission energy, adapted to the respective environment, to send out or in an operating mode the radar waves, adapted to the respective environment, different to bundle or in another mode of operation the radar echoes, adapted to the respective environment, from different sized Receive receive angular ranges.
Der technische Effekt dieser Ausführungsform ist, dass das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die Umgebungsuntersuchungsmethode automatisch auf die Anforderungen der jeweiligen momentanen Umgebung anpassen kann. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, die Sende-Energie zu erhöhen, wenn die Umgebung als „draußen" erkannt wurde, weil hier größere Entfernungen zu Gegenständen erwartet werden können.Of the technical effect of this embodiment is that the Radar Environment Examiner automatically sets the environmental investigation method adapt to the requirements of the current environment can. For example, it may be useful to transmit energy increase when the environment is called "outside" was detected, because here are longer distances to objects can be expected.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die technische Aufgabe durch ein Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät gelöst, das die folgenden Schritte enthält:
- 1) Abtasten einer Umgebung durch Aussenden von Radarstrahlen, und
- 2) Empfangen von zurückgestreuten Radarechos,
- 3) Erzeugen von den Radarechos entsprechenden elektrischen Signalsequenzen,
- 4) Prüfen des Vorliegens einer Ähnlichkeit nach Ähnlichkeitskriterien zwischen der elektrischen Signalsequenz und abgespeicherten Signalsequenz-Mustern,
- 5) bei einer Ähnlichkeit der elektrischen Signalsequenzen mit einem abgespeicherten Signalsequenz-Muster, Ausgeben eines dem Signalsequenz-Muster zugeordneten, für einen Benutzer wahrnehmbaren, gespeicherten Ausgabesignals.
- 1) scanning an environment by emitting radar beams, and
- 2) receiving backscattered radar echoes,
- 3) generating electrical signal sequences corresponding to the radar echoes,
- 4) examining the presence of similarity according to similarity criteria between the electrical signal sequence and stored signal sequence patterns,
- 5) upon a similarity of the electrical signal sequences to a stored signal sequence pattern, outputting a user-recordable output signal associated with the signal sequence pattern.
Der technische Effekt des Verfahrens ist, dass das Verfahren eine Wiedererkennung der Umgebung ermöglicht.Of the technical effect of the procedure is that the procedure is a recognition the environment allows.
Die Vorteile des Verfahrens ergeben sich aus denen des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts und den entsprechenden Ausführungsformen.The Advantages of the method result from those of the radar environment examination apparatus and the corresponding embodiments.
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die zusätzlichen Schritte:
- – Bestimmen einer Entfernung zu einem in Richtung einer Abtastrichtung und Reichweite des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts liegenden, nächsten Gegenstands
- – Variieren des Ausgabesignals entsprechend der bestimmten Entfernung.
- Determining a distance to a lying in the direction of a scanning direction and range of the radar environmental examination device, next item
- - varying the output signal according to the determined distance.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die zusätzlichen Schritte:
- – Auf Eingabe eines Benutzers Abspeichern der momentanen elektrischen Signalsequenzen als neues Signalsequenz-Muster, und
- – Zuordnen eines dem Signalsequenz-Muster entsprechenden Ausgabesignals.
- - Upon input of a user storing the current electrical signal sequences as a new signal sequence pattern, and
- - Assigning an output signal corresponding to the signal sequence pattern.
Dadurch ermöglicht das Verfahren das Lernen neuer Umgebungen zur Wiedererkennung.Thereby The method allows the learning of new environments for Recognition.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät nach dem Abspeichern eines neuen Signalsequenz-Musters die zusätzlichen Schritte:
- – Dem Benutzer ermöglichen, ein dem Signalsequenz-Muster entsprechendes Ausgabesignal auszuwählen, und
- – Zuordnen des Ausgabesignals zum neuen Signalsequenz-Muster.
- Enable the user to select an output signal corresponding to the signal sequence pattern, and
- - Assign the output signal to the new signal sequence pattern.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät nach dem Abspeichern eines neuen Signalsequenz-Musters die zusätzlichen Schritte:
- – Aufnehmen eines dem Signalsequenz-Muster entsprechenden Sprach-Ausgabesignals des Benutzers
- – Abspeichern des Sprach-Ausgabesignals, und
- – Zuordnen des Sprach-Ausgabesignals zum neuen Signalsequenz-Muster.
- - Recording of the signal sequence pattern corresponding voice output signal of the user
- - storing the voice output signal, and
- Associating the speech output signal with the new signal sequence pattern.
Dadurch kann einem Benutzer eine erkannte Umgebung explizit durch ein Sprachsignal benannt werden.Thereby a user can explicitly recognize a detected environment through a voice signal be named.
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die zusätzlichen Schritte:
- 3a) Senden der elektrischen Signalsequenzen an eine entfernte Datenverarbeitungsanlage,
- 4a) Empfangen eines den elektrischen Signalsequenzen entsprechenden Ausgabesignals von der Datenverarbeitungsanlage.
- 3a) sending the electrical signal sequences to a remote data processing system,
- 4a) receiving an output signal corresponding to the electrical signal sequences from the data processing system.
Die Nummerierung mit „Nummer a)" bedeutet, dass der jeweilige Schritt direkt nach dem Schritt mit der Nummerierung „Nummer)" ausgeführt wird.The Numbering with "number a)" means that the respective Step right after the step with the numbering "number") is performed.
Der technische Effekt dieses Ausführungsbeispiels ist, dass der Benutzer zur Mustererkennung auf ein entferntes Gerät zugreifen kann. Dieses Gerät kann eine Datenverarbeitungsanlage sein, die eine größere Speicherkapazität hat, als das tragbare Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät.Of the technical effect of this embodiment is that the user for pattern recognition on a remote device can access. This device can be a data processing system be that a larger storage capacity has, as the portable Radar Environment Examiner.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die zusätzlichen Schritte:
- – auf Eingabe eines Benutzers mit einer Benutzerschnittstelle die momentanen elektrischen Signalsequenzen als neues Signalsequenz-Muster an eine entfernte Datenverarbeitungsanlage senden,
- – Empfangen und Abspeichern des neuen Signalsequenz-Musters auf der Datenverarbeitungsanlage, und
- – Zuordnen eines dem Signalsequenz-Muster entsprechenden Ausgabesignals auf der Datenverarbeitungsanlage.
- Upon input of a user with a user interface, send the current electrical signal sequences as a new signal sequence pattern to a remote data processing system,
- Receiving and storing the new signal sequence pattern on the data processing system, and
- - Assigning an output signal corresponding to the signal sequence pattern on the data processing system.
Dadurch ermöglicht das Verfahren das Lernen neuer Signalsequenzen und damit neuer Umgebungen zur Wiedererkennung mit Hilfe einer entfernten Anlage, wie einer Datenverarbeitungseinheit.Thereby the method allows the learning of new signal sequences and thus new environments for recognition using a remote Plant, like a data processing unit.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät hängen die elektrischen Signalsequenzen vom Material oder der Größe oder der räumlichen Lage oder der Geschwindigkeit von Gegenständen in der Umgebung ab.at a further embodiment of the method for environmental investigation hang with a portable radar environment survey device the electrical signal sequences of material or size or the spatial position or speed of objects in the area.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät wird als Ausgabesignal einen Ton verschiedener Tonhöhe oder eine Abfolge von Tönen in verschiedenem Takt oder Stereo-Töne verschiedener Lautstärke auf einem jeweiligen Ohr des Benutzers oder eine Vibration verschiedener Frequenz oder eine Vibration verschiedener Amplitude ausgegeben.at a further embodiment of the method for environmental investigation with a portable radar environment survey device as output signal a tone of different pitch or a sequence of tones in different measure or stereo tones different volume on a respective ear of the user or a vibration of different frequency or a vibration of different Amplitude output.
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die zusätzlichen Schritte:
- – Bestimmen einer Richtung, in welcher sich ein nächster Gegenstand gegenüber dem Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät befindet, anhand der elektrischen Signalsequenzen,
- – Variieren des Ausgabesignals entsprechend der bestimmten Richtung, und
- – Ausgeben eines Stereo-Tons als Ausgabesignal, dessen Lautstärke auf einem jeweiligen Ohr des Benutzers unterschiedlich mit der bestimmten Richtung variiert oder
- – Ausgeben von zwei Vibrationen auf Vibrationsgebern als Ausgabesignal, die an verschiedenen Stellen am Benutzer angebracht sind, mit verschiedener Frequenz oder verschiedener Amplitude auf dem jeweiligen Vibrationsgeber je nach bestimmter Richtung des Gegenstands.
- Determining a direction in which a next object is located opposite the radar environment examination device, based on the electrical signal sequences,
- - varying the output signal according to the particular direction, and
- Outputting a stereo sound as an output signal whose volume on a respective ear of the user varies with the particular direction or
- - Outputting two vibrations on vibration transmitters as output signal, which are mounted in different places on the user, ver different frequency or different amplitude on the respective vibration generator depending on the particular direction of the object.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die zusätzlichen Schritte:
- – Bestimmen einer Größe eines sich in Abtastrichtung und in Reichweite des Radar-Umgebungs-Untersuchungsgeräts befindenden Gegenstands,
- – Variieren des Ausgabesignals entsprechend der bestimmten Größe, und
- – Ausgeben eines Tons variierender Tonhöhe oder Amplitude entsprechend der bestimmten Größe als Ausgabesignal.
- Determining a size of an object located in the scanning direction and within the range of the radar environmental examination apparatus,
- - varying the output signal according to the particular size, and
- Outputting a tone of varying pitch or amplitude corresponding to the particular size as the output signal.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät den zusätzlichen Schritt:
- – Ausgeben eines Tons variierender Tonhöhe oder Amplitude entsprechend der bestimmten Entfernung.
- Outputting a tone of varying pitch or amplitude corresponding to the determined distance.
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die zusätzlichen Schritte:
- - Zuordnen eines Materials zum nächsten Gegenstand in Abstrahlrichtung bei einer Ähnlichkeit des Signalsequenz-Musters der elektrischen Signalsequenzen mit einem jeweiligen Material zugeordneten, abgespeicherten Signalsequenz-Muster, und
- – Ausgeben eines dem erkannten Material entsprechenden Ausgabesignals.
- Assigning a material to the next object in the emission direction in the case of a similarity of the signal sequence pattern of the electrical signal sequences with a stored signal sequence pattern assigned to a respective material, and
- Outputting an output signal corresponding to the detected material.
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren zur Umgebungsuntersuchung mit einem tragbaren Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät die zusätzlichen Schritte:
- – Erfassen von räumlichen Satelliten-Koordinaten
- – Ausgeben eines den Satelliten-Koordinaten entsprechenden Ausgangssignals oder
- – Prüfen der Plausibilität der Umgebungserkennung anhand der Satelliten-Koordinaten und der Umgebung zugeordneten Satelliten-Koordinaten.
- - Capture spatial satellite coordinates
- Outputting an output signal corresponding to the satellite coordinates or
- - Checking the plausibility of environment detection using satellite coordinates and satellite coordinates assigned to the environment.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben.following Be further embodiments with reference to the figures described.
Das Radar-Umgebungs-Untersuchungsgerät wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.The Radar Environmental Examiner is explained below the figures explained in more detail.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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