DE102009004928A1

DE102009004928A1 - Verfahren zur Auswertung von Ultraschallsignalen

Info

Publication number: DE102009004928A1
Application number: DE102009004928A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Gotzig; Markus Heimberger
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-22

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Auswertung von Ultraschallsignalen mit mehreren Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4) als Sender und Empfänger vorgeschlagen, bei dem mindestens ein Ultraschallsensor in einem kombinierten Sende- und Empfangsmodus und mindestens ein benachbarter Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) in einem reinen Empfangsmodus in einem zeitlichen Detektionsfenster (X) betrieben wird. Nach der Erfindung wird, nachdem der mindestens eine Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) in einen kombinierten Sende- und Empfangsmodus gebracht worden ist, der mindestens eine benachbarte Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung (Δt) in den reinen Empfangsmodus versetzt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung von Ultraschallsignalen, vorzugsweise bei Umfelderkennungssystemen für Fahrzeuge, nach der Gattung des Haupt- und der Nebenansprüche.
Bei bisher üblichen ultraschallbasierenden Umfelderkennungssystemen, zum Beispiel für Einparkhilfen für Fahrzeuge, werden mehrere Ultraschallsensoren beispielsweise in der vorderen und/oder hinteren Stoßstange eines Kraftfahrzeuges verbaut. Jeder Ultraschallsensor sendet dabei ein Ultraschallsignal aus, welches von einem möglichen Hindernis oder Objekt reflektiert wird und von dem gleichen Ultraschallsensor und oder von weiteren Ultraschallsensoren empfangen werden kann.
Das gesendete Ultraschallsignal ist dabei in der Regel zeitlich begrenzt, so dass nach einer endlichen Zeit der Sendevorgang abgeschlossen ist und das Sendesignal somit eine feste definierte Impulslänge aufweist. Nach der Reflexion dieses Signals an einem zu erkennenden Hindernis ist die Impulslänge immer noch gleich groß und steht dem als Sender und Empfänger dienenden Ultraschallsensor oder weiteren Sensoren als Empfangssignal zur Auswertung zur Verfügung.
Aus der DE 102006017913 A1 ist ein Parkhilfeverfahren bekannt, bei dem eine Teilmenge der Ultraschallsensoren so angesteuert wird, dass mindestens ein Ultraschallsensor Ultraschallsignale aussendet und empfängt und eine andere Teilmenge so angesteuert wird, dass mindestens ein Ultraschallsensor dieser anderen Teilmenge Signale nur empfängt.
Für solche ultraschallbasierende Umfelderkennungssysteme werden in der Regel Standardsensoren eingesetzt, welche ein hardwaremäßig vorgegebenes zeitliches Detektionsfenster der Länge X in msec. besitzen. Zum Beispiel ist damit bei einer Temperatur von 23°C und einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von 383 m/s eine maximale Reichweite zur Erkennung von Objekten von X/2·383 m möglich. Eine Erhöhung der Detektionsreichweite ist bei den bekannten Systemen nur über eine relativ aufwändige Änderung des hardwaremäßig vorgegebenen Zeitfensters im Standardsensor, der in der Regel als ASIC ausgeführt ist, vorgesehen.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Auswertung von Ultraschallsignalen mit mehreren Ultraschallsensoren als Sender und Empfänger aus, wobei mindestens ein Ultraschallsensor in einem kombinierten Sende- und Empfangsmodus und mindestens ein benachbarter Ultraschallsensor in einem reinen Empfangsmodus in einem vorgegebenen zeitlichen Detektionsfenster betrieben wird.
Es kann als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, weiterhin unter einer Verwendung von Standardsensoren als Ultraschallsensoren ohne aufwändige Hardwareänderungen die Detektionsreichweite auf einfache Weise zu erweitern. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, dass, nachdem der mindestens eine Ultraschallsensor in einen kombinierten Sende- und Empfangsmodus gebracht worden ist, der mindestens eine benachbarte Ultraschallsensor erst nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung Δt in den reinen Empfangsmodus versetzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert somit darauf, dass die Ansteuerung der Ultraschallsensoren gegenüber dem üblichen Verfahren, bei dem ein Ultraschallsensor in einen kombinierten Sende- und Empfangsmodus und seine Nachbarn zeitgleich in einen reinen Empfangsmodus gebracht werden, auf einfache Weise geändert wird. Mit der Erfindung kann die Detektionsreichweite in vorteilhafter Weise auf das Doppelte erweitert werden, ohne kostspielige Änderungen am standardisierten Ultraschallsensor vorzunehmen.
In besonders vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren so erfolgen, dass zunächst der sendende Ultraschallsensor in den herkömmlichen Sende-Empfangsmodus gebracht wird, aber der Nachbar wird erst mit einer Zeitverzögerung Δt zwischen 0 und max. X msec. in den Empfangsmodus gebracht. Dadurch sieht der sendende Ultraschallsensor bei einer Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallsignale von 383 m/s Objekte, welche sich in einer Entfernung bis max. X/2·383 m befinden, während der Ultraschallsensor, welcher im reinen Empfangsmodus ist, Objekte sieht, welche sich in einer Entfernung zwischen Δt/2·338 m/s und (Δt + X )/2·338 m befinden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Änderung der Steuerung der Ultraschallsensoren, die vorzugsweise als ASIC ausgeführt sind, mit einem Softwaremodul mit vorgegebenen Programmschritten durchgeführt wird, sodass der kombinierte Sende- und Empfangsmodus des mindestens einen Ultraschallsensors und der Empfangsmodus des mindestens einen benachbarten Ultraschallsensors mit der vorgegebenen Zeitverzögerung Δt veranlasst wird.
Vorteilhaft ist die Erfindung insbesondere bei einer Verwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens oder des Softwaremoduls, wenn die Ultraschallsensoren Bestandteil eines Abstands- oder Umfelderkennungssystems für ein Parkassistenzsystems bei einem Fahrzeug sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 ein Prinzipbild eines Umfelderkennungssystems mit Ultraschallsensoren an einer Stoßstange eines Fahrzeugs und
2 ein Zeitdiagramm einer erfindungsgemäßen Ansteuerung von solchen Ultraschallsensoren.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Aus 1 ist eine Anordnung mit Ultraschallsensoren 1, 2, 3 und 4 zu entnehmen, die ein Umfelderkennungssystem, zum Beispiel für eine Parkhilfesystem bei Fahrzeugen, darstellen. Schematisch ist hierzu eine Stoßstange 5 des hier nicht näher dargestellten und erläuterten Fahrzeugs gezeigt, an der die Ultraschallsensoren 1, 2, 3 und 4 gehalten sind.
Die Ultraschallsensoren 1, 2, 3 und 4 sind jeweils mit einem Sender und ein Empfänger vorsehen, wobei jeweils die ausgesendeten Ultraschallsignale in einem Detektionsbereich 6, 7, 8 oder 9 von einem Objekt reflektiert werden und das jeweils reflektierte Echo wird über den Empfänger eines oder mehrerer Ultraschallsensoren 1 bis 4 ausgewertet.
Zur Erläuterung der Erfindung wird davon ausgegangen, dass hier beispielsweise der Ultraschallsensor 1 in einem kombinierten Sende- und Empfangsmodus und der benachbarte Ultraschallsensor 2 in einem reinen Empfangsmodus arbeitet.
In 2 ist ein Ansteuerungssignal 10 für den Ultraschallsensor 1 und ein Ansteuerungssignal 11 für den Ultraschallsensor 2 über der Zeit t aufgetragen. Die beiden Ultraschallsensoren 1 und 2 werden jeweils in einem zeitlichen Detektionsfenster betrieben, das hier mit der Größe X (in msec.) angegeben ist. Durch eine entsprechend softwaremäßige Ansteuerung der vorzugsweise als ASICs ausgebildeten Ultraschallsensoren 1 bis 4 wird, nachdem der Ultraschallsensor 1 in einen kombinierten Sende- und Empfangsmodus gebracht worden ist (Ansteuerungssignal 11), der benachbarte Ultraschallsensor 2 mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung Δt in den reinen Empfangsmodus (Ansteuerungssignal 12) versetzt.
Dadurch, dass der Ultraschallsensor 2 mit einer Zeitverzögerung Δt zwischen 0 und max. X (msec.) nachdem der sendende Ultraschallsensor 1 in den herkömmlichen Sende-Empfangsmodus gebracht worden ist, in den Empfangsmodus gebracht wird, sieht der sendende Ultraschallsensor 1, bei einer Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallsignale von 383 m/s, Objekte im Detektionsbereich 6 welche sich in einer Entfernung bis max. X/2·383 m befinden, während der Ultraschallsensor 2 im reinen Empfangsmodus Objekte im Detektionsbereich 7 sieht, welche sich in einer Entfernung zwischen Δt/2·338 m/s und (Δt + X )/2·338 m befinden.
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 102006017913 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Auswertung von Ultraschallsignalen mit mehreren Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4) als Sender und Empfänger, wobei mindestens ein Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) in einem kombinierten Sende- und Empfangsmodus und mindestens ein benachbarter Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) in einem reinen Empfangsmodus in einem zeitlichen Detektionsfenster (X) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem der mindestens ein Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) in einen kombinierten Sende- und Empfangsmodus gebracht worden ist, der mindestens eine benachbarte Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung (Δt) in den reinen Empfangsmodus versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitverzögerung (Δt) einen Wert zwischen Null und der Länge des Detektionsfenster (X) aufweist.
Softwaremodul zur Programmierung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit vorgegebenen Programmschritten der kombinierten Sende- und Empfangsmodus des mindestens einen Ultraschallsensors (1, 2, 3, 4) und der Empfangsmodus des mindestens einen benachbarten Ultraschallsensors (1, 2, 3, 4) mit der vorgegebenen Zeitverzögerung (Δt) veranlasst wird.
Verwendung eines Verfahrens oder eines Softwaremoduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4) Bestandteil eines Abstands- oder Umfelderkennungssystems für ein Parkassistenzsystems bei einem Fahrzeug ist.