DE102012017367A1 - Verfahren zum Bestimmen des Signal-Rausch-Verhältnisses eines Zielechos eines von einem Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs empfangenen Empfangssignals, Fahrerassistenzeinrichtung und Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Bestimmen des Signal-Rausch-Verhältnisses eines Zielechos eines von einem Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs empfangenen Empfangssignals, Fahrerassistenzeinrichtung und Kraftfahrzeug

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Signal-Rausch-Verhältnisses (22) eines Zielechos (11) eines von einem Ultraschallsensor (3, 5) eines Kraftfahrzeugs (1) empfangenen Empfangssignals (UE), bei welchem ein Sendesignal kodiert ausgesendet wird, das Empfangssignal (UE) dekodiert wird und zur Dekodierung das Empfangssignal (UE) mit einem Referenzsignal korreliert wird und durch die Korrelation ein Korrelationssignal (UK) bereitgestellt wird, wobei zur Bestimmung des Signal-Rausch-Verhältnisses (22) ein Wert (21) des Rauschens des Empfangssignals (UE) anhand des Korrelationssignals (UK) bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des tatsächlichen bzw. realen Signal-Rausch-Verhältnisses eines Zielechos eines Empfangssignals, welches von einem Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs empfangen wird. Bei dem Verfahren wird ein Sendesignal – insbesondere desselben Ultraschallsensors – codiert ausgesendet, und hierbei wird beispielsweise ein vorbestimmtes Codewort dem Sendesignal aufgeprägt, etwa mit Hilfe einer Modulation. Das Empfangssignal wird decodiert, wobei zur Decodierung des Empfangssignals selbiges Empfangssignal mit einem Referenzsignal korreliert wird und durch diese Korrelation ein Korrelationssignal bereitgestellt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Fahrerassistenzeinrichtung, welche zum Durchführen eines solchen Verfahrens ausgebildet ist, wie auch ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Fahrerassistenzeinrichtung.
  • Ultraschallsensoren für Kraftfahrzeuge sind bereits Stand der Technik. Sie werden üblicherweise zum Unterstützen des Fahrers beim Rangieren des Kraftfahrzeugs eingesetzt, nämlich insbesondere beim Einparken des Kraftfahrzeugs in eine Parklücke sowie beim Ausparken aus der Parklücke. Die Ultraschallsensoren sind dabei Bestandteil einer Fahrerassistenzeinrichtung, welche als Parkassistenzsystem oder aber als Parkhilfe bezeichnet wird. Mit Hilfe der Ultraschallsensoren können Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug und in seiner Umgebung befindlichen Hindernisse gemessen werden. Die Ultraschallsensoren arbeiten nach dem Echolaufzeitprinzip: Die Abstandsmessung erfolgt in der Ultraschalltechnologie mittels eines Echolaufzeitverfahrens bzw. Echolotverfahrens. Der Ultraschallsensor sendet dabei einen Sendesignal – Ultraschall – aus und empfängt ein Empfangssignal, welches das von einem fahrzeugexternen Objekt reflektierte Sendesignal ist. Es werden also Ultraschallwellen ausgesendet, an einem Objekt reflektiert und wieder empfangen. In Abhängigkeit von der gemessenen Laufzeit der Ultraschallwellen wird dann der Abstand zwischen dem Objekt und dem Kraftfahrzeug bestimmt.
  • Es ist außerdem Stand der Technik, das Sendesignal eines Ultraschallsensors zu modulieren bzw. zu Codieren, so dass dem Sendesignal ein vorbestimmtes, spezifisches Codewort aufgeprägt wird und mit dem Sendesignal somit dieses spezifische Codewort bzw. eine Kennung übertragen wird. Das Sendesignal kann dann von anderen Störsignalen bzw. von Schallsignalen anderer Sensoren des eigenen Kraftfahrzeugs und auch von Schallsignalen anderer Kraftfahrzeuge unterschieden werden. Auf der einen Seite kann somit das Empfangssignal von Ultraschallsignalen anderer Fahrzeuge unterschieden werden; andererseits wird somit auch ein gleichzeitiger Betrieb mehrerer Ultraschallsensoren ein und desselben Kraftfahrzeugs ermöglicht. In diesem Falle sendet jeder Ultraschallsensor ein Sendesignal mit einer zugeordneten spezifischen Kennung und kann dann das eigene Schallsignal oder aber das Signal eines benachbarten Sensors wieder erkennen.
  • Ein Verfahren zum gleichzeitigen Betreiben mehrerer Ultraschallsensoren ist beispielsweise aus dem Dokument DE 101 06 142 A1 bekannt. Auch aus der Druckschrift EP 1 105 749 B1 ist bekannt, dass die Sendesignale unterschiedlicher Ultraschallsensoren mit einer eigenen Kennung versehen und somit voneinander unterschieden werden können. Die Codierung eines Schallsignals eines Ultraschallsensors ist des Weiteren aus dem Dokument DE 37 01 521 A1 bekannt.
  • Wenn das Sendesignal codiert wird und hierbei dem Sendesignal eine spezifische Kennung bzw. ein Codewort aufgeprägt wird, so muss auch überprüft werden, ob das empfangene Empfangssignal dieselbe Kennung aufweist und somit das von einem Objekt reflektierte Sendesignal ist bzw. ein und demselben Ultraschallsensor zugeordnet werden kann. Nach heutigem Stand der Technik werden die empfangenen Signale mittels Korrelation auf ihre Codierung hin überprüft. Das Decodieren des Empfangssignals sieht also so aus, dass dieses Empfangssignal mit einem Referenzsignal korreliert wird, wobei das Ergebnis der Korrelation ein Maß für die Übereinstimmung zwischen dem empfangenen Ultraschallsignal und dem erwarteten Signal ist. Als Referenzsignal wird üblicherweise das ausgesendete Sendesignal bzw. ein Signal verwendet, welches dem Sendesignal entspricht. Wird eine relativ große Korrelation zwischen dem Empfangssignal und dem Referenzsignal erkannt, so wird festgestellt, dass es sich bei dem Empfangssignal um das eigene Signal des Ultraschallsensors handelt. Nur in diesem Falle wird das Empfangssignal weiter bearbeitet und der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt berechnet.
  • Anhand einer einfachen Korrelation ist die Bestimmung der Herkunft des Empfangssignals bzw. die Decodierung des Empfangssignals jedoch nicht immer mit großer Genauigkeit möglich. Dies deshalb, weil sich das fahrzeugexterne Objekt häufig relativ zum Kraftfahrzeug bewegt und die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt eine Frequenzverschiebung des Ultraschallsignals aufgrund des Dopplereffekts verursacht. Deshalb wird im Stand der Technik häufig auch ein Referenzsignal für die Korrelation verwendet, welches nicht genau dem ausgesendeten Sendesignal entspricht, sondern einem in seiner Frequenz verschobenen Sendesignal. Somit wird versucht, die Dopplerverschiebung des Empfangssignals zu kompensieren.
  • Der Nachteil der Korrelation besteht dabei darin, dass das Korrelationsergebnis bzw. das Korrelationssignal ein relativ hohes Eigenrauschen – so genanntes Korrelationsrauschen – enthält, welches das Signal-Rausch-Verhältnis signifikant verringert. Die Bestimmung des Signal-Rausch-Abstands des Korrelationssignals selbst entspricht also nicht dem realen und tatsächlichen Signal-Rausch-Abstand des Empfangssignals. Die Bestimmung des Signal-Rausch-Verhältnisses ist jedoch deshalb von Bedeutung, weil anhand dieses Signal-Rausch-Verhältnisses festgestellt werden kann, ob das Zielecho ein Störecho ist oder aber von dem eigenen Ultraschallsensor stammt. Ohne eine genaue Ermittlung des Signal-Rausch-Verhältnisses lässt sich somit das Korrelationsergebnis nicht präzise auswerten.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung das tatsächliche Signal-Rausch-Verhältnis des Zielechos präzise ermittelt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Fahrerassistenzeinrichtung, wie auch durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Bestimmen des Signal-Rausch-Verhältnisses eines von einem Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs empfangenen Zielechos. Ein Sendesignal wird codiert ausgesendet, und ein von dem Ultraschallsensor empfangenes Empfangssignal wird decodiert. Zur Decodierung wird das Empfangssignal mit einem Referenzsignal – beispielsweise dem Sendesignal oder einem in seiner Frequenz verschobenen Sendesignal – korreliert, und durch diese Korrelation wird ein Korrelationssignal bereitgestellt. Zur Bestimmung des Signal-Rausch-Verhältnisses wird ein Wert des Rauschens des Empfangssignals anhand des Korrelationssignals bestimmt.
  • Folglich wird der tatsächliche bzw. reale Wert des Rauschens des Empfangssignals bestimmt, und das Signal-Rausch-Verhältnis wird aus diesem Wert des Rauschens berechnet. Der Wert des Rauschens wird dabei anhand des Korrelationssignals selbst ermittelt, welches ein relativ hohes Eigenrauschen bzw. Korrelationsrauschen enthält. Durch Bestimmung des tatsächlichen Wertes des Rauschens des Empfangssignals anhand des Korrelationssignals wird ermöglicht, das Signal-Rausch-Verhältnis ohne den Einfluss des Korrelationsrauschens selbst zu bestimmen. Somit wird quasi das Korrelationsrauschen selbst bestimmt und kann somit bei der Bestimmung des realen Signal-Rausch-Verhältnisses des Zielechos unberücksichtigt bleiben. Als Ergebnis erhält man folglich ein Signal-Rausch-Verhältnis, welches dem realen bzw. tatsächlichen Signal-Rausch-Abstand entspricht, ohne dass dieser durch das Eigenrauschen des Korrelators beeinflusst wird. Die Bestimmung des Rauschens des Empfangssignals anhand des Korrelationssignals hat den Vorteil, dass zur Bestimmung des Signal-Rausch-Verhältnisses lediglich das Korrelationssignal und nicht zusätzlich noch das ursprüngliche Empfangssignal (vor dem Korrelator) verarbeitet werden muss.
  • Vorzugsweise wird das Signal-Rausch-Verhältnis als eine Differenz und/oder ein Verhältnis zwischen einem Maximum des Zielechos im Korrelationssignal einerseits und dem ermittelten Wert des Rauschens andererseits bestimmt. Als Ergebnis steht somit ein Signal-Rausch-Abstand zur Verfügung, anhand dessen zuverlässig und präzise festgestellt werden kann, ob es sich bei dem Zielecho um ein Störsignal oder aber um das eigene Signal des Ultraschallsensors handelt. Um dies zu ermitteln, kann das ermittelte Signal-Rausch-Verhältnis beispielsweise mit einem Referenzwert verglichen werden.
  • Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn zur Bestimmung des Werts des Rauschens das Korrelationssignal mittels eines Tiefpass-Filters gefiltert wird und hierbei ein Filtersignal bereitgestellt wird. Dann wird der Wert des Rauschens des Empfangssignals bevorzugt anhand des Filtersignals bestimmt. Mit Hilfe eines solchen Tiefpass-Filters kann somit quasi eine Einhüllende bzw. eine Hüllkurve des Korrelationssignals bereitgestellt werden, anhand welcher dann der tatsächliche Wert des realen Rauschens ermittelt werden kann. Die Bereitstellung eines solchen Filtersignals ermöglicht es, den Wert des Rauschens ohne viel Rechenaufwand und präzise zu bestimmen.
  • Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zur Bestimmung des Werts des Rauschens eine Breite des Zielechos im Filtersignal bestimmt wird und als Wert des Rauschens ein Wert des Filtersignals an einem Rand des Zielechos bestimmt wird. Diese Ausführungsform macht sich die Tatsache zunutze, dass die Breite des Zielechos im Filtersignal aufgrund der bekannten Parameter der Korrelation bekannt ist und das Eigenrauschen des Korrelationssignals lediglich innerhalb der Breite des Zielechos enthalten ist. Am Rande des Zielechos ist somit ausschließlich das reale Rauschen vorhanden, welches durch das Korrelationsrauschen nicht beeinflusst ist. Anhand der Breite des Zielechos kann somit mit geringem Rechenaufwand der tatsächliche Wert des realen Rauschens ermittelt werden.
  • Als Wert des Rauschens wird bevorzugt der Wert des Filtersignals an demjenigen Rand des Zielechos bestimmt, an welchem der Wert des Filtersignals größer als an dem anderen Rand ist. Bei der Bestimmung des Rauschens wird somit der ungünstigste Fall angenommen, so dass Fehler bei der Bestimmung und Auswertung des Signal-Rausch-Verhältnisses verhindert werden können. Diese Ausführungsform erweist sich insbesondere bei einem starken tatsächlichen Rauschen als vorteilhaft, dessen Höhe relativ stark über der Zeit variiert.
  • Die Breite des Zielechos ist bevorzugt eine vorbestimmte bzw. vordefinierte Breite, welche zur Ermittlung des Randes des Zielechos um ein Maximum des Zielechos – insbesondere symmetrisch – definiert wird. Somit braucht die Breite des Zielechos nicht in aufwändiger Weise anhand des Signals ermittelt zu werden, sondern es wird eine vorbestimmte, bekannte Breite zur Bestimmung der Ränder des Zielechos verwendet.
  • Die Bestimmung des Werts des Rauschens kann auch auf eine unterschiedliche Art und Weise erfolgen, welche ergänzend oder alternativ zu der oben beschriebenen Bestimmung implementiert werden kann. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zur Bestimmung des Werts des Rauschens eine Zeitdauer des Korrelationssignals in eine vorgegebene Vielzahl von Zeitintervallen vorbestimmter Länge unterteilt wird und in jedem Zeitintervall ein Minimum des Korrelationssignals und/oder des Filtersignals bestimmt wird. Diese Minima stellen nämlich ein Maß für das tatsächliche, reale Rauschen ohne Beeinflussung durch das Korrelationsrauschen dar. Auch diese Ausführungsform kann ohne viel Aufwand implementiert werden und ermöglicht eine besonders präzise Ermittlung des tatsächlichen Rauschens.
  • Insbesondere wird dabei ein Mittelwert der Minima bestimmt und als Wert des Rauschens verwendet. Die Ermittlung des Werts des Rauschens ist somit besonders robust.
  • Die beiden oben genannten Methoden können auch miteinander kombiniert werden. So können insgesamt zwei unterschiedliche Werte des Rauschens mit den unterschiedlichen Methoden bestimmt werden, und aus diesen zwei Werten kann z. B. ein Mittelwert – gegebenenfalls auch mit einer Gewichtung – berechnet werden. Dieser Mittelwert wird dann als der Wert des Rauschens verwendet.
  • Anhand des Signal-Rausch-Verhältnisses kann dann bestimmt werden, ob das Zielecho das von einem fahrzeugexternen Objekt reflektierte Sendesignal ist und somit von einem tatsächlichen Objekt stammt oder aber ein Störsignal ist, etwa ein Ultraschall einer externen Störquelle.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Fahrerassistenzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Ultraschallsensor und mit einer Steuereinrichtung, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung.
  • Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
  • Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 zeitliche Verläufe eines Empfangssignals und eines Korrelationssignals eines Ultraschallsensors;
  • 3 zeitliche Verläufe des Korrelationssignals und eines daraus gewonnenen Filtersignals;
  • 4 bis 6 verschiedene Verläufe des Korrelationssignals und des Filtersignals, wobei ein Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform näher erläutert wird; und
  • 7 einen zeitlichen Verlauf eines Korrelationssignals, wobei ein Verfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform näher erläutert wird.
  • Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 beinhaltet eine Fahrerassistenzeinrichtung 2, welche eine Parkhilfe bzw. ein Parkassistenzsystem ist. Die Fahrerassistenzeinrichtung 2 dient zum Unterstützen des Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 beim Einparken in eine Parklücke sowie beim Ausparken aus der Parklücke. Die Fahrerassistenzeinrichtung 2 umfasst zu diesem Zwecke eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 3, welche an einem vorderen Stoßfänger 4 des Kraftfahrzeugs 1 verteilt angeordnet sind, wie auch eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 5, welche an einem hinteren Stoßfänger 6 verteilt angeordnet sind. Alle Ultraschallsensoren 3, 5 sind mit einer Steuereinrichtung 7 der Fahrerassistenzeinrichtung 2 elektrisch gekoppelt. Die Steuereinrichtung 7 kann einen digitalen Signalprozessor bzw. einen Mikrokontroller beinhalten und dient zur Ansteuerung der Ultraschallsensoren 3, 5. Die Steuereinrichtung 7 empfängt auch alle Empfangssignale von den Ultraschallsensoren 3, 5 und bestimmt in Abhängigkeit von diesen Signalen die Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und in seiner Umgebung befindlichen Hindernissen. In Abhängigkeit von diesen Abständen kann die Steuereinrichtung 7 beispielsweise einen Lautsprecher 8 und/oder eine optische Anzeigeeinrichtung 9 – etwa ein Display – ansteuern. Mit Hilfe des Lautsprechers 8 und/oder der Anzeigeeinrichtung 9 wird der Fahrer über die gemessenen Abstände informiert.
  • Gegebenenfalls kann die Fahrerassistenzeinrichtung 2 auch ein automatisches oder semi-automatisches Parkassistenzsystem sein, mittels welchem eine Parklücke automatisch detektiert und eine geeignete Parkbahn automatisch berechnet wird, entlang welcher das Kraftfahrzeug 1 dann automatisch oder semi-autonom in die Parklücke geführt werden kann. Bei vollautomatischen Parkassistenzsystemen übernimmt die Fahrerassistenzeinrichtung 2 sowohl die Längsführung als auch die Querführung des Kraftfahrzeugs 1, während bei semi-automatischen bzw. halbautomatischen Systemen die Fahrerassistenzeinrichtung 2 lediglich die Querführung und somit die Lenkung automatisch übernimmt, während der Fahrer selbst Gas geben und bremsen muss. Es sind auch Systeme bekannt, bei denen der Fahrer sowohl die Längsführung als auch die Querführung selbst übernehmen muss, jedoch Hinweise bezüglich der Lenkung durch die Fahrerassistenzeinrichtung 2 ausgegeben werden.
  • Die Steuereinrichtung 7 kann die Ultraschallsensoren 3, 5 derart ansteuern, dass die Ultraschallsensoren 3, 5 jeweils ein Sendesignal (Ultraschall) mit einem aufgeprägten, spezifischen bzw. vorbestimmten Codewort aussenden. Dazu werden die Sendesignale moduliert, beispielsweise frequenz-moduliert und/oder amplituden-moduliert. Nachfolgend wird ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform näher erläutert. Wenngleich sich die nachfolgende Beschreibung auf einen einzelnen Ultraschallsensor 3, 5 bezieht, können auch alle anderen Ultraschallsensoren 3, 5 in der gleichen Art und Weise betrieben werden.
  • Der Ultraschallsensor 3, 5 sendet ein Sendesignal aus, welches auf eine spezifische Art und Weise moduliert ist und somit ein spezifisches Codewort als Kennung aufweist. Dieses Sendesignal wird dann von einem Hindernis reflektiert und gelangt wieder zum Ultraschallsensor 3, 5 als Empfangssignal, noch bevor das nächste Sendesignal ausgesendet wird. Der Ultraschallsensor 3, 5 empfängt dieses Empfangssignal. Um das Empfangssignal zu decodieren und überprüfen zu können, ob das Empfangssignal von dem in Rede stehenden Ultraschallsensor 3, 5 stammt oder nicht, wird das Empfangssignal mit einem Referenzsignal – insbesondere dem frequenz-verschobenen Sendesignal – korreliert und durch diese Korrelation ein Korrelationssignal bereitgestellt.
  • Ein beispielhaftes Empfangssignal UE bzw. seine Funktion über der Zeit t ist in 2 (oben) dargestellt. Ein erstes Echo 10 entspricht dabei der Schwingung der Membran des Ultraschallsensors 3, 5 beim Aussenden des Sendesignals und stellt somit kein echtes Zielecho des Empfangssignals UE dar. Mit dem Echo 10 wird also insgesamt der Messvorgang eingeleitet, welcher eine vorbestimmte Zeitdauer andauert. Innerhalb dieser Zeitdauer bzw. dieses vorbestimmten Zeitintervalls kann der Ultraschallsensor 3, 5 Zielechos empfangen. Ein derartiges Zielecho ist in 2 mit 11 bezeichnet.
  • Wird das Empfangssignal UE mit dem Referenzsignal korreliert, so entsteht ein Korrelationssignal UK, wie es in 2 unten dargestellt ist. Auch in diesem Korrelationssignal UK ist das Zielecho 11 vorhanden, welches nunmehr die Form einer Signalspitze 12 mit einem Maximum 13 aufweist. Nun soll das Signal-Rausch-Verhältnis dieses Zielechos 11 ermittelt werden. Diese Ermittlung wird jedoch durch ein Korrelationsrauschen bzw. Eigenrauschen 14 des Korrelators negativ beeinflusst, weil dieses Korrelationsrauschen 14 dem Gesamtrauschen 14a überlagert wird. Würde man nun das Signal-Rausch-Verhältnis als Differenz der Höhe 15 bzw. des Maximus 13 einerseits und des Gesamtrauschens 14a andererseits bestimmen, so wäre das Ergebnis dieser Bestimmung unpräzise, weil das Korrelationsrauschen 14 in dem tatsächlichen Empfangssignal UE nicht enthalten ist.
  • Um den tatsächlichen Wert des realen Rauschens des Empfangssignals UE und somit das tatsächliche Signal-Rausch-Verhältnis zu bestimmen, wird aus dem Korrelationssignal UK gemäß 2 ein Filtersignal UF durch Filterung des Korrelationssignals UK mit einem Tiefpass-Filter bereitgestellt. Ein beispielhaftes Filtersignal UF ist in 3 zusammen mit dem zugehörigen Korrelationssignal UK dargestellt.
  • In 2 ist zusätzlich noch eine Schwellwertkurve 16 dargestellt. Diese Schwellwertkurve 16 hat die Bedeutung, dass mit ihr die Amplitude der empfangenen Zielechos 11 verglichen wird und das Zielecho 11 nur dann als mögliches Echo eines Objektes weiter verarbeitet wird, wenn seine Höhe größer als die Schwellwertkurve 16 ist.
  • Mit erneutem Bezug auf 3 stellt das tiefpass-gefilterte Filtersignal UF eine Einhüllende bzw. Hüllkurve des Korrelationssignals UK dar. Mit anderen Worten wird das Korrelationssignal UK durch diese Tiefpass-Filterung geglättet. Der tatsächliche Wert des Rauschens wird dann anhand des Filtersignals UF ermittelt.
  • Die Ermittlung des Werts des Rauschens wird nun Bezug nehmend auf 4 näher erläutert. Zur Ermittlung des tatsächlichen Rauschens wird um das Maximum 13 des Korrelationssignals UK bzw. um ein Maximum 17 des Filtersignals UF eine Breite 18 des Zielechos 11 bestimmt, wobei als Breite 18 eine vorgegebene, im Speicher abgelegte Breite verwendet und um das Maximum 17 symmetrisch definiert wird. Somit wird das Zielecho 11 einerseits durch einen ersten Zeitpunkt t1 und andererseits durch einen zweiten Zeitpunkt t2 begrenzt, wobei die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t1, t2 eine vorbestimmte Zeitdauer ist, die der genannten Breite entspricht. Zum Zeitpunkt t1 hat das Zielecho 11 somit seinen ersten Rand 19, während zum Zeitpunkt t2 das Zielecho 11 seinen zweiten Rand 20 aufweist. Der Wert des Filtersignals UF zum Zeitpunkt t1 (und somit am ersten Rand 19) ist im Ausführungsbeispiel gemäß 4 gleich dem Wert des Filtersignals UF zum Zeitpunkt t2 (am zweiten Rand 20). Dieser Wert ist in 4 mit 21 bezeichnet. Dieser Wert 21 des Filtersignals UF am Rand 19, 20 des Zielechos 11 wird nun als Wert des Rauschens verwendet. Aus diesem Wert 21 wird nun das Signal-Rausch-Verhältnis 22 als Differenz und/oder Verhältnis zwischen dem Maximum 13 des Korrelationssignals UK und dem Wert 21 berechnet.
  • In 4 ist zusätzlich noch die Höhe des oben genannten Korrelationsrauschens 14 dargestellt, welche nun einer Differenz zwischen dem Maximum 17 des Filtersignals UF einerseits und dem Wert 21 des tatsächlichen Rauschens des Empfangssignals UE entspricht.
  • In 5 ist nun ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem der Wert 21 des Rauschens ein wenig höher als im Beispiel gemäß 4 liegt. Auch hier ist der Wert des Filtersignals UF zum Zeitpunkt t1 annähernd gleich dem Wert des Filtersignals UF zum Zeitpunkt t2. Diese Werte entsprechen dann dem tatsächlichen Wert 21 des realen Rauschens.
  • Ein noch höheres Rauschen ist in 6 dargestellt. Hier ist der Wert des Filtersignals UF zum Zeitpunkt t1 größer als der Wert des Filtersignals UF zum Zeitpunkt t2. Als Wert 21 des Rauschens wird nun der Wert des Filtersignals UF zu demjenigen Zeitpunkt t1 bzw. an demjenigen Rand 19 verwendet, zu welchem bzw. an welchem der Wert des Filtersignals UF größer ist. Dies ist in 6 zum Zeitpunkt t1 der Fall. Das Signal-Rausch-Verhältnis 22 wird nach wie vor als Differenz/Verhältnis zwischen dem Maximum 13 und dem Wert 21 berechnet.
  • Ein weiteres Korrelationssignal UK gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in 7 dargestellt. Wie aus 7 hervorgeht, hat dieses Korrelationssignal UK mehrere Zielechos 11. Diese Zielechos 11 werden nach Aussenden des Sendesignals bzw. nach Abwarten der Ausschwingung der Membran während eines Zeitintervalls 23 empfangen, also nach einem Zeitpunkt t3. Zur Bestimmung des Werts des Rauschens wird ein Messintervall 24, welches eine vorgegebene Länge aufweist und zum Zeitpunkt t3 beginnt, in eine Vielzahl von gleichen Zeitintervallen 25 vorgegebener Länge unterteilt. In jedem Zeitintervall 25 wird dann ein Minimum 26 – und somit ein lokales Minimum – ermittelt. Alternativ oder zusätzlich zur Bestimmung der Minima 26 im Korrelationssignal UK können diese Minima 26 im Filtersignal UF bestimmt werden, welches in 7 nicht dargestellt ist. Aus allen Minima 26 wird dann ein Mittelwert berechnet. Dieser Mittelwert wird dann als tatsächlicher Wert des realen Rauschens zur Berechnung des Signal-Rausch-Verhältnisses verwendet.
  • 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 10106142 A1 [0004]
    • EP 1105749 B1 [0004]
    • DE 3701521 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Bestimmen des Signal-Rausch-Verhältnisses (22) eines Zielechos (11) eines von einem Ultraschallsensor (3, 5) eines Kraftfahrzeugs (1) empfangenen Empfangssignals (UE), bei welchem: – ein Sendesignal kodiert ausgesendet wird, – das Empfangssignal (UE) dekodiert wird und – zur Dekodierung das Empfangssignal (UE) mit einem Referenzsignal korreliert wird und durch die Korrelation ein Korrelationssignal (UK) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Signal-Rausch-Verhältnisses (22) ein Wert (21) des Rauschens des Empfangssignals (UE) anhand des Korrelationssignals (UK) bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal-Rausch-Verhältnis (22) als Differenz und/oder Verhältnis zwischen einem Maximum (13) des Zielechos (11) im Korrelationssignal (UK) einerseits und dem Wert (21) des Rauschens andererseits bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Werts (21) des Rauschens das Korrelationssignal (UK) mittels eines Tiefpass-Filters gefiltert wird und hierbei ein Filtersignal (UF) bereitgestellt wird, wobei der Wert (21) des Rauschens des Empfangssignals (UE) anhand des Filtersignals (UF) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Werts (21) des Rauschens eine Breite (18) des Zielechos (11) im Filtersignal (UF) bestimmt wird und als Wert (21) des Rauschens ein Wert (21) des Filtersignals (UF) an einem Rand (19, 20) des Zielechos (11) bestimmt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Wert (21) des Rauschens der Wert (21) des Filtersignals (UF) an demjenigen Rand (19, 20) des Zielechos (11) bestimmt wird, an welchem der Wert (21) des Filtersignals (UF) größer als an dem anderen Rand (19, 20) ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Randes (19, 20) des Zielechos (11) eine vorbestimmte Breite (18) des Zielechos (11) um ein Maximum (13, 17) des Zielechos (11) definiert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Werts (21) des Rauschens eine Zeitdauer (24) des Korrelationssignals (UK) in eine vorgegebene Vielzahl von Zeitintervallen (25) vorbestimmter Länge unterteilt wird und in jedem Zeitintervall ein Minimum (26) des Korrelationssignals (UK) und/oder des Filtersignals (UF) bestimmt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Wert (21) des Rauschens ein Mittelwert der Minima (26) bestimmt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Signal-Rausch-Verhältnisses (22) bestimmt wird, ob das Zielecho (11) das von einem fahrzeugexternen Objekt reflektierte Sendesignal oder ein Störsignal ist.
  10. Fahrerassistenzeinrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit zumindest einem Ultraschallsensor (3, 5) und mit einer Steuereinrichtung (7), welche dazu ausgelegt ist, den Ultraschallsensor (3, 5) zum Aussenden eines kodierten Sendesignals anzusteuern und zur Dekodierung eines von dem Ultraschallsensor (3, 5) empfangenen Empfangssignals (UE) dieses Empfangssignal (UE) mit einem Referenzsignal zu korrelieren und hierbei ein Korrelationssignal (UK) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7) dazu ausgelegt ist, das Signal-Rausch-Verhältnis (22) eines Zielechos (11) des Empfangssignals (UE) zu bestimmen und zur Bestimmung des Signal-Rausch-Verhältnisses (22) einen Wert (21) des Rauschens des Empfangssignals (UE) anhand des Korrelationssignals (UK) zu bestimmen.
  11. Kraftfahrzeug (1) mit einer Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach Anspruch 10.
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