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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Schwellwertkurve für die Auswertung eines Echosignals eines Ultraschallwandlers der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, sowie ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung der im Oberbegriff des Anspruchs 7 genannten Art, und eine zugehörige Vorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 10 genannten Art.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen, für Fahrzeuge zur Erkennung von Objekten bzw. Hindernissen in einem Überwachungsbereich bekannt, welche mindestens eine Sendesignal aussenden und in Reaktion auf das mindestens eine Sendesignal ein Echosignal empfangen und auswerten, um die Entfernung zu im Überwachungsbereich erkannten Objekten bzw. Hindernissen nach dem Schallimpulslaufzeitverfahren zu bestimmen. Eine solche Vorrichtung zur Umfelderfassung ist üblicherweise am vorderen Teil, z. B. am Kühlergrill, eines Fahrzeugs angebracht, kann aber auch am hinteren Teil des Fahrzeugs angebracht werden. Des Weiteren sind Vorrichtungen und Verfahren bekannt, welche eine Schwellwertkurve mit einem variablen Offset belegen, um eine Objekterkennung an aktuelle Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Lufttemperatur und/oder Luftfeuchtigkeit, welche die Ausbreitung und Dämpfung von Ultraschallsignalen beeinflussen, anzupassen und bei der Auswertung zu berücksichtigen. Des Weiteren kann durch die Anwendung der Schwellwertkurve zwischen Nutzsignalanteilen, welche von einem zu detektierenden Objekt stammen, und Störsignalanteilen unterschieden werden.
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In der Offenlegungsschrift
DE 10 2007 015 920 A1 wird beispielsweise ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung mithilfe von pulsmodelierten Schallsignalen beschrieben. Bei dem beschriebenen Verfahren wird ein von einem Schallwandler erzeugtes Ausgangssignal in eine Zeitreihe von Messwerten umgewandelt, welche zur Detektion von Objektsignaturen, welche auf vom Objekt zurückgeworfenen Schallsignalen beruhen, auf das Überschreiten von gespeicherten Referenzwerten überprüft werden, welche zu einer Referenzwertkurve zusammengefasst und den Messwerten zugeordnet werden. Oberhalb der Referenzwertkurve verläuft eine Rauschgrenzwertkurve, oberhalb der sich eine Objektgrenzwertkurve erstreckt. Die Objektgrenzwertkurve und die Rauschgrenzwertkurve sind jeweils um einen vorbestimmten Betrag gegenüber der Referenzwertkurve versetzt. Die Referenzgrenzwertkurve stellt somit eine gemeinsame Bezugsgröße für die Rauschgrenzwertkurve und die Objektgrenzwertkurve dar. Die Lage der Referenzwertkurve wird jeweils durch die Lage der Messwerte bezüglich der Rauschgrenzwertkurve bestimmt. Liegt ein Messwert oberhalb der Rauschgrenzwertkurve, dann wir die Referenzwertkurve erhöht. Andernfalls wird die Referenzwertkurve beibehalten oder abgesenkt.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 040 219 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Anpassung einer Schwellwertekurve am Signaleingang eines Sensors zur Entfernungsmessung mittels Echoverfahren bekannt. Hierbei wird zwischen dem Zeitpunkt des Abklingens des Sendesignals und dem Zeitpunkt des Empfangens des Echosignals ein Zeitintervall für eine Rauschprobe definiert. Ein Schwellwert wird stufenweise gesenkt, wenn das Rauschsignal unterhalb der Schwellwertkurve liegt. Der Schwellwert wird erhöht, wenn das Rauschsignal oberhalb des Schwellwertes liegt. Aus den Schwellwerten wird eine Schwellwertlinie ermittelt, welche oberhalb des kontinuierlichen Rauschuntergrunds und unterhalb kurzzeitiger hochfrequenter Spitzen liegt, welche bei der späteren Signalauswertung herausgefiltert werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung einer Schwellwertkurve vorzuschlagen, welche an aktuelle Umgebungsbedingungen anpasst werden kann, um ungewollte Störsignale deutlich zu reduzieren. Des Weiteren werden ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung und eine zugehörige Vorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug vorgeschlagen, welche das vorgeschlagene Verfahren zur Erzeugung einer dynamischen Schwellwertkurve verwenden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erzeugung einer Schwellwertkurve mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und durch eine Vorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weitere die Ausführungsformen der Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass die ermittelte Schwellwertkurve dynamisch an aktuelle Umgebungsbedingungen angepasst werden kann, und keine zusätzlichen Sensoren zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Luftfeuchtigkeit und/oder Lufttemperatur, erforderlich sind. Durch die dynamische Anpassung der Sollwertkurve kann die Anzahl von Störsignalanteilen, welche eine höhere Amplitude als die Schwellwertkurve aufweisen, in vorteilhafter Weise deutlich reduziert werden, da die Form der ermittelten Schwellwertkurve nicht vorgeben ist, sondern an die ermittelten Störsignalanteile angepasst werden kann.
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Der Grundgedanke der Erfindung basiert darauf, dass ein in Reaktion auf mindestens ein Sendesignal empfangenes Echosignal zur Erzeugung einer Störsignalhüllkurve gefiltert wird. Durch die Filterung können Nutzsignalanteile aus dem Echosignal herausgefiltert werden, so dass die Störsignalhüllkurve im Wesentlichen dem Verlauf der Amplituden der Störsignale bzw. Rauschsignale folgt. Des Weiteren wird die Störsignalhüllkurve mit einem Offset belegt und als dynamische Schwellwertkurve für die Auswertung des empfangenen Echosignals verwendet.
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Der empfangene Störsignalanteil kann aktive Störsignale, welche von mindestens einer Störquelle erzeugt werden, und/oder passive Störsignale umfassen, welche durch Reflexion des Sendesignals an der mindestens einen Störquelle erzeugt werden und/oder Rauschsignale repräsentieren. Da der empfangene Störsignalanteil zur Erzeugung der Störsignalhüllkurve und damit zur Erzeugung der Schwellwertkurve genutzt wird, können in der Schwellwertkurve in vorteilhafter Weise nahezu alle Störsignalanteile berücksichtigt werden, welche bei den aktuellen Umgebungsbedingungen auftreten. Beispielsweise können Reflexionen der Sendesignale an einer Fahrbahnoberfläche mit ihren aktuellen Amplituden berücksichtigt werden, wobei die Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise das Reflexionsvermögen des Straßenbelags und/oder die Dämpfung bzw. Abschwächung der Amplitude des Echosignals aufgrund von Umwelteinflüssen, wie Luftfeuchtigkeit und/oder Lufttemperatur, berücksichtigt werden können. Des Weiteren können in vorteilhafter Weise Störsignalanteile, welche aktiv von Störsignalquellen erzeugt werden, welche im Umfeld des Fahrzeugs angeordnet sind, bei der Erzeugung der Schwellwertkurve berücksichtigt werden. Diese Störsignalquellen umfassen beispielsweise Umfelderfassungsvorrichtungen von anderen Fahrzeugen und/oder andere Druck- und/oder Schallwellenerzeuger und/oder Abrollgeräusche von Fahrzeugreifen usw.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer Schwellwertkurve können bei der Filterung die steile Flanken aufweisenden Nutzsignalanteile durch einen Tiefpassfilter, welcher vorzugsweise als Tiefpassfilter zweiter Ordnung ausgeführt ist, abgeschwächt und/oder nahezu vollständig aus dem Echosignal herausgefiltert werden. Die Verwendung eines Tiefpassfilters stellt eine kostengünstige und effektive Methode zur Verfügung, um Nutzsignalanteile aus dem Echosignal herauszufiltern.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer Schwellwertkurve kann die Schwellwertkurve während des Ultraschallwandlerbetriebs aus der Störsignalhüllkurve eines aktuell erfassten Echosignals ermittelt werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Berücksichtigung der aktuellen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Straßenbelag und/oder auftretenden Rollgeräusche, welche sich zwischen den Messungen ändern können.
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In alternativer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer Schwellwertkurve kann die Schwellwertkurve während des Ultraschallwandlerbetriebs aus der Störsignalhüllkurve eines durch eine vorherige Messung erfassten Echosignals ermittelt werden. Beispielsweise kann die Störsignalhüllkurve aus einem Echosignal erzeugt werden, welches bei Inbetriebnahme des Ultraschallwandlers empfangen und ausgewertet wird. Zudem kann die Störsignalhüllkurve in vorgegebenen Zeit- und/oder Streckenintervallen aus den korrespondierenden Echosignalen erzeugt werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise kann die erforderliche Rechenleistung reduziert werden, da nicht aus jedem empfangenen Echosignal eine Störsignalhüllkurve bzw. Schwellwertkurve erzeugt wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer Schwellwertkurve kann der Offset durch Multiplikation und/oder Addition implementiert werden. Auf diese Weise kann eine Schwellwertkurve erzeugt werden, welche sicher über den ermittelten Störsignalanteilen liegt, so dass die Anzahl der Störsignalanteile, deren Amplituden über der Schwellwertkurve liegen, in vorteilhafter Weise reduziert werden kann.
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Das beschriebene Verfahren zur Erzeugung einer Schwellwertkurve kann vorzugsweise in einem Verfahren zur Entfernungsbestimmung verwendet werden. Bei einem solchen Verfahren zur Entfernungsbestimmung wird durch einen Ultraschallwandler mindestens ein Sendesignal ausgesendet und in Reaktion auf das mindestens eine Sendesignal ein Echosignal empfangen und ausgewertet. Hierbei weist das Echosignal mindestens einen Nutzsignalanteil von einem zu detektierenden Objekt und/oder mindestens einen Störsignalanteil von mindestens einer Störquelle auf, wobei während der Auswertung das empfangene Echosignal mit einer dynamischen Schwellwertkurve verglichen wird, welche nach dem oben beschriebenen Verfahren erzeugt wird. Bei der Auswertung werden die empfangenen Signalanteile ausgeblendet, deren Amplituden unterhalb der dynamischen Schwellwertkurve liegen, und die empfangenen Signalanteile, deren Amplitude oberhalb der dynamischen Schwellwertkurve liegen, werden zur Ermittlung von Entfernungen zu den detektierten Objekten ausgewertet.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entfernungsbestimmung kann für einen Vergleich des empfangenen Echosignals mit der aus dem Echosignal erzeugten Schwellwertkurve, das Echosignal mit der Schwellwertkurve überlagert werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine leicht umsetzbare Ermittlung der empfangenen Signalanteile, deren Amplituden unterhalb der Schwellwertkurve liegen und ausgeblendet werden sollen. Des Weiteren werden Signalanteile ermittelt, deren Amplitude oberhalb der Schwellwertkurve liegen und welche zur Ermittlung von Entfernungen zu den detektierten Objekten ausgewertet werden sollen. Da die Schwellwertkurve zeitnah aus dem empfangenen Echosignal ermittelt wird, werden in vorteilhafter Weise keine Störsignalanteile zur Entfernungsermittlung herangezogen, da diese zuverlässig ausgeblendet werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entfernungsbestimmung werden bei der Auswertung der Nutzsignalanteile und/oder bei der Ermittlung der Entfernung aus den Nutzsignalanteilen, auftretende bauartbedingte Störquellen, wie beispielsweise Anhängerkupplungen, Stoßfänger usw., erkannt und berücksichtigt. Dies kann in vorteilhafter Weise durch einen nachgeschalteten Filter erfolgen, welcher die Entfernungen und Nutzsignalanteile der bauartbedingten Störquellen kennt und entfernt.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug umfasst mindestens einen Ultraschallwandler und eine Auswerte- und Steuereinheit. Hierbei sendet der mindestens eine Ultraschallwandler ein Sendesignal aus und empfängt in Reaktion auf das Sendesignal mindesten ein Echosignal, welches mindestens einen Nutzsignalanteil von einem zu detektierenden Objekt und/oder mindestens einen Störsignalanteil von mindestens einer Störquelle aufweist. Bei der Auswertung vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit das empfangene Echosignal mit einer Schwellwertkurve und blendet die Signalanteile aus, deren Amplituden unterhalb der Schwellwertkurve liegen. Die Signalanteile, deren Amplitude oberhalb der Schwellwertkurve liegen, wertet die Auswerte- und Steuereinheit zur Ermittlung von Entfernungen zu detektierenden Objekten aus. Erfindungsgemäß ist eine Filtereinrichtung vorgesehen, welche durch Herausfiltern der Nutzsignalanteile aus dem Echosignal eine Störsignalhüllkurve erzeugt. Die Auswerte- und Steuereinheit wandelt die Störsignalhüllkurve durch Hinzufügen eines Offsets in eine dynamische Schwellwertkurve um und verwendet die dynamische Schwellwertkurve für die Auswertung des empfangenen Echosignals.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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In der Darstellung zeigt:
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1 ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umfelderfassung,
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2 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug aus 1,
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3 ein Kennliniendiagramm, in welchem ein empfangenes erstes Echosignal mit Störsignalanteilen und Nutzsignalanateilen dargestellt ist,
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4 ein Kennliniendiagramm, in welchem das empfangene erste Echosignal, eine Störsignalhüllkurve und eine Schwellwertkurve dargestellt sind,
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5 ein Kennliniendiagramm, in welchem erste Eingangssignale eines Vergleichers dargestellt sind,
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6 ein Kennliniendiagramm, in welchem ein empfangenes zweites Echosignal dargestellt ist, welches nur Störsignalanteile aufweist,
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7 ein Kennliniendiagramm, in welchem das empfangene zweite Echosignal, eine Störsignalhüllkurve und eine Schwellwertkurve dargestellt sind,
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8 ein Kennliniendiagramm, in welchem zweite Eingangssignale eines Vergleichers dargestellt sind, und
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9 ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entfernungsbestimmung.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst ein Fahrzeug 40 eine Vorrichtung zur Umfelderfassung 1. Die Vorrichtung 1 zur Umfelderfassung sendet mindestens ein Sendesignal 22 aus. Das mindestens eine Sendesignal 22 wird von einem Objekt 30 reflektiert und als mindestens ein Echosignal 24, 24' von der Vorrichtung 1 des Fahrzeugs 40 empfangen. Aus der ermittelten Zeitspanne zwischen dem Senden des Sendesignals 22 und dem Empfangen des Echosignals 24, 24' wird aus der bekannten Geschwindigkeit des Sende- 22 und des Echosignals 24, 24' die Entfernung E zum Objekt 30 berechnet. Bei der Verwendung eines Ultraschallwandlers 2 breitet sich das Sendesignal 22 bzw. das Echosignal 24, 24' mit Schallgeschwindigkeit aus.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umfelderfassung 1 in einem Fahrzeug 40, einen Generator 3, welcher das Sendesignal 22 erzeugt, einen Ultraschallwandler 2, eine Filtereinrichtung 5 und eine Auswerte- und Steuereinheit 7. Der Ultraschallwandler 2 sendet das vom Generator 3 erzeugte Sendesignal 22 aus und empfängt in Reaktion auf das Sendesignal 22 mindesten ein Echosignal 24, 24', das beispielhaft in 3 bis 8 dargestellt ist.
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Erfindungsgemäß erzeugt die Filtereinrichtung 5, welche vorzugsweise als Tiefpassfilter zweiter Ordnung ausgeführt ist, durch das Herausfiltern der Nutzsignalanteile 24.1 aus dem Echosignal 24, 24' eine Störsignalhüllkurve 12, 12' welche beispielhaft in 4 und 7 dargestellt ist. Des Weiteren weist die Auswerte- und Steuereinheit 7 einen Offseterzeuger 7.1 auf, welcher durch das Hinzufügen eines Offsets D die Störsignalhüllkurve 12, 12' in eine dynamische Schwellwertkurve 10, 10' umwandelt, welche in 4, 5, 7 und 8 dargestellt ist. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Offset D als konstanter Wert vorgegeben, um den die erzeugte Störsignalhüllkurve 12, 12' nach oben verschoben wird.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist weist die Auswerte- und Steuereinheit 7 einen Vergleicher 7.2 auf. Der Vergleicher 7.2 überlagert die erzeugte dynamische Schwellwertkurve 10, 10' mit dem Echosignal 24, 24', wobei die erzeugte dynamische Schwellwertkurve 10, 10' an einem ersten Eingang des Vergleichers 7.2 und das empfangene Echosignal 24, 24' an einem zweiten Eingang des Vergleichers 7.2 anliegt. Hierbei blendet der Vergleicher 7.2 Signalanteile 24.2, 24.2a, 24.2b, 24.2', 24.2a', 24.2b' aus, deren Amplituden unterhalb der Schwellwertkurve 10, 10' liegen. Da die Schwellwertkurve 10, 10' auf dem Verlauf der Amplituden der Störsignalanteile 24.2, 24.2' basiert, blendet der Vergleicher 7.2 die Störsignalanteile 24.2, 24.2' aus. Es ist aber auch möglich das schwache Nutzsignalanteile ausgeblendet werden, deren Amplitude kleiner als die Schwellwertkurve 10, 10' sind und damit außerhalb des Erfassungsbereichs des Ultraschallwandlers 2 liegen. Der Vergleicher 7.2 gibt die Signalanteile 24.1, deren Amplitude oberhalb der Schwellwertkurve 10 liegen, an einen in der Auswerte- und Steuereinheit 7 vorhandenen Entfernungsrechner 7.4 weiter. Der Entfernungsrechner 7.4 berechnet die Entfernungen E zu den detektierten Objekten 30.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Umfelderfassung weist in der Auswerte- und Steuereinheit 7, eine gestrichelt dargestellte weitere Filtereinrichtung 7.6 auf, welche die aus vermeintlichen Nutzsignalanteilen ermittelten Entfernungen E von bauartbedingten Störquellen erkennt und herausfiltert. Diese vermeintlichen Nutzsignalanteile können beispielsweise von einer Anhängerkupplung und/oder von einem Stoßfänger hervorgerufen werden. Alternativ kann die Filtereinrichtung 7.6 auf vor dem Entfernungsrechner 7.4 angeordnet werden. Auf diese Weise können die bauartbedingten vermeintlichen Nutzsignalanteile ausgefiltert werden, bevor die Berechnung der korrespondierenden Entfernungen E erfolgt.
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Des Weiteren ist eine Ausgabeeinheit 8 vorgesehen, welche die berechneten Entfernungen E zu detektierten Objekten 30 über ein Display und/oder ein anderes Ausgabegerät ausgibt, um den Fahrer auf das detektierte Objekt 30 optisch und/oder akustisch aufmerksam zu machen.
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Wie aus 3 bis 5 ersichtlich ist, weist ein erstes Echosignal 24 den Nutzsignalanteil 24.1, der von dem zu detektierenden Objekt 30 reflektiert wird, und Störsignalanteile 24.2 auf, welche aktive Störsignale 24.2a und passive Störsignale 24.2b von mindestens einer Störquelle umfassen. Die Störsignalanteile 24.2, 24.2a, 24.2b können hierbei in Abhängigkeit von der zugehörigen Störquelle unterschiedliche Amplituden aufweisen. Die in 3 bis 5 dargestellten aktiven Störsignale 24.2a können beispielsweise von einer Vorrichtung zur Umfelderfassung eines anderen Fahrzeugs erzeugt werden, welches sich im Umfeld des eigenen Fahrzeugs 40 aufhält. Die passiven Störsignale 22.2b können beispielsweise durch Reflexionen des Sendesignals 22 an Störquellen, wie einer Fahrbahnoberfläche, erzeugt werden oder Rauschsignale repräsentieren. Wie aus 3 bis 5 weiter ersichtlich ist, weisen die Nutzsignalanteile 24.1 steile Flanken auf, welche durch die Filterung mit dem Tiefpassfilter 5 geglättet werden.
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Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, passt sich die durch Filterung des gepunktet dargestellten empfangenen Echosignals 24 erzeugte Störsignalhüllkurve 12 an den Verlauf der Amplituden der Störsignalanteile 24.2 an und entspricht einer geglätteten Darstellung des ursprünglichen Echosignals 24, wobei der Nutzsignalanteil 24.1 gedämpft und nahezu vollständig aus der erzeugten Störsignalhüllkurve 12 entfernt ist. Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, wird zur Erzeugung der dynamischen Schwellwertkurve 10 die Störsignalhüllkurve 12 um den Offset D angehoben, um einen Abstand zwischen den Amplituden der Störsignalanteile 24.2, 24.2a, 24.2b vorzugeben und eine Auswertung von Störsignalanteilen 24.2a, 24.2b zur Entfernungsbestimmung zu vermeiden.
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5 zeigt die am ersten Eingang des Vergleichers 7.2 anliegende erzeugte dynamische Schwellwertkurve 10 und das am zweiten Eingang des Vergleichers 7.2 anliegende empfangene Echosignal 24. Im Falle des dargestellten ersten Echosignals 24 gibt der Vergleicher 7.2 nur den Nutzsignalanteil 24.1 aus, dessen Amplitude oberhalb der Schwellwertkurve 10 liegt.
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Wie aus 6 bis 8 ersichtlich ist, weist ein zweites Echosignal 24' nur Störsignalanteile 24.2' auf, welche aktive Störsignale 24.2a' und passive Störsignale 24.2b' von mindestens einer Störquelle umfassen. Analog zu den Ausführungen zum ersten Echosignal 24, passt sich die durch Filterung des gepunktet dargestellten empfangenen Echosignals 24' erzeugte Störsignalhüllkurve 12' an den Verlauf der Amplituden der Störsignalanteile 24.2' an und entspricht einer geglätteten Darstellung des ursprünglichen Echosignals 24', wie aus 6 ersichtlich ist. Wie aus 6 weiter ersichtlich ist, wird zur Erzeugung der dynamischen Schwellwertkurve 10' die Störsignalhüllkurve 12' um den Offset D angehoben, um einen Abstand zwischen den Amplituden der Störsignalanteile 24.2', 24.2a', 24.2b' vorzugeben und eine Auswertung von Störsignalanteilen 24.2a', 24.2b' zur Entfernungsbestimmung zu vermeiden.
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7 zeigt die am ersten Eingang des Vergleichers 7.2 anliegende erzeugte dynamische Schwellwertkurve 10' und das am zweiten Eingang des Vergleichers 7.2 anliegende empfangene Echosignal 24'. Im Falle des dargestellten zweiten Echosignals 24' gibt der Vergleicher 7.2 kein Ausgabesignal zur Auswertung aus.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Schwellwertkurve 10, 10' während des Ultraschallwandlerbetriebs aus der Störsignalhüllkurve 12, 12' eines aktuell erfassten Echosignals 24, 24' ermittelt. Auf diese Weise kann die Schwellwertkurve 10, 10' an die aktuell vorhandenen Störsignalanteile 24.2, 24.2' angepasst werden.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Schwellwertkurve während des Ultraschallwandlerbetriebs aus der Störsignalhüllkurve eines durch eine vorherige Messung erfassten Echosignals ermittelt. Diese kann beispielsweise gespeichert und in vorbestimmten Zeit- und/oder Streckenintervallen erneut ermittelt werden.
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Wie aus 9 ersichtlich ist, wird bei dem Verfahren zur Entfernungsbestimmung, in einem Verfahrensschritt S10 durch einen Ultraschallwandler 2 mindestens ein Sendesignal 22 ausgesendet und in Reaktion auf das mindestens eine Sendesignal 22 im Verfahrensschritt S20 ein Echosignal 24, 24' empfangen. Das Echosignal 24, 24' umfasst mindestens einen Nutzsignalanteil 24.1 von einem zu detektierenden Objekt 30 und/oder mindestens einen Störsignalanteil 24.2, 24.2' von mindestens einer Störquelle. Erfindungsgemäß wird im Verfahrensschritt S30 das Echosignal 24, 24' zur Erzeugung einer Störsignalhüllkurve 12, 12' gefiltert. Durch die Filterung werden die Nutzsignalanteile 24.1 herausgefiltert. Die Nutzsignalanteile 24.1 weisen steile Flanken auf und können vorzugsweise durch einen Tiefpassfilter 5 zweiter Ordnung abgeschwächt und/oder aus dem empfangenen Echosignal 24, 24' herausgefiltert werden.
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Im Verfahrensschritt S40 wird eine dynamische Schwellwertkurve 10 erzeugt, in dem die Störsignalhüllkurve 12 mit einem Offset D belegt wird. Der Offset D kann durch Multiplikation und/oder Addition einer Konstanten implementiert werden.
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Im Verfahrensschritt S50 wird die ermittelte Schwellwertkurve 10, 10' mit dem empfangenen Echosignal 24, 24' verglichen. Für den Vergleich wird das Echosignal 24, 24' mit der Schwellwertkurve 10, 10' überlagert. Es sind aber auch andere Vergleichsmöglichkeiten vorstellbar, wie beispielsweise eine Differenzbildung zwischen dem Echosignal 24, 24' und der Schwellwertkurve 10, 10'.
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Im Verfahrensschritt S60 werden die empfangenen Signalanteile 24.2, 24.2' ausgeblendet, deren Amplituden unterhalb der Schwellwertkurve 10, 10 liegen. Diese Signalanteile entsprechen im Idealfall den Störsignalanteilen 24.2, 24.2'.
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Im Verfahrensschritt S70 werden die empfangenen Signalanteile 24.1, deren Amplituden oberhalb der Schwellwertkurve 10, 10' liegen, zur Ermittlung von Entfernungen E zu den detektierten Objekten 30 ausgewertet.
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Im Verfahrensschritt S80 werden die ermittelten Entfernungen E zu erkannten Objekten 30 ausgeben. Diese Entfernungen E können vom Fahrer auf einem Display abgelesen oder durch akustische Signale erkannt werden.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise die Erzeugung einer Schwellwertkurve, welche sich bei jeder Messung an die aktuellen Umgebungsbedingungen anpasst und insbesondere dem Verlauf des Störsignalanteils folgt, um ungewollte Störsignalanteile deutlich zu reduzieren. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung eines Schwellwerts kann vorzugsweise in einem Verfahren zur Entfernungsbestimmung und in einer Vorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007015920 A1 [0003]
- DE 102008040219 A1 [0004]
