DE102010033384A1

DE102010033384A1 - Verfahren und Vorrichtung zu Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung sowie zugehörige Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung

Info

Publication number: DE102010033384A1
Application number: DE102010033384A
Authority: DE
Inventors: Thomas Jung; Dietmar Grüdl; Michael Hallek
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2012-02-09
Also published as: WO2012016834A1; EP2601539A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung, welche vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet, wobei ein Messsignal (22) mit einer vorgebbaren Codierung, einem vorgebbaren Pulswiederholintervall, einer vorgebbaren Brustlänge und einer vorgebbaren Signalfrequenz ausgesendet und ein resultierendes codiertes Echosignal (24) mit Nutzsignalanteilen (24.1) und/oder Störsignalanteilen (24.2, 24.3) empfangen und ausgewertet wird, wobei zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) und zur Erkennung der Nutzsignalanteile (24.1) das empfangene Echosignal (24) nach einer Korrelation mit dem ausgesendeten Messsignal (22) bewertet wird, sowie eine Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung. Um eine verbesserte Unterscheidung von verschiedenen Signalanteilen eines empfangenen Echosignals und insbesondere eine verbesserte Erkennung von Nutzsignalanteilen zur Abstandsbestimmung zu ermöglichen, wird das Echosignal (24) mit Nutzsignalanteilen (24.1) und/oder Störsignalanteilen (24.2, 24.3) zusätzlich nach den ermittelten Amplituden der Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) bewertet, wobei zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) des Echosignals (24) mindestens ein Schwellwert für die bewertete Amplitude und/oder die bewertete Korrelation vorgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, sowie eine zugehörige Vorrichtung zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung und eine Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung.
Bekannte Vorrichtungen zur Fahrzeugumfelderfassung werden in Fahrerassistenzsystemen, wie beispielsweise einem Einparkhilfesystem, einem Totwinkelüberwachungssystem, einem Spurwechselsystem usw., in der Regel zur Erkennung von Objekten bzw. Hindernissen im Fahrzeugumfeld eingesetzt und arbeiten beispielsweise im Ultraschallfrequenzbereich. Hierbei werden ein Messsignal mit einem vorgebbaren Pulswiederholintervall, einer vorgebbaren Brustlänge und einer vorgebbaren Signalfrequenz ausgesendet und ein resultierendes Echosignal empfangen und ausgewertet. Das resultierende Echosignal weist in der Regel durch zu erkennende Objekte bewirkte Nutzsignalanteile und/oder durch Störquellen verursachtes Rauschen als Störsignalanteile und/oder unerwünschte Echosignalanteile im Nahbereich, wie beispielsweise Bodenechosignale auf.
Prinzipiell ist es möglich ein Messsignal bei Abstandsmessungen nach dem Echolotprinzip zu modulieren sowie das resultierende Echosignal zu empfangen und entsprechend zu demodulieren. Bekannte Verfahren sind beispielsweise Frequenzmodulation, Amplitudenmodulation, oder Phasenmodulation.
Unabhängig vom verwendeten Modulationsverfahren kann das Signal codiert werden. Bei einer Codierung wird beispielsweise eine bestimmte Bitfolge durch die Modulation als Sendesignal ausgegeben. Häufig wird der so genannte Barker-Code eingesetzt. Beim Empfang des Echosignals wird dann durch eine Korrelation nach dem ausgesendeten Muster gesucht, um Nutzsignalanteile von Störsignalanteilen zu unterscheiden.
Bei der Auswertung des Echosignals ergibt die Korrelation als Ergebnis nur die Güte der Übereinstimmung zu einem vorgegebenen Muster. So können beispielsweise auch unerwünschte Echosignalanteile mit sehr geringen Amplituden sehr gut mit einem vorgegebenen Muster übereinstimmen und somit zu einer Detektion des unerwünschten Echosignalanteils als Nutzsignalanteil führen. Bei großen Objektabständen ist ein solches Verhalten sogar erwünscht, um Nutzsignalanteile mit kleiner Amplitude erkennen zu können. Problematisch ist aber die Ausblendung von unerwünschten Echosignalanteilen im Nahbereich, wie beispielsweise Bodenechosignale. Es wird unabhängig von der Richtcharakteristik des Sensors praktisch jedes Objekt angezeigt, das sich in einem bestimmten Abstand zum Fahrzeug befindet.
In der Patentschrift US 7,643,376 B2 werden beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abstandsmessung mit Ultraschallsensoren beschrieben. Bei dem beschriebenen Verfahren wird vom Ultraschallsensor ein moduliertes Messsignal ausgesendet und das empfangene Echosignal wird in Bezug auf die Korrelation mit dem gesendeten Messsignal ausgewertet. Um auch Objekte im Nahbereich zuverlässig zu erkennen, kann zusätzlich ein kurzes, unmoduliertes Messsignal ausgesendet werden. Dieses unmodulierte Messsignal wird alternierend mit dem modulierten Messsignal ausgesandt und in Bezug auf seine Amplitude ausgewertet.
In der Patentschrift EP 1 105 749 B1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Objekten, insbesondere als Einparkhilfeassistenzvorrichtung in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung umfasst eine Anzahl von Abstandssensoren, mindestens einen die Abstandssensoren ansteuernden Mikrocontroller und eine Ausgabeeinheit. Der Mikrocontroller steuert die Abstandssensoren durch eine Modulation mit einer zeitlich veränderlichen Kennung. Die Kennung kann insbesondere während des Betriebs zufällig verändert werden, um gegenseitige Störungen der Sensoren zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, eine korrespondierende Vorrichtung zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung der im Oberbegriff des Anspruchs 8 genannten Art und eine korrespondierende Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung der im Oberbegriff des Anspruchs 15 genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Unterscheidung von verschiedenen Signalanteilen eines empfangenen Echosignals und insbesondere eine verbesserte Erkennung von Nutzsignalanteilen zur Abstandsbestimmung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und durch eine Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Weitere die Ausführungsformen der Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass durch die Bewertung des empfangenen Echosignals nach Amplitude und Korrelation mit dem ausgesendeten Messsignal eine verbesserte Unterscheidung von verschiedenen Signalanteilen des empfangenen Echosignals und insbesondere eine verbesserte Erkennung von Nutzsignalanteilen zur Abstandsbestimmung ermöglicht wird. So können beispielsweise von zu erkennenden Hindernissen reflektierte Nutzsignalanteile von Störsignalanteilen unterschieden werden, die beispielsweise unerwünschte Echosignalanteile im Nahbereich, die beispielsweise als Bodenechosignale auftreten, und/oder von Störquellen erzeugte Störsignale umfassen. Die erkannten Störsignale können dann unterdrückt und bei der Abstandsermittlung nicht berücksichtigt werden.
Der Grundgedanke der Erfindung basiert darauf, dass ein in Reaktion auf ein ausgesendetes codiertes Messsignal empfangenes codiertes Echosignal mit Nutzsignalanteilen und/oder Störsignalanteilen sowohl nach der Amplitude als auch nach der Korrelation mit dem ausgesendeten Messsignal bewertet wird, wobei zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile des Echosignals mindestens ein Schwellwert für die bewertete Amplitude und/oder die bewertete Korrelation vorgegeben wird. Dabei kann ein Signalanteil des empfangenen Echosignals dann als relevant eingestuft werden, wenn die bewertete Amplitude und die bewertete Korrelation der Signalanteile des empfangenen Echosignals jeweils einen bestimmten vorgegebenen Schwellwert erreichen bzw. überschreiten. Dabei können die Schwellwerte zeitabhängig und/oder konstant vorgegeben werden. Vor allem bei der bewerteten Amplitude empfiehlt es sich einen zeitabhängigen Schwellwert zu verwenden, da mit größeren Abständen zum Fahrzeug generell mit geringeren Amplituden der Nutzsignalanteile zu rechnen ist. Das Muster für die Korrelation der Signalanteile des empfangenen Echosignals mit dem ausgesendeten Messsignal wird beispielsweise durch die verwendete Codierung bzw. Modulation des ausgesendeten Messsignals und/oder die verwendeten Parameter, wie Pulswiederholintervall, Brustlänge und/oder Signalfrequenz für das ausgesendete Messsignal vorgegeben.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Signalanteil des Echosignals nur dann als Nutzsignalanteil erkannt, wenn die bewertete Amplitude und die bewertete Korrelation des Signalanteils jeweils den korrespondierenden Schwellwert überschreiten.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein erster Schwellwert für die bewerteten Amplituden der Signalanteile des Echosignals als konstanter Wert oder als zeitabhängiger Wert vorgegeben. Zusätzlich oder alternativ kann ein zweiter Schwellwert für die bewertete Korrelation der Signalanteile des Echosignals als konstanter Wert oder als zeitabhängiger Wert vorgegeben werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die Gesamtbewertung des Echosignals die ermittelten Amplitudenbewertungen der erkannten Signalanteile und die ermittelten Korrelationsbewertungen der korrespondierenden erkannten Signalanteile mathematisch verknüpft. Die ermittelten Amplitudenbewertungen und die ermittelten Korrelationsbewertungen für korrespondierende Signalanteile können zur Gesamtbewertung des Echosignals beispielsweise addiert und/oder multipliziert werden. Anschließend können die Ergebnisse der Berechnungen mit einem dritten Schwellwert verglichen werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden aus den ermittelten Nutzsignalanteilen des empfangenen Echosignals Abstände zu erkannten Hindernissen berechnet.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Generierung eines Messsignals zur Fahrzeugumfelderfassung, welche vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet, umfasst eine Sende/Empfangseinheit, welche ein Messsignal mit einer vorgebbaren Codierung, einem vorgebbaren Pulswiederholintervall, einer vorgebbaren Brustlänge und einer vorgebbaren Signalfrequenz aussendet und ein resultierendes Echosignal mit Nutzsignalanteilen und/oder Störsignalanteilen zur Auswertung empfängt, und eine Auswerte- und/oder Steuereinheit, welche zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile und zur Erkennung der Nutzsignalanteile das empfangene Echosignal nach einer Korrelation mit dem ausgesendeten Messsignal bewertet. Erfindungsgemäß bewertet die Auswerte- und/oder Steuereinheit das Echosignal mit Nutzsignalanteilen und/oder Störsignalanteilen zusätzlich nach den ermittelten Amplituden der Signalanteile, wobei die Auswerte- und/oder Steuereinheit zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile des Echosignals mindestens einen Schwellwert für die bewertete Amplitude und/oder die bewertete Korrelation vorgibt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erkennt die Auswerte- und/oder Steuereinheit einen Signalanteil des Echosignals nur dann als Nutzsignalanteil, wenn die bewertete Amplitude und die bewertete Korrelation des Signalanteils jeweils den korrespondierenden Schwellwert überschreiten. Die Auswerte- und/oder Steuereinheit gibt beispielsweise einen ersten Schwellwert für die bewerteten Amplituden des Echosignals und/oder einen zweiten Schwellwert für die bewertete Korrelation des Echosignals als konstante Werte oder als zeitabhängige Werte vor.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt die Auswerte- und/oder Steuereinheit für die Gesamtbewertung des Echosignals mit den ermittelten Amplitudenbewertungen der erkannten Signalanteile und den ermittelten Korrelationsbewertungen der korrespondierenden erkannten Signalanteile eine mathematische Verknüpfung aus. Vorzugsweise bildet die Auswerte- und/oder Steuereinheit die Summe und/oder das Produkt aus den Amplitudenbewertungen und den Korrelationsbewertungen und vergleicht diese mit einem dritten Schwellwert.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Signalgenerator zur Erzeugung eines Trägersignals für das Messsignal vorgesehen. Des Weiteren können eine Modulationseinheit zur Modulation des auszusendenden Messsignals und/oder zur Demodulation des empfangenen Echosignals und einer Codiereinheit zur Codierung des auszusendenden Messsignals und zur Decodierung des empfangenen Echosignals vorgesehen werden, um die Muster für die Korrelation des ausgesendeten Messsignals und des empfangenen Echosignals zu erzeugen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung berechnet die Auswerte- und/oder Steuereinheit aus den ermittelten Nutzsignalanteilen des empfangenen Echosignals Abstände zu erkannten Hindernissen und gibt diese über eine Ausgabeeinheit optisch, akustisch oder haptisch an den Fahrer bzw. Benutzer aus.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Generierung eines Messsignals zur Fahrzeugumfelderfassung kann beispielsweise in einer Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung eingesetzt werden, welche vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet und mindestens eine Sende/Empfangseinheit umfasst, welche ein Messsignal mit einem vorgebbaren Pulswiederholintervall, einer vorgebbaren Brustlänge und einer vorgebbaren Signalfrequenz aussendet und ein resultierendes Echosignal zur Auswertung empfängt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise zur Erkennung von Bodenechosignalanteilen benutzt werden, deren Amplitude relativ gering ist und deren Übereinstimmung mit dem ausgesendeten Muster jedoch relativ gut ist. Da Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beide Komponenten bei der Bewertung verwenden, können die Bodensignalanteile aufgrund der geringen Amplitude, die zu einem frühen Messzeitpunkt vorliegt, ausgeblendet werden. Zudem ermöglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Erkennung von Störschall, dessen Amplitude relativ hoch ist und dessen Übereinstimmung mit dem ausgesendeten Muster aber sehr schlecht ist. Aufgrund der geringen Übereinstimmung mit dem Muster erkennen Ausführungsformen der Erfindung den Störschal und blenden den Störschall aus. Von einem realen Hindernis reflektierte Nutzsignalanteile werden von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dadurch erkannt, dass deren Amplitude relativ hoch ist und deren Übereinstimmung mit dem ausgesendeten Muster ebenfalls relativ hoch ist. Daher verwenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die erkannten Nutzsignalanteile zur Berechnung des Abstands zum erkannten Hindernis.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
In der Darstellung zeigt:
1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung.
2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswertung eines Echosignals für eine Fahrzeugumfelderfassung.
3 ein Kennliniendiagramm zur Darstellung der Amplitudenbewertung eines resultierenden Echosignals mit Nutzsignalanteilen und Störsignalanteilen.
4 ein Kennliniendiagramm zur Darstellung der Korrelationsbewertung des resultierenden Echosignals mit Nutzsignalanteilen und Störsignalanteilen aus 3.
5 ein Kennliniendiagramm zur Darstellung der Gesamtbewertung des resultierenden Echosignals mit Nutzsignalanteilen und Störsignalanteilen aus 3 und 4.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung 1, welche vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet, eine Auswerte- und/oder Steuereinheit 10, mehrere Sende/Empfangseinheiten, von welchen beispielhaft eine Sende/Empfangseinheit 20 dargestellt ist, eine Modulationseinheit 30 zur Modulation eines auszusendenden Messsignals 22 und/oder zur Demodulation eines empfangenen Echosignals 24, eine Codiereinheit 40 zur Codierung des auszusendenden Messsignals 22 und zur Decodierung des empfangenen Echosignals 24, einen Signalgenerator 50 zur Erzeugung eines Trägersignals für das auszusendende Messsignal 22 und eine Ausgabeeinheit 60 zur optischen, akustischen und/oder haptischen Ausgabe von ermittelten Abständen zu erkannten Hindernissen im Fahrzeugumfeld. Die Sende/Empfangseinheit 20 sendet zur Fahrzeugumfelderfassung das vom Signalgenerator 50 erzeugte Messsignal 22 mit einem vorgebbaren Muster, d. h. mit einer vorgebbaren Codierung, einem vorgebbaren Pulswiederholintervall, einer vorgebbaren Brustlänge und einer vorgebbaren Signalfrequenz aus, und empfängt ein resultierendes Echosignal 24 zur Auswertung, das Nutzsignalanteile 24.1 und Störsignalanteile 24.2, 24.3 aufweist. Wie aus 3 bis 5 ersichtlich ist, wird ein Messsignal 22 mit einem vorgegebenen Muster für eine vorgegebene Sendezeitdauer t_SD gesendet. Das empfangene Echosignal 24 umfasst Nutzsignalanteile 24.1, deren Echolaufzeit t_EL nach der Erkennung als Nutzsignalanteil zur Berechnung des Abstands zu einem korrespondierenden Hindernis verwendet wird, sowie erste Störsignalanteile 24.2, welche eine Störschallquelle repräsentieren, und zweite Störsignalanteile 24.3, welche ein Bodenechosignal repräsentieren.
Zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3 und zur Erkennung der Nutzsignalanteile 24.1 bewertet die Auswerte- und/oder Steuereinheit 10 eine Korrelation des empfangenen Echosignals 24 mit dem ausgesendeten Messsignal 22. Erfindungsgemäß bewertet die Auswerte- und/oder Steuereinheit 10 das Echosignal 24 mit Nutzsignalanteilen 24.1 und Störsignalanteilen 24.2, 24.3 zusätzlich nach den ermittelten Amplituden der Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3, wobei zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3 des Echosignals 24 mindestens ein Schwellwert SW1, SW2, SW3 für die bewertete Amplitude und/oder die bewertete Korrelation vorgegeben wird, wie aus 3 bis 5 ersichtlich ist.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, gibt die Auswerte- und/oder Steuereinheit 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Schwellwert SW1 für die bewerteten Amplituden des Echosignals 24 als konstanten Wert vor, wobei eine „bewertete Amplitude” durch den Absolutwert repräsentiert wird, welcher zur Unterscheidung mit dem ersten Schwellwert verglichen wird. Hierbei wird im dargestellten Ausführungsbeispiel der vorgegebene erste Schwellwert SW1 nur von den Amplituden A der ersten Störsignalanteile 24.2 und der Nutzsignalanteile 24.1 überschritten. Die Amplitude A der zweiten Störsignalanteile liegt unterhalb des ersten Schwellwertes SW1.
Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, gibt die Auswerte- und/oder Steuereinheit 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen zweiten Schwellwert SW2 für die bewertete Korrelation des Echosignals 24 mit dem ausgesendeten Messsignal 22 ebenfalls als konstanten Wert vor. Hierbei wird der vorgegebene zweite Schwellwert SW2 nur vom Korrelationsergebnis KE der zweiten Störsignalanteile 24.3 und der Nutzsignalanteile 24.1 überschritten. Das Korrelationsergebnis KE der ersten Störsignalanteile liegt unterhalb des zweiten Schwellwertes SW2. Alternativ können der erste Schwellwert SW1 und/oder der zweite Schwellwert SW2 auch als zeitabhängiger Wert vorgegeben werden.
Für die Gesamtbewertung des Echosignals 24 führt die Auswerte- und/oder Steuereinheit 10 mit den ermittelten Amplitudenbewertungen der erkannten Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3 und den ermittelten Korrelationsbewertungen der korrespondierenden erkannten Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3 mathematische Verknüpfungen aus. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Auswerte- und/oder Steuereinheit 10 das Produkt aus den Amplitudenbewertungen und den Korrelationsbewertungen und vergleicht die Ergebnisse mit einem vorgegebenen dritten Schwellwert SW3, welcher beispielsweise anlog durch Multiplikation aus dem ersten und zweiten Schwellwert SW1, SW2 berechnet wird. Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, wird der vorgegebene dritte Schwellwert SW3 nur vom Gesamtbewertungsergebnis GE der Nutzsignalanteile 24.1 überschritten. Die Gesamtbewertungsergebnisse GE der ersten Störsignalanteile und der zweiten Störsignalanteile 24.3 liegen jeweils unterhalb des dritten Schwellwertes SW3. Hierbei liegt das Gesamtbewertungsergebnis GE der ersten Störsignalanteile 24.2 aufgrund ihrer geringen Übereinstimmung mit dem ausgesendeten Muster unterhalb des dritten Schwellwertes SW3. Das Gesamtbewertungsergebnis GE der zweiten Störsignalanteile 24.3 liegt aufgrund ihrer geringen Amplitude unterhalb des dritten Schwellwertes SW3.
Somit erkennt die Auswerte- und/oder Steuereinheit 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Signalanteil 24.1, 24.2, 24.3 des Echosignals 24 nur dann als Nutzsignalanteil 24.1, wenn die bewertete Amplitude und die bewertete Korrelation des Signalanteils 24.1, 24.2, 24.3 jeweils den korrespondierenden Schwellwert SW1, SW2 überschreiten. Die Auswerte- und/oder Steuereinheit 10 berechnet aus den ermittelten und erkannten Nutzsignalanteilen 24.1 des empfangenen Echosignals 24 Abstände zu korrespondierenden Hindernissen und gibt diese über eine Ausgabeeinheit 60 optisch, akustisch und/oder haptisch an einen Fahrer bzw. Benutzer aus.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Wie aus 2 ersichtlich ist, wird im Schritt S10 ein codiertes Messsignal 22 mit einem vorgegebenen Muster für eine Sendedauer t_SD ausgesendet. Im Schritt S20 wird in Reaktion auf das ausgesendete Messsignal 22 ein Echosignal 24 empfangen, welches Nutzsignalanteile 24.1 und Störsignalanteile 24.2, 24.3 aufweist. Im Schritt S30 werden die verschiedenen Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3 des empfangenen Echosignals 24 nach einer Korrelation mit dem gesendeten Messsignal unter Verwendung eines Schwellwertes SW2 bewertet. Im Schritt S40 werden die verschiedenen Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3 des empfangenen Echosignals 24 nach den ermittelten Amplituden der Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3 des empfangenen Echosignals 24 unter Verwendung eines Schwellwertes SW1 bewertet. Im Schritt S50 werden Signalanteile 24.1, 24.2, 24.3 des empfangenen Echosignals 24 als Nutzsignalanteile 24.1 erkannt, wenn die Amplitudenbewertung und die Korrelationsbewertung des entsprechenden Signalanteils 24.1, 24.2, 24.3 jeweils den vorgegebenen korrespondierenden Schwellwert SW1, SW2 übersteigen. Im Schritt S60 werden die Abstände zu den erkannten Hindernissen durch Auswerten der Nutzsignalanteile 24.1 des Echosignals 24 ermittelt. Die ermittelten Abstände können anschließend optisch, akustisch und/oder haptisch über die Ausgabeeinheit 60 an den Fahrer bzw. Benutzer ausgegeben werden.
In 1 sind die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung als eigenständige Baugruppen dargestellt. Selbstverständlich können die Funktionalitäten von mehreren Baugruppen zusammengefasst und nur durch eine neu entstehende Baugruppe ausgeführt werden. So können beispielsweise der Signalgenerator 50, die Modulationseinheit 30 und die Codiereinheit 40 zu einer Signalerzeugungseinheit zusammengefasst werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bzw. einzelne beschriebenen Komponenten können als Schaltung, Vorrichtung, Verfahren, Datenverarbeitungsprogramm mit Programmcodemitteln und/oder als Computerprogrammprodukt realisiert werden. Entsprechend kann die vorliegende Erfindung vollständig als Hardware und/oder als Software und/oder als Kombination aus Hardware- und/oder Softwarekomponenten ausgeführt werden. Zudem kann die vorliegende Erfindung als Computerprogrammprodukt auf einem computernutzbaren Speichermedium mit computerlesbarem Programmcode ausgeführt werden, wobei verschiedene computerlesbare Speichermedien wie Festplatten, CD-ROMs, optische oder magnetische Speicherelemente usw. benutzt werden können.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbessern durch die Bewertung nach Amplitude und Korrelationsergebnis eine Unterscheidung von verschiedenen Signalanteilen eines empfangenen Echosignals und insbesondere eine Erkennung von Nutzsignalanteilen zur Abstandsbestimmung. So können beispielsweise von zu erkennenden Hindernissen reflektierte Nutzsignalanteile von Störsignalanteilen unterschieden werden, die beispielsweise unerwünschte Echosignalanteile im Nahbereich, die beispielsweise als Bodenechosignale auftreten, und/oder von Störquellen erzeugte Störsignale umfassen. Die erkannten Störsignale können dann unterdrückt und bei der Abstandsermittlung nicht berücksichtigt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7643376 B2 [0006]
EP 1105749 B1 [0007]

Claims

Verfahren zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung, welche vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet, wobei ein Messsignal (22) mit einer vorgebbaren Codierung, einem vorgebbaren Pulswiederholintervall, einer vorgebbaren Brustlänge und einer vorgebbaren Signalfrequenz ausgesendet und ein resultierendes codiertes Echosignal (24) mit Nutzsignalanteilen (24.1) und/oder Störsignalanteilen (24.2, 24.3) empfangen und ausgewertet werden, wobei zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) und zur Erkennung der Nutzsignalanteile (24.1) das empfangene Echosignals (24) nach einer Korrelation mit dem ausgesendeten Messsignal (22) bewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Echosignal (24) mit Nutzsignalanteilen (24.1) und/oder Störsignalanteilen (24.2, 24.3) zusätzlich nach den ermittelten Amplituden der Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) bewertet wird, wobei zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) des Echosignals (24) mindestens ein Schwellwert (SW1, SW2, SW3) für die bewertete Amplitude und/oder die bewertete Korrelation vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signalanteil (24.1, 24.2, 24.3) des Echosignals (24) nur dann als Nutzsignalanteil (24.1) erkannt wird, wenn die bewertete Amplitude und die bewertete Korrelation des Signalanteils jeweils den korrespondierenden Schwellwert (SW1, SW2) überschreiten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Schwellwert (SW1) für die bewerteten Amplituden der Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) des Echosignals (24) als konstanter Wert oder als zeitabhängiger Wert vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schwellwert (SW2) für die bewertete Korrelation der Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) des Echosignals (24) als konstanter Wert oder als zeitabhängiger Wert vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gesamtbewertung des Echosignals (24) die ermittelten Amplitudenbewertungen der erkannten Signalanteile und die ermittelten Korrelationsbewertungen der korrespondierenden erkannten Signalanteile mathematisch verknüpft werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Amplitudenbewertungen und die ermittelten Korrelationsbewertungen für korrespondierende Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) zur Gesamtbewertung des Echosignals (24) addiert und/oder multipliziert und das Ergebnis mit einem dritten Schwellwert (SW3) verglichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ermittelten Nutzsignalanteilen (24.1) des empfangenen Echosignals (24) Abstände zu erkannten Hindernissen berechnet werden.
Vorrichtung zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung, welche vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Sende/Empfangseinheit (20) ein Messsignal (22) mit einer vorgebbaren Codierung, einem vorgebbaren Pulswiederholintervall, einer vorgebbaren Brustlänge und einer vorgebbaren Signalfrequenz aussendet und ein resultierendes codiertes Echosignal (24) mit Nutzsignalanteilen (24.1) und/oder Störsignalanteilen (24.2, 24.3) zur Auswertung empfängt, wobei eine Auswerte- und/oder Steuereinheit (10) zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) und zur Erkennung der Nutzsignalanteile (24.1) das empfangene Echosignal (24) nach einer Korrelation mit dem ausgesendeten Messsignal (22) bewertet, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und/oder Steuereinheit (10) das Echosignal (24) mit Nutzsignalanteilen (24.1) und/oder Störsignalanteilen (24.2, 24.3) zusätzlich nach den ermittelten Amplituden der Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) bewertet, wobei die Auswerte- und/oder Steuereinheit (10) zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile (24.1, 24.2, 24.3) des Echosignals (24) mindestens ein Schwellwert (SW1, SW2, SW3) für die bewertete Amplitude und/oder die bewertete Korrelation vorgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und/oder Steuereinheit (10) einen Signalanteil (24.1, 24.2, 24.3) des Echosignals (24) nur dann als Nutzsignalanteil (24.1) erkennt, wenn die bewertete Amplitude und die bewertete Korrelation des Signalanteils (24.1, 24.2, 24.3) jeweils den korrespondierenden Schwellwert (SW1, SW2) überschreiten.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und/oder Steuereinheit (10) einen ersten Schwellwert (SW1) für die bewerteten Amplituden des Echosignals (24) und/oder einen zweiten Schwellwert (SW2) für die bewertete Korrelation des Echosignals (24) als konstante Werte oder als zeitabhängige Werte vorgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und/oder Steuereinheit (10) für die Gesamtbewertung des Echosignals (24) die ermittelten Amplitudenbewertungen der erkannten Signalanteile und die ermittelten Korrelationsbewertungen der korrespondierenden erkannten Signalanteile mathematisch verknüpft, vorzugsweise addiert und/oder multipliziert, und das Ergebnis mit einem dritten Schwellwert (SW3) vergleicht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch einen Signalgenerator (50) zur Erzeugung eines Trägersignals für das Messsignal (22).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch eine Modulationseinheit (30) zur Modulation des auszusendenden Messsignals (22) und/oder zur Demodulation des empfangenen Echosignals (24) und einer Codiereinheit (40) zur Codierung des auszusendenden Messsignals (22) und zur Decodierung des empfangenen Echosignals (24).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und/oder Steuereinheit (10) aus den ermittelten Nutzsignalanteilen (24.1) des empfangenen Echosignals (24) Abstände zu erkannten Hindernissen berechnet und über eine Ausgabeeinheit (60) ausgibt.
Vorrichtung zur Fahrzeugumfelderfassung, welche vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet, mit mindestens einer Sende/Empfangseinheit (20), welche ein Messsignal (22) mit einem vorgebbaren Pulswiederholintervall, einer vorgebbaren Brustlänge und einer vorgebbaren Signalfrequenz aussendet und ein resultierendes Echosignal (24) zur Auswertung empfängt, gekennzeichnet durch mindestens eine Vorrichtung zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung nach einem der Ansprüche 8 bis 14.