DE102012221591A1 - Method and device for detecting the surroundings of a vehicle - Google Patents

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    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
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Abstract

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Umfelderfassung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei mindestens eine an dem Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Ein Abstand zu einem Objekt kann über die Laufzeit eines Echosignals bestimmt werden. Dabei sind folgende Schritte erfindungsgemäß vorgesehen: a) Erfassen einer charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung, b) Bestimmen mindestens eines laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerts aus der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung, c) Aussenden eines Sendesignals mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung, d) Empfangen eines Echosignals, e) Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit mindestens einem laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert, wobei abhängig von dem Vergleichsergebnis ein Objekt im Nahmessbereich der Sensoreinrichtung erkannt wird, wobei die Schritte a) und b) in einem ersten Betriebszustand (A) der Sensoreinrichtung durchgeführt werden und die Schritte c) und d) und e) in einem zweiten Betriebszustand (M) der Sensoreinrichtung durchgeführt, wobei sich in Betriebszustand (A) der Sensoreinrichtung kein Objekt in einem Nahmessbereich der Sensoreinrichtung befindet.According to the invention, a method for detecting the surroundings of a vehicle is proposed, at least one sensor device arranged on the vehicle being provided. A distance to an object can be determined over the duration of an echo signal. The following steps are provided according to the invention: a) detecting a characteristic parameter of the sensor device, b) determining at least one transit time-dependent detection threshold value from the characteristic parameter of the sensor device, c) sending a transmission signal by means of the at least one sensor device, d) receiving an echo signal, e) comparing of the echo signal or a signal variable derived therefrom with at least one transit time-dependent detection threshold value, depending on the comparison result, an object is recognized in the near measuring range of the sensor device, steps a) and b) being carried out in a first operating state (A) of the sensor device and steps c ) and d) and e) in a second operating state (M) of the sensor device, wherein in the operating state (A) of the sensor device there is no object in a near measuring range of the sensor device.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs.The invention is based on a method for detecting the surroundings of a vehicle.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind neben einem Verfahren auch ein Computerprogramm und eine Vorrichtung zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs, welche insbesondere zur Ausführung des Verfahrens eingerichtet sind.The subject of the present invention, in addition to a method, is also a computer program and a device for detecting the surroundings of a vehicle, which are set up in particular for carrying out the method.

Stand der TechnikState of the art

Zur Senkung der Unfallhäufigkeit und Unfallschwere und zur Erleichterung der Bedienbarkeit ist es bekannt, an Fahrzeugen Messsysteme vorzusehen, mit deren Hilfe die räumliche Anordnung von Hindernissen, wie zum Beispiel von anderen Fahrzeugen, Bauwerken, Bordsteinkanten, von Bewuchs oder auch von Menschen oder Tieren bestimmt wird. Wird ein Objekt, welches ein Hindernis darstellt, geortet, so wird der Fahrer des Fahrzeuges gewarnt und/oder unterstützend in das Fahrgeschehen eingegriffen, z.B. durch Lenken, Beschleunigen oder Bremsen.In order to reduce the frequency of accidents and accident severity and to facilitate operability, it is known to provide on vehicles measuring systems with the aid of the spatial arrangement of obstacles, such as other vehicles, structures, curbs, vegetation or even of humans or animals is determined , If an object representing an obstacle is located, the driver of the vehicle is warned and / or intervenes in the driving, e.g. by steering, accelerating or braking.

Derartige Messsysteme zur Erfassung des Umfeldes nutzen zur Abstandsmessung üblicherweise ein Puls-Echo Verfahren, bei dem innerhalb eines Messzyklus ein Sendesignal ausgesandt und von einem Objekt reflektiert wird. Das Echosignal gelangt in eine Detektionseinrichtung, wo aus dem zeitlichen Abstand zwischen dem Senden des Sendesignals und dem Empfang des Echosignals (Laufzeit) der Abstand zum Objekt bestimmt wird. Diese Messungen führen zu Daten, die als Grundlage in Systemen zur Einparkunterstützung, zur Erkennung toter Winkel, zur Schätzung des Fahrschlauches in engen Straßen, zur Erkennung einer drohenden Kollision und/oder zur Längsregelung dienen. Such measuring systems for detecting the environment usually use for distance measurement, a pulse-echo method in which within a measurement cycle, a transmission signal is emitted and reflected by an object. The echo signal enters a detection device, where the distance to the object is determined from the time interval between the transmission of the transmission signal and the reception of the echo signal (transit time). These measurements lead to data that serve as a basis in systems for parking assistance, for detecting blind spots, for estimating the driving route in narrow streets, for detecting an imminent collision and / or for longitudinal regulation.

Zum Senden und Empfangen der Signale werden häufig Ultraschallsensoren eingesetzt. Dabei wird eine Membran von mindestens einem Ultraschallsensor durch ein Piezoelement in Resonanzfrequenz angeregt, wobei der Ultraschallsensor in Reaktion auf die Anregung zu einem vorgegebenen Sendezeitpunkt Ultraschallwellen als Sendesignal aussendet. Diese ausgesendeten Ultraschallwellen werden von einem zu erkennenden Objekt reflektiert und regen wiederum als reflektiertes Echosignal die Membran des Ultraschallsensors an. Diese Anregung wird auf das Piezoelement übertragen, welche diese mechanische Schwingung in ein elektrisches Signal umwandelt und zur Auswertung an eine Auswerte- und Steuereinheit ausgibt. Das elektrische Signal stellt in Verbindung mit dem Sendezeitpunkt die Schallaufzeit und somit den Objektabstand dar.Ultrasonic sensors are often used to transmit and receive the signals. In this case, a membrane of at least one ultrasonic sensor is excited by a piezoelectric element in resonant frequency, wherein the ultrasonic sensor emits ultrasonic waves as a transmission signal in response to the excitation at a predetermined transmission time. These emitted ultrasonic waves are reflected by an object to be detected and in turn stimulate the diaphragm of the ultrasonic sensor as a reflected echo signal. This excitation is transmitted to the piezo element, which converts this mechanical oscillation into an electrical signal and outputs it to an evaluation and control unit for evaluation. The electrical signal in conjunction with the transmission time represents the sound transit time and thus the object distance.

Aus der DE 196 45 339 A1 ist ein Ultraschall-Parkhilfe-System und ein Verfahren zur Abstandsmessung von Hindernissen bekannt, wobei ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn ein Echo-Signal innerhalb eines Zeitfensters, welches einen Messbereich festlegt, einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. From the DE 196 45 339 A1 An ultrasonic parking assistance system and a method for distance measurement of obstacles is known, wherein a warning signal is output when an echo signal within a time window which defines a measuring range exceeds a predetermined threshold.

Eine Schwierigkeit bei diesem Verfahren besteht darin, dass der Ultraschallsensors nach dem Abschalten der Anregungs- bzw. Sendespannung nicht sofort zum Empfangen des Echos genutzt werden kann, da das Piezoelement bzw. die Membran des Ultraschallsensors über eine endliche Zeit ausschwingt. Erst nach einer typischerweise einige Mikrosekunden bis mehrere Millisekunden dauernden Ausschwingzeit ist das Sendesignal soweit abgeklungen, dass ein Echo detektiert werden kann. Die minimale, mit einem bestimmten Ultraschallsensor nachzuweisende Entfernung eines Objekts ist deshalb nach unten durch die Ausschwingdauer des Ultraschallsensors begrenzt.A difficulty with this method is that the ultrasonic sensor after switching off the excitation or transmission voltage can not be used immediately to receive the echo, since the piezoelectric element or the membrane of the ultrasonic sensor oscillates over a finite time. Only after a decay time, which typically lasts from a few microseconds to several milliseconds, is the transmitted signal decayed so far that an echo can be detected. The minimum distance of an object to be detected with a specific ultrasonic sensor is therefore limited downwards by the decay time of the ultrasonic sensor.

Der bei einem vorliegenden Verlauf der Abklingschwingung des Ultraschallsensors tatsächlich realisierbare minimale Abstand ist erreicht, wenn die Stärke des Ausschwingsignals in etwa so groß ist, wie die Stärke des empfangenen Echosignals von einem Objekt mit dem entsprechenden Abstand vom Ultraschallsensor.The actually achievable minimum distance in an existing course of the Abklingschwingung of the ultrasonic sensor is achieved when the strength of the Ausschwingsignals is about as large as the strength of the received echo signal from an object with the corresponding distance from the ultrasonic sensor.

Der Zeitverlauf des Momentanwerts der Abklingschwingung (Amplitudenverlauf) bzw. der Zeitverlauf der Momentanfrequenz des Ausschwingsignals unterscheiden sich im Allgemeinen bei verschiedenen Sensorexemplaren. Das Ausschwingverhalten eines Ultraschallsensors verändert sich außerdem abhängig von Klimaeinflüssen, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit, außerdem beeinflussen unter anderem die momentane Betriebstemperatur des Sensors und das Alter des Sensors das Ausschwingverhalten. Dadurch ist das tatsächliche Ausschwingverhalten eines Ultraschallsensors nur schwierig vorherzubestimmen.The time characteristic of the instantaneous value of the decay oscillation (amplitude characteristic) or the time profile of the instantaneous frequency of the decay signal generally differ in the case of different sensor specimens. The decay behavior of an ultrasonic sensor also changes depending on climatic influences, such as the ambient temperature and humidity, and among other things, the current operating temperature of the sensor and the age of the sensor influence the decay behavior. As a result, the actual decay behavior of an ultrasonic sensor is difficult to predict.

Daher werden bei bekannten Systemen Schwellwerte zur Detektion eines Echosignals üblicherweise in einem großen Abstand zum tatsächlichen Verlauf des Ausschwingens gelegt wird, so dass Echosignale, die unmittelbar nach der tatsächlichen Ausschwinggrenze eintreffen, bei den bekannten System verloren gehen können.Therefore, in known systems, thresholds for detecting an echo signal are usually placed at a great distance from the actual course of the decay, so that echo signals that arrive immediately after the actual decay limit, can be lost in the known system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Umfelderfassung eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, vorgeschlagen, wobei mindestens eine an dem Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Bei der Sensoreinrichtung kann es sich insbesondere um einen oder mehrere Ultraschallsensoren handeln. Die Sensoreinrichtung ist ausgebildet, Sendesignale auszusenden und Echosignale, die den an Objekten im Fahrzeugumfeld reflektierten Sendesignalen entsprechen, zu empfangen. Ein Abstand zu einem Objekt kann über die Laufzeit des Echosignals bestimmt werden (Puls-Echo Verfahren). Erfindungsgemäß können Objekte im Nahmessbereich der Sensoreinrichtung zuverlässig erfasst werden, wobei unter dem Nahmessbereich des Sensors insbesondere Objektabstände verstanden werden, die so klein sind, dass ein reflektiertes Echosignal noch während einem der zwei bzw. dreifachen der Ausschwingdauer entsprechenden Zeitraum, insbesondere noch während des Abklingvorgangs von der Sensoreinrichtung empfangen wird. Dabei sind folgende Schritte erfindungsgemäß vorgesehen:

  • a) Erfassen einer charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung,
  • b) Bestimmen mindestens eines laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerts (12, 14) aus der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung (100),
  • c) Aussenden eines Sendesignals mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung (100),
  • d) Empfangen eines Echosignals,
  • e) Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit mindestens einem laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert (12, 14) wobei abhängig von dem Vergleichsergebnis ein Objekt erkannt wird.
According to the invention, a method for detecting the surroundings of a vehicle, in particular a motor vehicle, proposed, wherein at least one arranged on the vehicle Sensor device is provided. The sensor device may in particular be one or more ultrasonic sensors. The sensor device is designed to transmit transmission signals and to receive echo signals which correspond to the transmission signals reflected on objects in the vehicle surroundings. A distance to an object can be determined over the duration of the echo signal (pulse-echo method). According to the invention, objects in the near measuring range of the sensor device can be detected reliably, wherein the short range of the sensor is understood to be in particular object distances that are so small that a reflected echo signal still during one of the two or three times the decay time corresponding period, especially during the decay process of the sensor device is received. The following steps are provided according to the invention:
  • a) detecting a characteristic parameter of the sensor device,
  • b) determining at least one runtime-dependent detection threshold value ( 12 . 14 ) from the characteristic parameter of the sensor device ( 100 )
  • c) emitting a transmission signal by means of the at least one sensor device ( 100 )
  • d) receiving an echo signal,
  • e) comparing the echo signal or a signal quantity derived therefrom with at least one runtime-dependent detection threshold value ( 12 . 14 ) depending on the result of the comparison, an object is detected.

Die Schritte a) und b) werden dabei in einem ersten Betriebszustand (A) der Sensoreinrichtung (100) durchgeführt. Die Schritte c) und d) und e) werden in einem zweiten Betriebszustand (M) der Sensoreinrichtung (100) durchgeführt. Erfindungsgemäß befindet sich in Betriebszustand (A) der Sensoreinrichtung (100) kein Objekt in einem Nahmessbereich der Sensoreinrichtung (100).The steps a) and b) are in a first operating state (A) of the sensor device ( 100 ) carried out. The steps c) and d) and e) are in a second operating state (M) of the sensor device ( 100 ) carried out. According to the invention, in the operating state (A) of the sensor device ( 100 ) no object in a near measuring range of the sensor device ( 100 ).

Dabei liegt der Erfindung die Idee zugrunde, dass ein Detektionsschwellwert für die Erkennung eines Objekts adaptiv festgelegt wird. Adaptiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Detektionsschwellwert zum einen laufzeitabhängig festgelegt wird, z.B. als exponentiell abnehmend mit steigender Laufzeit, und zum anderen, dass durch eine Erfassung einer charakteristischen Kenngröße vor der eigentlichen Abstandsmessung der aktuelle Zustand und die aktuellen Umgebungsbedingungen der Sensoreinrichtung bei der Bestimmung des laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerts mit einbezogen werden. Dadurch werden beispielsweise Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sowie durch Alterung bedingte Änderungen der Eigenschaften der Sensoreinrichtung und die daraus resultierenden Signalverläufe des Sendesignals berücksichtigt. Eine Erfassung von Objekten, die sich außerhalb des Nahmessbereichs der Sensoreinrichtung befinden, kann auch in dem ersten Betriebszustand (A) in herkömmlicher Weise weiterhin erfolgen.The invention is based on the idea that a detection threshold value for the detection of an object is set adaptively. In this context, adaptive means that the detection threshold value is determined to be run-time-dependent, e.g. as an exponentially decreasing with increasing maturity, and on the other hand that by detecting a characteristic characteristic before the actual distance measurement of the current state and the current environmental conditions of the sensor device are included in the determination of the propagation time-dependent detection threshold. As a result, for example, environmental conditions such as temperature and humidity, and due to aging changes in the properties of the sensor device and the resulting signal waveforms of the transmission signal are taken into account. A detection of objects that are located outside of the near measurement range of the sensor device can also continue to be carried out in the conventional manner in the first operating state (A).

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich der Verlauf des Ausschwingens eines in Betrieb befindlichen Sensors nur langsam ändert und Situationen, in denen sich reflektierende Objekte in unmittelbarer Nähe vor dem Sensor (sogenannter Nahmessbereich) befinden, nur unter bestimmten Umständen auftreten.According to the invention, it has been recognized that the course of the swing-out of a sensor in operation changes only slowly and situations in which reflective objects are in close proximity in front of the sensor (so-called close range) occur only under certain circumstances.

Die Erfindung sieht vor, dass in Situationen, in denen sich kein reflektierendes Objekt dauerhaft in dem Nahmessbereich der Sensoreinrichtung befindet und somit der Verlauf des empfangenen Signals nach dem Aussenden im Wesentlichen dem Verlauf der Abklingschwingung des Sensors entspricht, aus dem Verlauf der Abklingschwingung mindestens eine charakteristische Kenngröße des Ausschwingverhaltens zu ermitteln und daraus zu mindestens einen laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert zu bestimmen (Betriebszustand A).The invention provides that in situations in which no reflective object is permanently in the near measurement range of the sensor device and thus the course of the received signal after emission essentially corresponds to the course of the decay vibration of the sensor, from the course of Abklingschwingung at least one characteristic Determine characteristic of the decay behavior and to determine at least one runtime-dependent detection threshold (operating state A).

In Situationen in denen sich Objekte im Nahmessbereich des Sensors aufhalten können, wird mittels der vorher ermittelten laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerte auf das Vorhandensein von reflektierenden Objekten in der Nähe des Sensors zu geschlussfolgert und deren Abstand bestimmt.In situations in which objects can be located in the near measurement range of the sensor, the presence of reflecting objects in the vicinity of the sensor is inferred by means of the previously determined propagation time-dependent detection threshold values and their distance is determined.

Im Allgemeinen ist die Dauer, in der sich ein mit derartigen Ultraschallsensoren ausgestattetes Fahrzeug in einer Situation befindet, bei der sehr sich im Nahmessbereich des Sensors ein Objekt befindet, so kurz, dass sich im Messzeitraum das Abklingverhalten des Ultraschallsensors nicht wesentlich ändert.In general, the duration in which a vehicle equipped with such ultrasonic sensors is in a situation in which there is an object very close to the sensor's proximity measuring range is so short that the decay behavior of the ultrasonic sensor does not change significantly during the measuring period.

Situationen, in denen sich kein Objekt permanent im Nahmessbereich des Ultraschallsensor befinden kann, liegen beispielsweise dann vor, wenn sich das Fahrzeug, das mit dem Ultraschallsensor ausgestattet ist, mit einer Mindestgeschwindigkeit bewegt und/oder wenn der Ultraschallsensor über eine längere Fahrstrecke von der Position, an der sich ein Objekt vermeidlich befinden könnte, entfernt wurde und/oder wenn aus der Historie vorangegangener Messungen her bekannt ist, dass sich mit hoher Wahrscheinlichkeit kein Objekt vor dem Sensor aufhält.Situations in which no object can permanently be located in the close measurement range of the ultrasonic sensor are present, for example, when the vehicle equipped with the ultrasonic sensor moves at a minimum speed and / or when the ultrasonic sensor is moved over a longer distance from the position, where an object could be avoidable was removed and / or if it is known from the history of previous measurements that there is a high probability that no object is in front of the sensor.

Es können beispielsweise auch zusätzliche Messsysteme am Fahrzeug vorhanden sein, die das Vorhandensein von Objekten im Nahmessbereich des Ultraschallsensors erkennen bzw. ausschließen.For example, additional measuring systems can also be present on the vehicle, which detect or exclude the presence of objects in the near measuring range of the ultrasonic sensor.

Situationen, in denen sich ein Objekt im Nahmessbereich des Ultraschallsensors befinden kann, sind beispielsweise solche, in denen aus der Historie vorangegangener Messungen her bekannt ist, dass sich ein Objekt dem Sensor angenähert hat. Insbesondere bei einer Anordnung mehrerer Sensoren, vor allem, wenn diese auch die Randbereiche benachbarter Sensoren überwachen, lässt sich aus der Historie der Messungen ermitteln, ob sich ein Objekt einem bestimmen Sensor angenähert hat. Dies gilt vor allem dann, wenn aus dem Verlauf der vorangegangen Messungen abgeschätzt werden kann, dass sich zumindest ein Objekt in nächster Zeit vor dem Sensor aufhalten wird.Situations in which an object may be in the near measurement range of the ultrasonic sensor, are, for example, those in which it is known from the history of previous measurements that an object has approached the sensor. In particular, with an arrangement of a plurality of sensors, especially if they also monitor the edge regions of adjacent sensors, it can be determined from the history of the measurements whether an object has approached a specific sensor. This is especially true if it can be estimated from the course of the preceding measurements that at least one object will be in front of the sensor in the near future.

Es können jedoch auch Situationen berücksichtigt werden, bei denen aufgrund des eingeschränkten Messbereichs („Blickfeldes“) eines Sensors bzw. einer Anordnung mehrerer Sensoren plötzlich Objekte im Nahbereich des Sensors auftauchen, ohne dass ihre Annäherung zuvor bemerkt werden konnte.However, situations may also be taken into consideration in which, due to the limited measuring range ("field of view") of a sensor or of an arrangement of several sensors, objects suddenly appear in the vicinity of the sensor without their being able to be noticed beforehand.

Zur Bestimmung eines laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerts eignen sich insbesondere Verfahren, die die Stärke (Amplitude) des Ausschwingsignals und/oder dessen spektrale Zusammensetzung bewerten. Dabei werden beispielsweise der Frequenzverlauf oder äquivalente Größen, wie beispielsweise die Phase des sich periodisch ändernden Signals, berücksichtigt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, insbesondere sehr gut reflektierende Objekte und/oder räumlich ausgedehnte (bezogen auf die Signallaufzeit), Objekte auch dann detektieren zu können, wenn sie sich sehr nah an der Sensoreinrichtung (z.B. in einem Abstand von weniger als 15 cm) befinden. Außerdem können insbesondere Schwankungen in den Zeitverläufen der Momentanfrequenz des Ausschwingsignals der Sensoreinrichtung zur Detektion besonders dicht vor der Sensoreinrichtung befindlicher Objekte genutzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es außerdem, die Vollwarngrenze abhängig vom Momentanzustand der Sensoreinrichtung bzw. abhängig vom aktuellen Klima variabel einzustellen.In particular, methods which evaluate the strength (amplitude) of the decay signal and / or its spectral composition are suitable for determining a propagation time-dependent detection threshold value. In this case, for example, the frequency characteristic or equivalent variables, such as the phase of the periodically changing signal, are taken into account. The method according to the invention makes it possible, in particular, to detect very well reflecting objects and / or spatially extended (based on the signal propagation time) objects even if they are located very close to the sensor device (eg at a distance of less than 15 cm ) are located. In addition, in particular fluctuations in the time courses of the instantaneous frequency of the decoupling signal of the sensor device can be used to detect objects located particularly close to the sensor device. The inventive method also makes it possible to set the full warning limit depending on the instantaneous state of the sensor device or depending on the current climate variable.

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass Schritt a) wiederholt durchgeführt wird und ein Durchschnitt und/oder eine vergleichbare statistische Größe wie z. B. der Median der charakteristischen Kenngröße gebildet wird, wobei aus dem Durchschnitt in Schritt b) ein laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert bestimmt wird. Durch die wiederholte Erfassung der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung wird eine erhöhte Stabilität und Genauigkeit des Verfahrens erzielt.In a preferred embodiment of the method according to the invention it is provided that step a) is carried out repeatedly and an average and / or a comparable statistical size such. B. the median of the characteristic characteristic is formed, wherein from the average in step b) a term-dependent detection threshold is determined. Due to the repeated detection of the characteristic parameter of the sensor device, an increased stability and accuracy of the method is achieved.

In einer besonders bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, erfolgt das Erfassen der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung, indem eine Abklingschwingung der Sensoreinrichtung nach dem Aussenden eines Sendesignals erfasst wird. Dabei wird insbesondere der Zeitverlauf der Maxima der Abklingschwingung der Sensoreinrichtung erfasst. Die Maxima der Abklingschwingung der Sensoreinrichtung beschreiben beispielsweise eine Dämpfungskurve in Form einer exponentiellen Abnahme der Amplitude über die Laufzeit. Aus den Maxima der Abklingschwingung (auch als Momentanwerte der Stärke der Abklingschwingung bezeichnet) kann beispielsweise direkt ein laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert bestimmt werden. Entsprechende Versuche haben ergeben, dass es vorteilhaft ist, den laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert etwas größer als den jeweiligen Momentanwert einzustellen, um eine zuverlässige Objekterkennung bei kleinen Signallaufzeiten (entsprechen kleinen Abständen von weniger als 15 cm) zu gewährleisten.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the detection of the characteristic parameter of the sensor device takes place in that a decay oscillation of the sensor device is detected after the emission of a transmission signal. In particular, the time profile of the maxima of the decay oscillation of the sensor device is detected. The maxima of the decay oscillation of the sensor device describe, for example, an attenuation curve in the form of an exponential decrease in the amplitude over the transit time. For example, a runtime-dependent detection threshold value can be determined directly from the maxima of the decay oscillation (also referred to as instantaneous values of the intensity of the decay oscillation). Corresponding tests have shown that it is advantageous to set the runtime-dependent detection threshold slightly greater than the respective instantaneous value, in order to ensure reliable object recognition with small signal propagation times (corresponding to small distances of less than 15 cm).

In einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als charakteristische Kenngröße der Frequenzverlauf der Abklingschwingung der Sensoreinrichtung als eine Folge von Signalperiodendauern oder dazu äquivalenten Größen wie beispielsweise der Zeitverlauf der Phase der Abklingschwingung erfasst wird. Wie in der WO 2011009786 A1 beschrieben ist, kann eine Folge von Periodendauerabweichungen bestimmt und mit einer Referenzfolge verglichen werden.In an alternative embodiment of the method according to the invention, it is provided that the frequency characteristic of the decay oscillation of the sensor device is detected as a sequence of signal period lengths or equivalent variables such as, for example, the time characteristic of the phase of the decay oscillation. Like in the WO 2011009786 A1 described, a sequence of period duration deviations can be determined and compared with a reference sequence.

So kann die momentane Stärke der Abklingschwingung beispielsweise auch mit einem dem Fachmann bekannten Verfahren der digitalen Signalverarbeitung bestimmt werden. Wird beispielsweise das sich periodisch im Bereich der Frequenz fc ändernde Empfangssignal r(τ) mit einer konstanten Abtastfrequenz FS > 2·fC abgetastet, so dass gilt τ = i·F –1 / S , so kann aus einer Anzahl N > f –1 / C ·FS der Abtastwerte ri mittels des komplexen Basisbandsignals

Figure DE102012221591A1_0002
ein Wert R ˆi = |rBB_i| für die momentane Stärke R ˆ(τ) des Empfangssignals beispielsweise mittels eines Computerprogrammes berechnet werden. Die Ableitung der Phase des Basisbandsignals rBB_i nach der Zeit charakterisiert die Abweichung Δf = f – fC von fC und beschreibt jeweils die momentane Ausschwingfrequenz.For example, the instantaneous intensity of the decay oscillation can also be determined using a method of digital signal processing known to the person skilled in the art. If, for example, the received signal r (τ) changing periodically in the region of the frequency f c is sampled with a constant sampling frequency F S > 2 · f C , so that τ = i · F -1 / S , from a number N> f -1 / C F S of the samples r i by means of the complex baseband signal
Figure DE102012221591A1_0002
a value R i = | r BB_i | are calculated for the instantaneous strength R (τ) of the received signal, for example by means of a computer program. The derivation of the phase of the baseband signal r BB_i after the time characterizes the deviation Δf = f-f C of f C and describes in each case the instantaneous decay frequency.

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in Schritt b) ein erster laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert bestimmt wird und aus dem ersten laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert ein zweiter laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert berechnet wird. In Schritt e) wird demnach ein Objekt im Nahmessbereich des erkannt, wenn das Echosignal den ersten laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert überschreitet oder wenn das Echosignal den zweiten laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert, insbesondere während mehrerer aufeinanderfolgender Periodendauern, unterschreitet. Durch einen derartigen Vergleich mit zwei unterschiedlich gewählten laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerten können Echosignale trotz eventuell auftretender Interferenzeffekte, die sich durch die Überlagerung der Abklingschwingung der Sensoreinrichtung und des Echosignals ergeben, sicher erkannt werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that in step b) a first runtime-dependent detection threshold value is determined and a second runtime-dependent detection threshold value is calculated from the first runtime-dependent detection threshold value. Accordingly, in step e), an object is detected in the near measurement range of when the echo signal exceeds the first runtime-dependent detection threshold or when the echo signal falls below the second runtime-dependent detection threshold, in particular during a plurality of consecutive periods. By means of such a comparison with two differently selected propagation time-dependent detection threshold values, echo signals can be reliably detected despite possibly occurring interference effects which result from the superimposition of the decay oscillation of the sensor device and the echo signal.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Fahrassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln oder um eine Applikation für Fahrassistenzfunktionen, welche auf einem Smartphone ausführbar ist. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-Rom, DVD oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server oder einem Cloud-Computing-System zum Herunterladen bereitgestellt werden, z.B. über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.According to the invention, a computer program is also proposed according to which one of the methods described herein is performed when the computer program is executed on a programmable computer device. The computer program can be, for example, a module for implementing a driver assistance system or a subsystem thereof in a vehicle or an application for driver assistance functions that can be executed on a smartphone. The computer program can be stored on a machine-readable storage medium, such as on a permanent or rewritable storage medium or in association with a computer device or on a removable CD-ROM, DVD or a USB stick. Additionally or alternatively, the computer program may be provided for download on a computing device such as a server or a cloud computing system, e.g. via a data network such as the Internet or a communication connection such as a telephone line or a wireless connection.

Die Erfindung schlägt weiterhin eine Vorrichtung zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs vor, die insbesondere geeignet ist das beschriebene Verfahren durchzuführen. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine an dem Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung, zum Aussenden von Sendesignalen und zum Empfangen von an Objekten im Fahrzeugumfeld reflektierten Echosignalen, eine Auswerteeinheit zum Bestimmen eines laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerts, eine Vergleichseinheit zum Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit dem laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert und eine Systemsteuerung zur Steuerung der Sensoreinheit und zum Detektieren eines Objektes. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen ersten Betriebszustand (A) auf, in dem eine charakteristische Kenngröße der Sensoreinrichtung durch die Auswerteeinheit erfasst wird. Bei der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung handelt es sich insbesondere um den Amplitudenverlauf, beispielsweise der Verlauf der Maxima der Abklingschwingung der Sensoreinrichtung (Momentanwerteverlauf) und/oder den Frequenzverlauf der Sensoreinrichtung während des Ausschwingvorgangs. Aus der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung wird mindestens ein laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert bestimmt, und an die Vergleichseinheit übergeben wird. Der erste Betriebszustand (A) kann auch als Analyse-Zustand bezeichnet werden, da in diesem Betriebszustand keine Objekterkennung im Nahmessbereich des Sensors erfolgt, sondern durch Erfassung von charakteristischen Kenngrößen mindestens ein adaptiver, laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert bestimmt wird. Eine Erfassung von Objekten, die sich außerhalb des Nahmessbereichs der Sensoreinrichtung befinden, kann auch in dem ersten Betriebszustand (A) in herkömmlicher Weise weiterhin erfolgen.The invention further proposes a device for detecting the surroundings of a vehicle, which is particularly suitable for carrying out the described method. The device comprises at least one sensor device arranged on the vehicle, for transmitting transmission signals and for receiving echo signals reflected at objects in the vehicle environment, an evaluation unit for determining a propagation time-dependent detection threshold value, a comparison unit for comparing the echo signal or a signal variable derived therefrom with the transit time-dependent detection threshold value and a system controller for controlling the sensor unit and detecting an object. According to the invention, the device has a first operating state (A), in which a characteristic parameter of the sensor device is detected by the evaluation unit. The characteristic parameter of the sensor device is, in particular, the amplitude profile, for example the progression of the maxima of the decay oscillation of the sensor device (instantaneous value profile) and / or the frequency curve of the sensor device during the decaying process. From the characteristic parameter of the sensor device, at least one runtime-dependent detection threshold value is determined and transferred to the comparison unit. The first operating state (A) can also be referred to as an analysis state, since in this operating state no object recognition takes place in the near measurement range of the sensor, but at least one adaptive, transit time-dependent detection threshold value is determined by detection of characteristic parameters. A detection of objects that are located outside of the near measurement range of the sensor device can also continue to be carried out in the conventional manner in the first operating state (A).

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung außerdem einen zweiten Betriebszustand (M) auf, in dem ein oder mehrere Objekte im Nahmessbereich der Sensoreinrichtung von der Systemsteuerung detektierbar sind. Die Objekterkennung erfolgt durch Aussenden eines Sendesignals durch die mindestens eine Sensoreinrichtung, Empfangen des von an Objekten im Fahrzeugumfeld reflektierten Echosignals und Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit dem im ersten Betriebszustand (A) bestimmten, mindestens einen laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert durch die Vergleichseinheit. Der zweite Betriebszustand (M) kann daher auch als Mess-Zustand bezeichnet werden.According to the invention, the device also has a second operating state (M) in which one or more objects in the proximity measuring range of the sensor device can be detected by the system controller. The object recognition takes place by emitting a transmission signal by the at least one sensor device, receiving the reflected from objects in the vehicle environment echo signal and comparing the echo signal or a signal derived therefrom with the in the first operating state (A) certain, at least one runtime-dependent detection threshold by the comparison unit. The second operating state (M) can therefore also be referred to as the measuring state.

Bevorzugt umfasst die Auswerteeinheit mindestens eine Vorrichtung zur Bestimmung der momentanen Stärke R ˆ(τ) des Empfangssignals. Dem Fachmann sind entsprechende Lösungen bekannt. Beispielsweise können das Verfahren sein, die das abgetastete Empfangssignal auswertet, wie es beispielsweise weiter oben bereits beschrieben wurde. Alternativ umfasst die Vorrichtung eine Schaltung zur Spitzenwertgleichrichtung. Als Eingangsspannung der Schaltung ist die Signalspannung (Uein) der Sensoreinrichtung vorgesehen, als Ausgangsspannung wird ein die Momentansignalstärke der Sensoreinrichtung repräsentierender Wert (Uaus) ausgegeben. Mittels einer derartigen Schaltung kann im ersten Betriebszustand (A) der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise der Verlauf der Momentansignalstärke als charakteristische Kenngröße der Sensoreinrichtung erfasst werden.Preferably, the evaluation unit comprises at least one device for determining the instantaneous magnitude R (τ) of the received signal. The person skilled in the corresponding solutions are known. For example, the method that evaluates the sampled received signal, as described above, for example. Alternatively, the device comprises a circuit for peak rectification. The input voltage of the circuit, the signal voltage (U a) of the sensor device is provided as an output voltage, the instantaneous signal strength of the sensor device is output representing value (U off). By means of such a circuit, in the first operating state (A) of the device according to the invention, the course of the instantaneous signal strength can be detected in a simple manner as a characteristic parameter of the sensor device.

Der Erfassung der charakteristische Kenngröße der Sensoreinrichtung im ersten Betriebszustand (A) der erfindungsgemäßen Vorrichtung, erfolgt bevorzugt in regelmäßigen Abständen um aktuelle Veränderungen im klimatischen Umfeld und im Zustand der Sensoreinrichtung berücksichtigen zu können. Dabei wird sichergestellt, dass sich kein Objekt im Nahmessbereich der Sensoreinrichtung befindet, das die Erfassung der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung, insbesondere des Abklingverhaltens, stören könnte. In diesem Betriebszustand können weiterhin Objekte außerhalb des Nahmessbereichs erfasst werden.The detection of the characteristic parameter of the sensor device in the first operating state (A) of the device according to the invention is preferably carried out at regular intervals in order to be able to take account of current changes in the climatic environment and in the state of the sensor device. This ensures that there is no object in the near measuring range of the sensor device, which detects the characteristic characteristic of the sensor device, in particular of the sensor Decay behavior, could disturb. In this operating state objects can still be detected outside the Nahmessbereichs.

Bevorzugt ist die Bestimmung der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung im ersten Betriebszustand (A) der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur dann aktivierbar, wenn durch die Sensoreinrichtung und/oder eine zusätzliche Sensoreinrichtung, wie beispielsweise eine Umfeldkamera, kein Objekt im Detektionsfeld der Sensoreinrichtung erkannt wird. Damit wird sichergestellt, dass bei der Erfassung der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung keine durch Objekte verursachte Störgrößen Einfluss auf die Erfassung nehmen. Preferably, the determination of the characteristic parameter of the sensor device in the first operating state (A) of the device according to the invention can only be activated if no object in the detection field of the sensor device is detected by the sensor device and / or an additional sensor device, such as an environment camera. This ensures that no disturbance variables caused by objects influence the detection when the characteristic parameter of the sensor device is detected.

Weiterhin bevorzugt ist die Bestimmung der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung im ersten Betriebszustand (A) der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur dann aktivierbar, wenn das Fahrzeug eine definierte Mindestgeschwindigkeit und/oder Höchstgeschwindigkeit aufweist. Der Fachmann geht im Allgemeinen davon aus, dass ein laufzeitunabhängiger, konstanter Schwellwert bzw. ein stufenartiger Schwellwert ein Spezialfall eines laufzeitabhängig veränderlichen Schwellwertes ist. Insbesondere in Verbindung mit signalaufbereiten Vorverarbeitungsverfahren, wie z.B. der laufzeitabhängigen Verstärkung der Empfangssignale kann ein laufzeitabhängig konstanter Schwellwert zur Anwendung kommen.Further preferably, the determination of the characteristic parameter of the sensor device in the first operating state (A) of the device according to the invention can only be activated if the vehicle has a defined minimum speed and / or maximum speed. The person skilled in the art generally assumes that a runtime-independent, constant threshold value or a step-like threshold value is a special case of a runtime-dependent variable threshold value. In particular in connection with signal processing pre-processing methods, such as e.g. the runtime-dependent amplification of the received signals, a runtime-dependent constant threshold can be used.

Erfindungsgemäß beinhaltet das beschriebene adaptive Verfahren zur Anpassung des laufzeitabhängigen Schwellwertes auch äquivalente Realisierungsmöglichkeiten, wie das Anpassen einer laufzeitabhängigen Vorverstärkung in Kombination mit einer entsprechenden Einstellung bzw. Feststellung eines Schwellwertdetektors.According to the invention, the described adaptive method for adapting the propagation time-dependent threshold also includes equivalent implementation possibilities, such as the adaptation of a propagation time-dependent preamplification in combination with a corresponding setting or determination of a threshold value detector.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt schematisch den typischen Verlauf einer Schwingungsamplitude der Membran eines sendenden Ultraschallsensors. 1 schematically shows the typical course of a vibration amplitude of the membrane of a transmitting ultrasonic sensor.

2 zeigt die Schwingung eines Ultraschallsensors sowie einen Detektionsschwellwert nach dem Stand der Technik. 2 shows the oscillation of an ultrasonic sensor and a detection threshold according to the prior art.

3 zeigt die Schwingung eines Ultraschallsensors sowie einen laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert nach einer ersten Ausführung der Erfindung. 3 shows the oscillation of an ultrasonic sensor and a runtime-dependent detection threshold according to a first embodiment of the invention.

4 zeigt ein Schaltbild eines Spitzenwertgleichrichters für die positive Halbwelle des von einem Ultraschallsensor gelieferten Schwingungssignals. 4 shows a circuit diagram of a peak rectifier for the positive half-wave of the supplied from an ultrasonic sensor vibration signal.

5 zeigt die Schwingung eines Ultraschallsensors mit einem überlagerten Echosignal, sowie einen laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert nach der ersten Ausführung der Erfindung. 5 shows the oscillation of an ultrasonic sensor with a superimposed echo signal, as well as a propagation time-dependent detection threshold according to the first embodiment of the invention.

6 zeigt die Schwingung eines Ultraschallsensors mit einem überlagerten Echosignal, sowie zwei laufzeitabhängige Detektionsschwellwerte gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung. 6 shows the oscillation of an ultrasonic sensor with a superimposed echo signal, and two propagation time-dependent detection thresholds according to a second embodiment of the invention.

7 zeigt die Schwingung eines Ultraschallsensors mit zwei überlagerten Echosignalen, gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung. 7 shows the oscillation of an ultrasonic sensor with two superposed echo signals, according to the second embodiment of the invention.

8 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs. 8th schematically shows a block diagram of a device according to the invention for detecting the surroundings of a vehicle.

Ausführungen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist schematisch der Verlauf der Schwingungsamplitude der Membran eines Ultraschallsensors während eines typischen Sendevorgangs dargestellt. Der Ultraschallsensor wird üblicherweise mit seiner Resonanzfrequenz angeregt. Dazu wird zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 eine oszillierende Spannung an das Piezoelement des Ultraschallsensors angelegt. Während einer Einschwingdauer vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t01 steigt die Schwingungsamplitude, bis sie zum Zeitpunkt t01 ein Maximum erreicht.In 1 is shown schematically the course of the vibration amplitude of the membrane of an ultrasonic sensor during a typical transmission process. The ultrasonic sensor is usually excited with its resonance frequency. For this purpose, an oscillating voltage is applied to the piezoelectric element of the ultrasonic sensor between the times t 0 and t 1 . During a transient period from time t 0 to time t 01 , the oscillation amplitude increases until it reaches a maximum at time t 01 .

Zum Zeitpunkt t1 endet die Anregung des Ultraschallsensors und die Schwingungsamplitude fällt im Wesentlichen exponentiell ab, bis die Schwingung zum Zeitpunkt t2 im Wesentlichen vollständig abgeklungen ist. Die Zeitkonstante dieser Abklingkurve wird im Wesentlichen durch die mechanischen und elektronischen Eigenschaften des Ultraschallsensors bestimmt. In bisherigen Systemen war daher das Detektieren eines Echosignals durch den Ultraschallsensor erst nach dem Abklingen der Anregungsschwingung im bei dem jeweiligen Sensor zu erwartenden ungünstigsten Fall, also im vorliegenden Beispiel nach dem Zeitpunkt t2 möglich. Somit beschränkt das Ausschwingen des Ultraschallsensors die Nahmessfähigkeit des Sensors, da der Abstand von Objekten zum Sensor mittels der Laufzeit des Echosignals von reflektierenden Objekten bestimmt wird.At time t 1 , the excitation of the ultrasonic sensor ends and the oscillation amplitude drops substantially exponentially until the oscillation has subsided substantially completely at time t 2 . The time constant of this decay curve is essentially determined by the mechanical and electronic properties of the ultrasonic sensor. In previous systems, therefore, the detection of an echo signal by the ultrasonic sensor only after the decay of the excitation oscillation in the case of the respective sensor to be expected worst case, so in the present example after the time t 2 was possible. Thus, the decay of the ultrasound sensor limits the proximity capability of the sensor since the distance of objects to the sensor is determined by the transit time of the echo signal from reflective objects.

Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Methoden bekannt, um das Abklingverhalten eines Ultraschallsensors zu beeinflussen. Beispielsweise kann ein Dämpfungsmaterial zur Aufnahme von Schwingungsenergie an der Membran vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ können elektronische Mittel vorgesehen sein, die beispielsweise eine phasenverschobene Gegenschwingung erzeugen und damit die Abklingschwingung dämpfen.Various methods are known from the prior art for influencing the decay behavior of an ultrasonic sensor. For example, a damping material for receiving vibration energy can be provided on the membrane. Additionally or alternatively, electronic means may be provided, for example, generate a phase-shifted counter-vibration and thus dampen the Abklingschwingung.

Um sicherzustellen, dass ein Echosignal von der Abklingschwingung des Sensors getrennt detektiert wird, sind üblicherweise Detektionsschwellwerte vorgesehen. Bei den bekannten Verfahren zur Umfelderfassung werden die diese Detektionsschwellwerte unabhängig von den speziellen Eigenschaften der Sensoren und der vorherrschenden Messsituation vorgegeben. 2 zeigt einen Signalausschnitt der Schwingung 20 eines Ultraschallsensors. Dargestellt ist der Zeitverlauf der gemessenen und anschließend verstärkten Spannung am Piezoelement des Ultraschallsensors, die die Schwingung der Membran repräsentiert. Aufgrund der Übersteuerung des Verstärkers zu Messbeginn sind zu Beginn der Darstellung von 2 die Signale „übersteuert“, d.h., nicht sinusförmig, dargestellt. Zunächst verläuft die Schwingung 22 mit ansteigender oder konstanter Amplitude. Ab dem Zeitpunkt t1 findet keine aktive Anregung des Ultraschallsensors mehr statt und eine abklingende Schwingungskurve 24 ist erkennbar. Gemäß dem Stand der Technik wird ab dem Zeitpunkt tM angenommen, dass die Schwingung soweit abgeklungen ist, dass Echosignale zuverlässig erfasst werden können. Zur Erfassung eines Echosignals ist ein stufenartiger Detektionsschwellwert 10a für die positive Halbwelle bzw. ein stufenartiger Detektionsschwellwert 10b für die negative Halbwelle vorgesehen. Die Untergrenze für einen auf diese Weise bestimmbaren Abstand zu einem Objekt im Umfeld eines Fahrzeugs ist im Stand der Technik damit durch den Zeitpunkt tM festgelegt. Ein typischer derartiger Mindestabstand beträgt etwa 150 mm. To ensure that an echo signal is detected separately from the decay vibration of the sensor, detection thresholds are usually provided. In the known method for environment detection, these detection threshold values are specified independently of the specific properties of the sensors and the prevailing measurement situation. 2 shows a signal section of the oscillation 20 an ultrasonic sensor. Shown is the time course of the measured and then amplified voltage at the piezoelectric element of the ultrasonic sensor, which represents the vibration of the membrane. Due to the overload of the amplifier at the beginning of the measurement are at the beginning of the representation of 2 the signals "overdriven", ie, not sinusoidal represented. First, the oscillation runs 22 with increasing or constant amplitude. From the time t 1 no active excitation of the ultrasonic sensor takes place and a decaying oscillation curve 24 is recognizable. According to the prior art, it is assumed from time t M that the oscillation has decayed so far that echo signals can be reliably detected. To detect an echo signal is a step-like detection threshold 10a for the positive half-wave or a step-like detection threshold 10b intended for the negative half wave. The lower limit for a distance that can be determined in this way relative to an object in the environment of a vehicle is thus defined by the time t M in the prior art. A typical such minimum distance is about 150 mm.

Verfahren gemäß dem Stand der Technik berücksichtigen bei der Vorgabe des Schwellwertvorgabe Sensortoleranzen, Störsignale durch die Bodenbeschaffenheit und potentielle Klimaeinflüsse, die während der Betriebsdauer des Sensors auftreten können. In the specification of the threshold specification, methods according to the prior art take into account sensor tolerances, disturbance signals by the soil condition and potential climatic influences which can occur during the operating period of the sensor.

3 stellt die Schwingung 20 eines Ultraschallsensors sowie einen laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert nach einer ersten Ausführung der Erfindung dar. Der Verlauf der Schwingung 20 entspricht dem in 2 dargestellten Verlauf. Der Detektionsschwellwert 12a bzw. 12b ist nun erfindungsgemäß laufzeitabhängig gewählt, wobei die Kurve 12a den Detektionsschwellwert für die positive Halbwelle der Schwingung angibt und die Kurve 12b den Detektionsschwellwert für die negative Halbwelle der Schwingung angibt. Erfindungsgemäß werden die Detektionsschwellwerte 12a und 12b durch Erfassen einer charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung bestimmt. In diesem Beispiel wird das Abklingverhalten des Ultraschallsensors als charakteristische Kenngröße verwendet. Dazu wird aus der Abklingschwingung 24 des Ultraschallsensors eine Momentansignalstärke, jeweils für die positive und die negative Halbwelle der Abklingschwingung bestimmt. Die Momentansignalstärke wird in diesem Beispiel als laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert 12a bzw. 12b verwendet. Somit kann in vergleichsweise einfacher Weise aus dem so gewonnen Verlauf der Momentansignalstärke die laufzeitvariable Schwelle zur Beurteilung der Signalstärke entsprechend eingestellt werden. 3 puts the vibration 20 an ultrasonic sensor and a transit time-dependent detection threshold according to a first embodiment of the invention. The course of the oscillation 20 corresponds to the in 2 illustrated course. The detection threshold 12a respectively. 12b is now chosen according to the invention running time-dependent, the curve 12a indicates the detection threshold for the positive half cycle of the oscillation and the curve 12b indicates the detection threshold for the negative half wave of the oscillation. According to the invention, the detection threshold values 12a and 12b determined by detecting a characteristic characteristic of the sensor device. In this example, the decay behavior of the ultrasonic sensor is used as a characteristic parameter. This is from the Abklingschwingung 24 of the ultrasonic sensor determines an instantaneous signal strength, in each case for the positive and the negative half-wave of the decay oscillation. The instantaneous signal strength is in this example as a runtime-dependent detection threshold 12a respectively. 12b used. Thus, in a comparatively simple manner, the time-variable threshold for assessing the signal strength can be adjusted accordingly from the profile of the instantaneous signal strength thus obtained.

In der Darstellung nach 3 ist der Verlauf 12a, 12b des Schwellwertes identisch mit dem Verlauf der Momentansignalstärke. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Betrag des laufzeitabhängigen Schwellwerts in der Praxis etwas größer (beispielsweise 5%–10%) als den Betrag der jeweiligen Momentansignalstärke einzustellen.In the illustration after 3 is the course 12a . 12b of the threshold identical to the course of the instantaneous signal strength. It has proven to be expedient to set the amount of the transit-time-dependent threshold in practice somewhat greater (for example 5% -10%) than the amount of the respective instantaneous signal strength.

Mit jeder Messung kann erneut der Zeitverlauf der positiven und der negativen Momentansignalstärke bestimmt werden. Die Bestimmung der Momentansignalstärke der positiven Halbwelle kann beispielsweise mittels eines RC-Spitzenwertgleichrichters wie er in 4 dargestellt ist und anschließendem Abstasten erfolgen. In einem bevorzugten Fall werden die jeweiligen momentanen Maximalwerte gespeichert. Die Zeitkonstante T = R·C des RC-Spitzenwertgleichrichters liegt dabei bevorzugt im Bereich der Signalperiodendauer der Schwingung des Ultraschallsensors. Die in 4 dargestellte Schaltung dient der Gleichrichtung der positiven Halbwelle der Schwingung. In einer einfachen Ausführung der Erfindung genügt dieses Verfahren zur Bestimmung der momentanen Signalstärke. Dem Fachmann ist bekannt, wie die Spitzenwertgleichrichtung für negative Halbperioden entsprechend anzupassen ist, und die jeweiligen Ausgangssignale Uaus abgetastet und gespeichert werden können. Daher werden diese Details hier nicht weiter ausgeführt. Die in 4 dargestellte einfache Hardwareschaltung soll hier stellvertretend für die vielfältigen, dem Fachmann bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung der momentanen Signalstärke stehen, wie beispielsweise das eingangs beschriebene auf abgetasteten Signalen basierende Verfahren.With each measurement, the time course of the positive and the negative instantaneous signal strength can be determined again. The determination of the instantaneous signal strength of the positive half-wave can be carried out, for example, by means of an RC peak-value rectifier as shown in FIG 4 is shown and then done scanning. In a preferred case, the respective current maximum values are stored. The time constant T = R · C of the RC peak value rectifier is preferably in the range of the signal period of the oscillation of the ultrasonic sensor. In the 4 The circuit shown serves to rectify the positive half cycle of the oscillation. In a simple embodiment of the invention, this method is sufficient for determining the instantaneous signal strength. The expert is known as the peak value rectification should be adjusted accordingly for negative half cycles, and the respective outputs of U can be scanned and stored. Therefore, these details will not be explained here. In the 4 shown simple hardware circuit is here representative of the diverse, known to those skilled methods and apparatus for determining the instantaneous signal strength, such as the method described above based on sampled signals.

Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung möglich, als charakteristische Kenngröße der Sensoreinrichtung eine Folge von Periodendauern während des Abklingvorgangs zu bestimmen und als Referenzfolge abzuspeichern. Wie in der WO 2011009786 A1 beispielsweise beschrieben ist, kann eine Folge von Periodendauerabweichungen bestimmt und mit einer Referenzfolge verglichen werden kann. Die im Nachfolgenden beschriebenen Methoden zur Signalstärkebeurteilung können in äquivalenter Weise auf Frequenzabweichungen, bevorzugt gemessen als Folge von Periodendauern, angewandt werden. Eingangs ist beispielhaft ein äquivalentes Verfahren beschrieben, mit dessen Hilfe aus dem abgetasteten sich periodisch ändernden Signal dessen Phase und durch zeitliche Ableitung der Phase die Momentanfrequenz bestimmt werden kann. Abweichungen der gemessenen Periodendauerfolge von den bekannten Referenzverläufen des Ausschwingens treten insbesondere in den Echolaufzeitbereichen auf, die einer Objektentfernung entsprechen. Insbesondere verläuft in diesen Echolaufzeitbereichen die Phase des Echossignals nicht kohärent zur Phase des Ausschwingsignals.Alternatively, it is possible within the scope of the invention to determine a sequence of period durations during the decay process as a characteristic parameter of the sensor device and to store them as a reference sequence. Like in the WO 2011009786 A1 For example, a sequence of period duration deviations can be determined and compared with a reference sequence. The signal strength assessment methods described below may be applied equivalently to frequency deviations, preferably measured as a result of period durations. In the introduction, an equivalent method is described by way of example with the aid of which the phase of the sampled periodically changing signal and the momentary frequency can be determined by temporal derivation of the phase. Deviations of the measured period duration sequences from the known reference curves of the decay occur, in particular, in the echo propagation time ranges which correspond to an object distance. In particular, in these echo propagation time ranges, the phase of the echo signal is not coherent with the phase of the turn-off signal.

5 stellt einen Messvorgang nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dar. Der laufzeitabhängige Schwellwert 12a, 12b entspricht der Darstellung in 3. Dem abklingenden Schwingungssignal 22 des Ultraschallsensors ist ein Echosignal 25 überlagert. Das Echosignal 25 stammt in diesem Beispiel von einem flachen Objekt, das sich im Nahmessbereich des Ultraschallsensors befindet, also näher an dem Ultraschallsensor, als der bisher übliche, auf den ungünstigsten Fall ausgelegte Schwellwert es zulassen würde. Da die Momentansignalstärke des Echosignals 25 im Betrag den adaptierten, laufzeitabhängigen Schwellwert 12a, 12b überschreitet, kann das Echosignal trotzdem erkannt und ausgewertet werden. Das Objekt und sein Abstand können erfasst und die Information kann beispielsweise in einem System zur Umfelderfassung weiterverarbeitet werden. 5 represents a measurement process according to the inventive method. The runtime-dependent threshold 12a . 12b corresponds to the illustration in 3 , The decaying vibration signal 22 The ultrasonic sensor is an echo signal 25 superimposed. The echo signal 25 In this example, it comes from a flat object, which is located in the near measuring range of the ultrasonic sensor, ie closer to the ultrasonic sensor, than the hitherto usual threshold value designed for the worst case would permit. Since the instantaneous signal strength of the echo signal 25 in the amount of the adapted, term-dependent threshold 12a . 12b exceeds the echo signal can still be detected and evaluated. The object and its distance can be detected and the information can be further processed in a system for environment detection, for example.

6 zeigt das empfangene Signal einer weiteren Messsituation. Ein Teil des aus der Überlagerung des Echosignals mit dem Ausschwingsignal resultierenden Schwingungssignals 25 liegt in seinem Betrag deutlich über dem laufzeitabhängigen Schwellwert 12a, 12b, der in diesem Beispiel analog zum Beispiel aus 3 aus den Momentansignalstärken der ungestörten Abklingschwingung des Ultraschallsensors gewonnen wurde. 6 shows the received signal of another measurement situation. A part of the resulting from the superposition of the echo signal with the Ausschwingsignal vibration signal 25 is in its amount significantly above the term-dependent threshold 12a . 12b , which in this example is analogous to the example of 3 was obtained from the instantaneous signal strengths of the undisturbed Abklingschwingung the ultrasonic sensor.

Es ist jedoch auch zu erkennen, dass durch destruktive Interferenz des Echosignals mit der abklingenden Schwingung 22 ein Einbruch 23 der Momentansignalstärke sowie starke Schwankungen im Frequenzverlauf infolge von durch die Überlagerung entstandenen Phasensprüngen entstehen. Derartige Einbrüche 23 der Signalstärke können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls erkannt werden. So kann beispielsweise aus dem laufzeitabhängigen Schwellwert 12a, 12b ein zweiter laufzeitabhängiger Schwellwert 14a 14b für eine Mindestsignalstärke hergeleitet werden. Es wird nun geprüft, ob dieser zweite laufzeitabhängige Schwellwert der Signalstärke unterschritten wird. Danit kann ein Signaleinbruch 23, wie in 6 dargestellt erfasst und ein verursachendes Objekt erkannt werden.However, it can also be seen that destructive interference of the echo signal with the decaying oscillation 22 a break-in 23 The instantaneous signal strength as well as strong fluctuations in the frequency response as a result of overlapping caused by phase jumps. Such burglaries 23 The signal strength can also be detected by the method according to the invention. For example, from the runtime-dependent threshold 12a . 12b a second runtime dependent threshold 14a 14b be derived for a minimum signal strength. It is now checked whether this second runtime-dependent threshold value of the signal strength is exceeded. Danit may be a signal collapse 23 , as in 6 shown detected and a causative object can be detected.

Alternativ können mit dem Frequenz- bzw. Phasenanalyseverfahren, wie beispielsweise dem in der WO 2011009786 A1 beschriebenen Intrapulsanalyseverfahren derartige Phasensprünge detektiert werden, besonders einfach als Abweichung einer gemessenen Folge von einer Referenzfolgen von Periodendauern.Alternatively, with the frequency or phase analysis method, such as in the WO 2011009786 A1 described Intrapulsanalyseverfahren such phase jumps are detected, particularly simply as a deviation of a measured sequence of a reference series of period lengths.

Wie aus 7 deutlich wird, führt das Vorhandensein von Objekten nicht immer zu einem Überschreiten eines laufzeitabhängigen Schwellwerts 12a, 12b, der gemäß dem Beispiel aus 3 aus der Momentansignalstärke bestimmt wird. Der laufzeitabhängige Schwellwert 12a, 12b wird in diesem Beispiel nicht überschritten, obwohl ein Objekt vorhanden ist. Bei dem Objekt handelt es sich in diesem Beispiel um ein Rohr mit einem Durchmesser von 75 mm, das sich in einem Abstand von 75 mm zum Ultraschallsensor befindet. Destruktive Interferenz bewirkt, dass die Momentansignalstärke des Echosignals 27 den Schwellwert 12a, 12b nicht überschreitet. Das Objekt kann in diesem Fall daher nur entweder anhand des Unterschreitens des zweiten Schwellwerts 14a, 14b, mit anderen Worten, anhand des Signaleinbruchs 23 für mehr als eine Periodendauer und/oder anhand einer Abweichung des gemessenen Frequenzverlaufs von mindestens einem Referenzfrequenzverlauf erkannt werden. Die Objektdetektion wird durch Kombination der Detektion anhand des Unterschreitens bzw. Überschreitens des Schwellwertes und der Detektion anhand von Änderungen des Phasen- bzw. Frequenzverlaufs zuverlässiger.How out 7 becomes clear, the presence of objects does not always result in a runtime-dependent threshold being exceeded 12a . 12b , according to the example 3 is determined from the instantaneous signal strength. The runtime dependent threshold 12a . 12b is not exceeded in this example, even though an object exists. The object in this example is a 75 mm diameter tube located 75 mm from the ultrasonic sensor. Destructive interference causes the instantaneous signal strength of the echo signal 27 the threshold 12a . 12b does not exceed. The object in this case can therefore only be based on either falling below the second threshold 14a . 14b in other words, based on the signal collapse 23 be recognized for more than one period and / or based on a deviation of the measured frequency characteristic of at least one reference frequency characteristic. The object detection becomes more reliable by combining the detection based on falling below or exceeding the threshold value and the detection based on changes in the phase or frequency response.

Zur Verdeutlichung der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 7 nochmals ein stufenartiger Schwellwert 10a, 10b gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Ebenfalls sichtbar in 7 ist das Auftreten eines zweiten Echosignals 29, das in diesem Fall vom selben Objekt stammt. Dieses zweite Echosignal ist im vorliegenden Beispiel die Folge der Reflexion des ersten Echos an der um den Ultraschallwandler angebrachten Halterung und der Rückreflexion an dem Objekt. Das zweite Echosignal 29 kann zur Erhöhung der Ortsauflösung der Messung verwendet werden. Damit dieses zweite Echosignal 29 deutlich von dem ersten Echosignal 27, anhand des Signalstärkeverlaufs trennbar wird, muss der Sendepuls geeignet gewählt werden. Geeignete Modulationsverfahren für Sendepulse, die eine derartig hohe Ortsauflösung gestatten, sind unter anderem in EP 2 251 710 A2 beschrieben. Es wird deutlich, dass bei Verwendung eines Schwellwerts 10a, 10b nach dem heutigen Stand der Technik, das Echosignal 29 gegebenenfalls nicht erfasst würde.To clarify the advantages of the method according to the invention is in 7 again a step-like threshold 10a . 10b represented according to the prior art. Also visible in 7 is the occurrence of a second echo signal 29 , which in this case comes from the same object. In the present example, this second echo signal is the result of the reflection of the first echo at the holder mounted around the ultrasound transducer and the return reflection at the object. The second echo signal 29 can be used to increase the spatial resolution of the measurement. So this second echo signal 29 clearly from the first echo signal 27 , is separable based on the signal strength curve, the transmit pulse must be suitably selected. Suitable modulation methods for transmission pulses which allow such a high spatial resolution are, inter alia, in EP 2 251 710 A2 described. It becomes clear that when using a threshold 10a . 10b according to the current state of the art, the echo signal 29 may not be covered.

8 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer möglichen Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs. Es ist eine Sensoreinrichtung 100, die hier als Ultraschallsensor ausgebildet ist, zum Aussenden von Sendesignalen und zum Empfangen von Echosignalen vorgesehen. Das Sendesignal wird an einem Objekt 70 im Abstand d zur Sensoreinrichtung reflektiert und das Echosignal durch die Sensoreinrichtung 100 empfangen. 8th schematically shows a block diagram of a possible embodiment of a device according to the invention 10 for detecting the surroundings of a vehicle. It is a sensor device 100 , which is designed here as an ultrasonic sensor, provided for transmitting transmission signals and for receiving echo signals. The transmission signal is at an object 70 at a distance d to the sensor device reflected and the echo signal through the sensor device 100 receive.

Die Vorrichtung 10 umfasst eine Auswerteeinheit 3 zum Bestimmen eines laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerts, eine Vergleichseinheit 7 zum Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit dem laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert, eine Systemsteuerung 1 zur Steuerung der Sensoreinrichtung 100 und zum Erkennen des Objektes 70. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung 10 einen ersten Betriebszustand (A) auf, in dem davon ausgegangen werden kann, dass sich kein zu detektierendes Objekt permanent im Nahmessbereich des Sensors befindet und in dem eine charakteristische Kenngröße der Sensoreinrichtung 100, insbesondere der Amplitudenverlauf und/oder der Frequenzverlauf während des Ausschwingvorgangs, durch die Auswerteeinheit 3 erfasst wird und aus der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung 100 mindestens ein laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert bestimmt wird und an die Vergleichseinheit 7 übergeben wird.The device 10 includes an evaluation unit 3 for determining a run-time-dependent detection threshold, a comparison unit 7 for comparing the echo signal or a signal magnitude derived therefrom with the propagation time dependent detection threshold, a system controller 1 for controlling the sensor device 100 and to recognize the object 70 , According to the invention, the device 10 a first operating state (A), in which it can be assumed that no object to be detected is permanently in the near measuring range of the sensor and in which a characteristic parameter of the sensor device 100 , in particular the amplitude curve and / or the frequency curve during the decaying process, by the evaluation unit 3 is detected and from the characteristic parameter of the sensor device 100 at least one runtime-dependent detection threshold value is determined and to the comparison unit 7 is handed over.

Die Vorrichtung 10 weist einen zweiten Betriebszustand (M) auf, in dem das Objekt 70 von der Systemsteuerung 1 erkannt wird, durch Aussenden eines Sendesignals durch die mindestens einen Sensoreinrichtung 100, Empfangen des am Objekt 70 reflektierten Echosignals und Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit dem mindestens einen laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert durch die Vergleichseinheit 7.The device 10 has a second operating state (M) in which the object 70 from the Control Panel 1 is detected by sending a transmission signal through the at least one sensor device 100 , Receiving the object 70 reflected echo signal and comparing the echo signal or a signal derived therefrom signal with the at least one runtime-dependent detection threshold by the comparison unit 7 ,

Neben der Sensoreinrichtung 100 kann eine zweite Sensoreinrichtung 200, beispielsweise eine Kamera oder ein weiterer Ultraschallsensor vorgesehen sein. Die zweite Sensoreinrichtung 200 liefert Informationen, ob ein Objekt 70 im Detektionsfeld der ersten Sensoreinrichtung 100 vorhanden ist an die Systemsteuerung 1. Die Systemsteuerung 1 kann derart eingerichtet sein, dass der erste Betriebszustand (A) der Vorrichtung 10 nur dann durch die Systemsteuerung 1 aktivierbar ist, wenn die zweite Sensoreinrichtung 200 kein Objekt im Detektionsfeld, insbesondere im Nahmessbereich der Sensoreinrichtung 100 erkennt.In addition to the sensor device 100 may be a second sensor device 200 be provided, for example, a camera or another ultrasonic sensor. The second sensor device 200 provides information about whether an object 70 in the detection field of the first sensor device 100 is present to the control panel 1 , The system control 1 may be arranged such that the first operating state (A) of the device 10 only through the system control 1 can be activated when the second sensor device 200 no object in the detection field, in particular in the close measurement range of the sensor device 100 recognizes.

Alternativ oder zusätzlich kann die Systemsteuerung 1 Informationen über die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit vF empfangen und verarbeiten, beispielsweise derart, dass der erste Betriebszustand (A) der Vorrichtung 10 nur dann durch die Systemsteuerung 1 aktivierbar ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit vF eine definierte Mindestgeschwindigkeit von beispielsweise mehr als 5 km/h aufweist. Alternatively or additionally, the system control 1 Receive and process information about the current vehicle speed v F , for example, such that the first operating state (A) of the device 10 only through the system control 1 can be activated when the vehicle speed V F has a defined minimum speed of, for example, more than 5 km / h.

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  • EP 2251710 A2 [0058] EP 2251710 A2 [0058]

Claims (11)

Verfahren zur Umfelderfassung eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einer an dem Fahrzeug angeordneten Sensoreinrichtung (100), insbesondere einem Ultraschallsensor, zum Aussenden von Sendesignalen und zum Empfangen von an Objekten (70) im Fahrzeugumfeld, insbesondere in einem Nahmessbereich der Sensoreinrichtung (100), reflektierten Echosignalen, mit folgenden Schritten: a) Erfassen einer charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung, b) Bestimmen mindestens eines laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerts (12, 14) aus der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung (100), c) Aussenden eines Sendesignals mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung (100), d) Empfangen eines Echosignals, e) Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit mindestens einem laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert (12, 14) wobei abhängig von dem Vergleichsergebnis ein Objekt (70) in dem Nahmessbereich der Sensoreinrichtung (100) erkannt wird, wobei die Schritte a) und b) in einem ersten Betriebszustand (A) der Sensoreinrichtung (100) durchgeführt werden und die Schritte c) und d) und e) in einem zweiten Betriebszustand (M) der Sensoreinrichtung (100) durchgeführt, wobei sich in Betriebszustand (A) der Sensoreinrichtung (100) kein Objekt in dem Nahmessbereich der Sensoreinrichtung (100) befindet.Method for detecting the surroundings of a vehicle, in particular of a motor vehicle, with at least one sensor device arranged on the vehicle ( 100 ), in particular an ultrasonic sensor, for transmitting transmission signals and for receiving objects ( 70 ) in the vehicle environment, in particular in a Nahmessbereich the sensor device ( 100 ), reflected echo signals, comprising the following steps: a) detecting a characteristic parameter of the sensor device, b) determining at least one transit time-dependent detection threshold value ( 12 . 14 ) from the characteristic parameter of the sensor device ( 100 ), c) emitting a transmission signal by means of the at least one sensor device ( 100 d) receiving an echo signal, e) comparing the echo signal or a signal quantity derived therefrom with at least one runtime-dependent detection threshold value (FIG. 12 . 14 ) depending on the result of the comparison, an object ( 70 ) in the near measuring range of the sensor device ( 100 ), wherein the steps a) and b) in a first operating state (A) of the sensor device ( 100 ) and the steps c) and d) and e) in a second operating state (M) of the sensor device ( 100 ), wherein in the operating state (A) of the sensor device ( 100 ) no object in the near measuring range of the sensor device ( 100 ) is located. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung (100) erfolgt, indem eine Abklingschwingung der Sensoreinrichtung (100) erfasst wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the detection of the characteristic parameter of the sensor device ( 100 ) is performed by a Abklingschwingung the sensor device ( 100 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Kenngröße der Sensoreinrichtung der Zeitverlauf der Maxima der Abklingschwingung der Sensoreinrichtung (100) erfasst wird.Method according to Claim 3, characterized in that the characteristic curve of the sensor device is the time profile of the maxima of the decay oscillation of the sensor device ( 100 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Kenngröße der Sensoreinrichtung der Frequenzverlauf der Abklingschwingung der Sensoreinrichtung (100) als eine Folge von Signalperiodendauern oder dazu äquivalenten Größen erfasst wird.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the characteristic curve of the decay oscillation of the sensor device ( 100 ) is detected as a sequence of signal periods or equivalent quantities. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) ein erster laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert (12) bestimmt wird und aus dem ersten laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert (12) ein zweiter laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert (14) berechnet wird, wobei in Schritt e) ein Objekt (70) erkannt wird, wenn das Echosignal den ersten laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert (12) überschreitet oder wenn das Echosignal den zweiten laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert (14), insbesondere während mehrerer aufeinanderfolgender Periodendauern, unterschreitet. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt a) wiederholt durchgeführt wird und ein Durchschnitt der charakteristischen Kenngröße gebildet wird, wobei in Schritt b) aus dem Durchschnitt ein laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert bestimmt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in step b) a first delay-dependent detection threshold ( 12 ) and from the first runtime-dependent detection threshold ( 12 ) a second delay-dependent detection threshold ( 14 ), wherein in step e) an object ( 70 ) is detected when the echo signal is the first runtime-dependent detection threshold ( 12 ) or if the echo signal exceeds the second delay-dependent detection threshold ( 14 ), in particular during several consecutive periods, falls short. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that step a) is carried out repeatedly and an average of the characteristic characteristic is formed, wherein in step b) a runtime-dependent detection threshold value is determined from the average. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit ausgeführt wird.Computer program with program code means for performing all the steps of a method according to one of claims 1 to 6, when the computer program is executed on a computer or a corresponding computing unit. Vorrichtung (10) zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs, insbesondere nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend – mindestens eine an dem Fahrzeug angeordnete Sensoreinrichtung (100), zum Aussenden von Sendesignalen und zum Empfangen von an Objekten (70) im Fahrzeugumfeld reflektierten Echosignalen, – Eine Auswerteeinheit (3) zum Bestimmen eines laufzeitabhängigen Detektionsschwellwerts (12, 14), – eine Vergleichseinheit (7) zum Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit dem laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert (12, 14) – eine Systemsteuerung (1) zur Steuerung der Sensoreinheit (100) und zum Detektieren eines Objektes (70), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen ersten Betriebszustand (A) aufweist, in dem – eine charakteristische Kenngröße der Sensoreinrichtung (100), insbesondere der Amplitudenverlauf und/oder der Frequenzverlauf während des Ausschwingvorgangs, durch die Auswerteeinheit (3) erfasst wird und – aus der charakteristischen Kenngröße der Sensoreinrichtung (100) mindestens ein laufzeitabhängiger Detektionsschwellwert (12, 14) bestimmt wird und an die Vergleichseinheit (7) übergeben wird, – wobei sich in Betriebszustand (A) der Sensoreinrichtung (100) kein Objekt in einem Nahmessbereich der Sensoreinrichtung (100) befindet,Contraption ( 10 ) for detecting the surroundings of a vehicle, in particular according to the method according to one of claims 1 to 6, comprising - at least one sensor device arranged on the vehicle ( 100 ), for transmitting transmission signals and for receiving objects ( 70 ) in the vehicle environment reflected echo signals, - an evaluation unit ( 3 ) for determining a transit-time-dependent detection threshold value ( 12 . 14 ), - a comparison unit ( 7 ) for comparing the echo signal or a signal derived therefrom with the run-time-dependent detection threshold ( 12 . 14 ) - a system control ( 1 ) for controlling the sensor unit ( 100 ) and to detect an object ( 70 ), characterized in that the device has a first operating state (A) in which - a characteristic parameter of the sensor device ( 100 ), in particular the amplitude curve and / or the frequency curve during the decaying process, by the evaluation unit ( 3 ) is detected and - from the characteristic characteristic of the sensor device ( 100 ) at least one runtime-dependent detection threshold value ( 12 . 14 ) and to the comparison unit ( 7 ) is passed, - being in operating condition (A) of the sensor device ( 100 ) no object in a near measuring range of the sensor device ( 100 ), und dass die Vorrichtung einen zweiten Betriebszustand (M) aufweist, in dem ein Objekt (70) in dem Nahmessbereich der Sensoreinrichtung (100) von der Systemsteuerung (1) detektierbar ist, durch – Aussenden eines Sendesignals durch die mindestens einen Sensoreinrichtung (100), – Empfangen des von an Objekten (70) im Fahrzeugumfeld reflektierten Echosignals, – Vergleichen des Echosignals oder einer davon abgeleiteten Signalgröße mit dem mindestens einen laufzeitabhängigen Detektionsschwellwert (12, 14) durch die Vergleichseinheit (7).and in that the device has a second operating state (M) in which an object ( 70 ) in the near measuring range of the sensor device ( 100 ) from the Control Panel ( 1 ) is detectable by - emitting a transmission signal by the at least one sensor device ( 100 ), - receiving the from objects ( 70 ) in the vehicle environment reflected echo signal, - comparing the echo signal or a signal derived therefrom signal size with the at least one runtime-dependent detection threshold ( 12 . 14 ) by the comparison unit ( 7 ). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit mindestens eine Schaltung (50) zur Spitzenwertgleichrichtung umfasst, wobei als Eingangsspannung der Schaltung die Signalspannung (Uein) der Sensoreinrichtung vorgesehen ist und als Ausgangsspannung ein die Momentansignalstärke repräsentierender Wert (Uaus) ausgegeben wird.Apparatus according to claim 8, characterized in that the evaluation unit at least one circuit ( 50 ) Comprises the peak value rectifier, wherein a) the sensor device is provided as an input voltage of the circuit, the signal voltage (U and as an output voltage, the instantaneous signal strength value representing (U off) is output. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebszustand (A) nur dann aktivierbar ist, wenn durch die Sensoreinrichtung (100) und/oder eine zusätzliche Sensoreinrichtung (200) kein Objekt im Nahmessbereich der Sensoreinrichtung erkannt wird.Device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the first operating state (A) can only be activated if by the sensor device ( 100 ) and / or an additional sensor device ( 200 ) no object is detected in the near measurement range of the sensor device. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebszustand (A) nur aktivierbar ist, wenn das Fahrzeug eine definierte Mindestgeschwindigkeit aufweist.Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the first operating state (A) can only be activated when the vehicle has a defined minimum speed.
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