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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur echobasierten Erkennung eines Umgebungsobjektes eines Fahrzeugs durch, mittels eines Schallwandlers empfangener Umgebungssignale, deren Amplituden zu einem betrachteten Zeitpunkt im Echozyklus deutlich geringer als die Amplituden eines Ausschwingsignals des Schallwandlers nach erfolgter Anregung des Schallwandlers sind. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur verbesserten Analyse eines mittels eines Schallwandlers empfangenen Umgebungssignals hinsichtlich der Erkennung darin enthaltener Echos.
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Bekannte Vorrichtungen zur Umgebungssensorik basieren häufig auf Wandlersignalen, welche in die Umgebung abgestrahlt und von Umgebungsobjekten reflektiert werden. Die reflektierten Signale (Echos) werden mittels eines Wandlers bzw. desselben Wandlers, welcher das Signal in die Umgebung abgesendet hat, empfangen, in elektrische Signale gewandelt und von einer Auswerteeinheit ausgewertet. Üblicherweise wird bei der akustischen Umfeldüberwachung mittels ausgesandter akustischer Messsignalformen ein Elektro-Akustik-Wandler wiederholt gleichartig zum Aussenden der Messsignalformen angesteuert. Die Messsignalformen sind dabei messzyklusübergreifend gleichartig. Aus der Signallaufzeit („Pulslaufzeit“) wird auf den Objektabstand im Raum geschlussfolgert. Während der als „Senden“ bezeichneten Zeit der aktiven Anregung des Wandlers beginnt der Wandler bei der ihm eingeprägten Frequenz zu schwingen. Da die heutigen Wandler resonante Systeme höherer Ordnung sind, teilt sich die Sendezeit in eine „Einschwingzeit“ und eine „Konstantsendezeit“ auf. Nach dem Ende der aktiven Anregung des Wandlers folgt dabei das Ausschwingen der durch die Anregung im Wandler gespeicherten Schwingungsenergie. Das nach dem Ende der Sendeanregung infolge der gespeicherten Schwingungsenergie entstehende Wandlersignal soll im Folgenden als Ausschwingsignal bezeichnet werden. Charakteristisch ist dabei die Gestalt der Einhüllenden des Ausschwingsignals, die im Wesentlichen einer e-Funktion folgt. Sofern nun die gleiche Membran zum Aussenden der Signale in die Umgebung, wie auch zum Empfangen der Echos aus der Umgebung verwendet wird, ist das Empfangssignal während des Ausschwingzeitraums eine Überlagerung des Ausschwingsignals und der Echos. Ist die Signalstärke der Echos deutlich kleiner als die Signalstärke des Ausschwingens, so können mit heutigen Verfahren solche Objekte nicht anhand der Signalstärke detektiert werden. Daraus folgt, dass Abstandsmessungen von Objekten sehr nahe am Wandler nicht zuverlässig möglich sind. Es gibt daher mannigfaltige Versuche und Lösungen zur Dämpfung des Ausschwingens verwendeter Wandlermembranen nach Abschließen der aktiven Aussendung von Signalen in die Umgebung. Beispielsweise wird versucht, durch Gegenansteuerung der Membran die Schwingungsenergie der Wandlermembran möglichst rasch zu dämpfen. Allerdings ist hierfür zusätzliche Hardware erforderlich und die Ansteuerung ist vergleichsweise kompliziert, da exakte Kenntnisse über den aktuellen Schwingungszustand der Membran erforderlich sind, um gezielt eine Gegentaktansteuerung realisieren zu können. Passive Ansätze, die beispielsweise einen Dämpfungsschaum hinter der Membran vorsehen, sind zwar robuster, jedoch dämpfen sie auch während des Aussendens von Nutzsignalen in die Umgebung die Membran, weshalb zur Abstrahlung von Signalen zusätzliche Energie aufgewendet werden muss.
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Aus dem Stand der Technik ist bspw. die Schrift
EP 1 562 050 B1 . Diese Schrift betrifft ein Verfahren zur Anpassung eines Sehwellwertes einer Detektionseinrichtung vorzugsweise in einem Ultraschallsystem zur Fahrzeugumfelddetektion mit den folgenden Schritten: Senden eines Signalbursts mit einem vorbestimmtem Pulswiederholintervall, einer definierten Burstlänge und einer definierten Signalfrequenz, Empfangen und Aufbereiten eines Empfangssignals durch Verstärkung, Filterung und Demodulation zur Gewinnung einer Einhüllenden, Ermitteln einer Empfangssignalmagnitude der Einhüllenden als Störpegelprobe nach einer ersten vorbestimmten Zeitdauer ab einem Signalburst innerhalb einer vorbestimmten zweiten Zeitdauer aus dem aufbereiteten Empfangssignal am Ende des Pulswiederholintervalls, und Anpassen des Sehwellwertes der Detektionseinrichtung in Abhängigkeit von der Störpegelprobe, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangssignalmagnitude der Einhüllenden als Störpegelprobe aus der Einhüllenden des zeitlich gefensterten Empfangssignals am Ende des Pulswiederholintervalls mittels eines Spitzenwertgleichrichters ermittelt wird, dass der Spitzenwertgleichrichter eine Haltezeitkonstante aufweist, welche größer als das Pulswiederholintervall ist und dass der Spitzenwertgleichrichter so ausgelegt wird, dass seine Ladezeitkonstante die Burstlänge überschreitet und dass die zeitliche Störpegelproben-Erfassungsdauer länger als die Ladezeitkonstante ist.
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Wünschenswert ist daher ein Verfahren, welches, ohne den schwingenden Wandler mittels elektrischer Energie abzubremsen, die Detektion empfangener Echos begünstigt, wobei insbesondere solche Echos aus dem Wandlersignal extrahiert werden sollen, deren Amplitude kleiner als die Amplitude des Ausschwingsignals ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10. Entsprechend wird ein Verfahren zur echobasierten Erkennung eines Umgebungsobjektes eines Fahrzeugs durch mittels eines Schallwandlers empfangener Umgebungssignale, deren Amplituden zu einem betrachteten Zeitpunkt im Echozyklus deutlich geringer als die Amplituden eines Ausschwingsignals des Schallwandlers nach erfolgter Anregung des Schallwandlers sind zur Verfügung gestellt, welches in zumindest einem ersten Betriebszustand möglicher Betriebszustände in einem ersten Schritt das Wandeln eines mittels des Schallwandlers empfangenen Umgebungssignals in ein erstes elektrisches Signal umfasst. Mit anderen Worten trifft ein Signal aus der Umgebung auf den erfindungsgemäß verwendeten Wandler und wird in ein erstes elektrisches Signal gewandelt. Weiter wird erfindungsgemäß mindestens ein Referenzsignal in Form eines während einer vorangegangenen Anregung des Schallwandlers (2) aufgenommenen Ausschwingsignals erzeugt und abgespeichert. Beispielsweise kann hierzu ein während einer vorangegangenen Anregung aufgenommenes Ausschwingsignal, in welchem kein Umgebungsecho enthalten ist, aufgenommen und abgespeichert werden. Anschließend wird in einem anderen Betriebszustand das das Referenzsignal von dem ersten elektrischen Signal abgezogen, so dass ein Signal entsteht, welches dem Unterschied zwischen dem erstes elektrisches Signal und dem Referenzsignal entspricht. Selbstverständlich kann das Referenzsignal nicht ausschließlich durch Aufnehmen eines Ausschwingsignals im Rahmen der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgenommen worden sein, sondern beispielsweise herstellerseitig im Rahmen einer Referenzmessung ermittelt, gespeichert und im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist somit auch eine Ermittlung mittels des Schallwandlers empfangener Umgebungssignale möglich, deren Amplituden zu einem betrachteten Zeitpunkt im Echozyklus deutlich geringer als die Amplituden des Ausschwingsignals des Wandlers nach erfolgter Anregung sind.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Bevorzugt umfasst das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weiter einen Schritt eines Anregens des Wandlers zur Erzeugung eines zweiten elektrischen Signals. Bevorzugt wird dabei das zweite elektrische Signal zu einem Zeitpunkt erzeugt, an welchem keine oder zu vernachlässigende Umgebungssignale am Schallwandler eintreffen. Mit anderen Worten wird ein Anregungssignal auf den Schallwandler unter solchen Voraussetzungen gegeben, dass dessen Ausschwingen in möglichst reiner (ungestörter) Form erfolgen kann. Das Anregungssignal kann dabei z.B. identisch zu demjenigen Signal sein, welches auf den Wandler gegeben worden ist, um ein Echo an einem Umgebungsobjekt zu erzeugen, welches als erstes elektrisches Signal gewandelt wird. Anschließend wird das durch den Schallwandler nach der Anregung erzeugte zweite elektrische Signal als Signalform zur Erzeugung des Referenzsignals abgespeichert. Mit anderen Worten wird eine Möglichkeit geschaffen, das soeben erzeugte „reine“ Ausschwingsignal zu konservieren und zu reproduzieren. Alternativ kann das Referenzsignal ohne vorherige Zwischenspeicherung von dem ersten elektrischen Signal abgezogen werden, wobei unter dieser Differenzbildung auch eine gegenphasige Addition des Referenzsignals und des ersten elektrischen Signals verstanden werden soll. Wird nun also in einem ähnlichen Betriebszustand ein Umgebungssignal mittels eines ausschwingenden Wandlers aufgenommen, kann durch Differenzbildung zwischen dem resultierenden ersten elektrischen Signal und dem abgespeicherten Referenzsignal ein „Freilegen“ des im ersten Signal enthaltenen Echosignals erfolgen.
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Weiter bevorzugt kann das Ergebnis der oben beschriebenen Differenzbildung bzw. Subtraktion anschließend gefiltert und/oder anderweitigen Signalverarbeitungsalgorithmen unterzogen werden. Beispielsweise kann das Signal gleichgerichtet werden und/oder eine Einhüllende des Signals gebildet werden und/oder das Signal gemittelt werden und insbesondere das Ergebnis der Subtraktion anhand einer vordefinierten Referenz beurteilt werden. Beispielsweise kann dabei eine Schwellwertkurve herangezogen werden, bei deren Überschreiten das Ergebnis der Subtraktion als „ein Echo enthaltend“ klassifiziert wird. Eine nachfolgende Signalverarbeitung des Differenzsignals kann dabei eine erfolgreiche Erkennung eines eventuell enthaltenen Echos erheblich begünstigen.
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Weiter bevorzugt umfasst das Subtrahieren des zumindest einen Referenzsignals von dem ersten elektrischen Signal ein Synchronisieren des Referenzsignals und des elektrischen Signals. Mit anderen Worten wird zunächst in beiden Signalen ein entsprechender Punkt ausfindig gemacht, damit die Anteile des im ersten elektrischen Signal enthaltenen Ausschwingens möglichst exakt durch die Differenzbildung unterdrückt werden.
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Insbesondere für den Fall, dass das Verfahren in einem Fahrzeug-basierten Umfeldsensoriksystem angewendet wird, kann eine Fortbewegungsgeschwindigkeit des Schallwandlers bzw. des mit diesem ausgerüsteten Fahrzeugs ermittelt werden. Die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann erfindungsgemäß dazu verwendet werden, festzustellen, ob ein Betriebszustand vorliegt, welcher ein Echo durch ein nahes Umgebungsobjekt wahrscheinlich erscheinen lässt..
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Alternativ oder zusätzlich kann die Umgebungstemperatur des Schallwandlers ermittelt werden und vor einem Abspeichern des aufgenommenen ersten Signalverlaufs als eine der möglichen unterschiedlichen Referenzsignale daraufhin überprüft werden, ob ein vordefinierter Temperaturbereich eingehalten wird. Da das Ausschwingsignal eines Schallwandlers stark temperaturabhängig ist, kann auf diese Weise eine Zuordnung der erzeugten Signalform zu dem ermittelten Temperaturbereich erfolgen. Bei der Differenzbildung kann entsprechend eine situationsadäquate Referenz verwendet werden, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren über weite Betriebszustände gute Ergebnisse liefert.
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Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich anhand der unterschiedlichen Signalverläufe am Wandler insbesondere während der Einschwingzeit beim Senden und/oder während der Konstantzeit beim Aussenden eines Messsignals das Vorliegen eines bestimmten Betriebszustandes detektiert werden. Insbesondere wenn die Wandler ausgeprägte Resonanzeigenschaften aufweisen, die von vielerlei Parametern wie beispielsweise Klima und insbesondere Temperatur und/oder beispielsweise von exemplarspezifischen Merkmalen abhängen, führen solche Unterschiede der Wandlereigenschaften zu unterschiedlichen Signalverläufen insbesondere während der Einschwingzeit beim Senden und/oder während der Konstantzeit beim Aussenden eines Messsignals.
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Weiterhin bevorzugt können mehrere durch den Schallwandler nach der Anregung erzeugte Signalformen als Referenzsignale abgespeichert werden. Wie vorstehend ausgeführt, können auf diese Weise unterschiedliche Betriebsbedingungen abgebildet und mit adäquaten Referenzen abgedeckt werden. Alternativ oder zusätzlich können Datensätze, beschreibend eine Veränderung der Signalform in Abhängigkeit vordefinierter Betriebsbedingungen abgespeichert und zur Erzeugung eines entsprechenden Referenzsignals bereitgehalten werden. Beispielsweise kann eine Veränderung der Resonanzfrequenz und/oder eines Amplitudenverlaufes und/oder eines Phasenverlaufes eines als Referenzsignal erforderlichen Ausschwingsignals auf diese Weise mit deutlich weniger Daten beschrieben werden als für den Fall, dass jeweils komplette zugehörige Zeitsignale vorgehalten werden. Alternativ oder zusätzlich können je nach Systemkonfiguration sämtliche Informationen zur Erzeugung von Referenzsignalen in Form von Parametern abgespeichert bzw. vorgehalten werden, wobei diese Parameter z.B. Informationen über den Amplitudenverlauf und/oder den Frequenzverlauf und/oder den Phasenverlauf eines zu erzeugenden Referenzsignals anbieten, jedoch nicht auf diese beschränkt sind. Auf diese Weise kann gegebenenfalls kostspieliger Speicherplatz in einem das erfindungsgemäße Verfahren verwendenden System gespart werden.
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Weiter bevorzugt können das zweite elektrische Signal und/oder die abgespeicherte Signalform zur Erzeugung des Referenzsignals („der Referenz“) in Form von Abtastpunkten gespeichert und verarbeitet werden, wobei insbesondere die Abtastzeitpunkte zeitlich nicht äquidistante Punkte der Signale repräsentieren. Mit anderen Worten werden bei der Ermittlung der Signalform zur Erzeugung des Referenzsignals lediglich sogenannte „Samples“ oder „Stützstellen“ des ersten elektrischen Signals genommen, welche mit entsprechenden Stützstellen des zweiten elektrischen Signals zur Bildung des Differenzsignals herangezogen werden. Dies bietet einerseits den Vorteil, dass der Speicherbedarf während der Aufnahme und während der Verarbeitung der Signale erheblich verringert werden kann, andererseits kann auch die Synchronisation vereinfacht werden, da einander entsprechende Punkte im Zeitverlauf einfacher miteinander zu vergleichen sind. Dazu werden weiter bevorzugt die Abtastzeitpunkte während des Ausschwingens mit dem Zeitverlauf der Sendesignalgenerierung synchronisiert.
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Weiter bevorzugt können die Zeitpunkte des Abtastens nichtäquidistant zueinander angeordnet sein, um beispielsweise charakteristische Punkte des Signalverlaufs wie beispielsweise die Schwingungsmaxima besonders exakt zu erfassen bzw. abzubilden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Umfeldsensorik vorgeschlagen, welche einen Schallwandler, ein Speichermittel, einen Signalgenerator und eine Signalverarbeitungseinheit umfasst. Dabei ist der Schallwandler zumindest zur Wandlung von Umfeldsignalen in elektrische Signale eingerichtet. Das Speichermittel dient dabei zur Speicherung des ersten elektrischen Signals, des zumindest einen Referenzsignals bzw. entsprechender Stützstellen und/oder Parameter zu deren Reproduktion. Mittels des Signalgenerators können anhand der gespeicherten Daten die zur Differenzbildung erforderlichen Referenzsignale erzeugt werden. Die Signalverarbeitungseinheit kann Schritte der Differenzbildung, der Filterung, der Mittelwertbildung, der Synchronisation und andere Signalverarbeitungsschritte durchführen. Mit anderen Worten ist die Vorrichtung gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung eingerichtet, ein Verfahren gemäß dem erstgenannten Aspekt der vorliegenden Erfindung auszuführen. Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie die damit verbundenen Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erstgenannten Aspekt der vorliegenden Erfindung Ausgeführten.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug, umfassend mindestens eine Vorrichtung zur Umfeldsensorik gemäß dem zweitgenannten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen. Dabei kann entweder das Fahrzeug oder die Vorrichtung zusätzliche Sensoren aufweisen, mittels welcher die aktuelle Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die Umgebungstemperatur ermittelt werden können. Selbstverständlich können solche Sensoren auch in die Signalverarbeitungseinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung integriert sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
- 1 eine schematische Übersicht über Bestandteile einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 ein Flussdiagramm, visualisierend Schritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
- 3 ein Zeitdiagramm, in welchem Zusammenhänge der in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung betrachteten Signale erkennbar sind.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Vorrichtung 1, welche einen Ultraschallwandler 2 als Schallwandler umfasst. Der Ultraschallwandler 2 ist einerseits mit einem Signalgenerator 4 und andererseits mit einem Mikroprozessor 5 als Signalverarbeitungseinheit verbunden. Auch der Signalgenerator 4 und der Mikroprozessor 5 sind miteinander verbunden. Der Mikroprozessor 5 kann überdies auf einen Datenspeicher 3 als Speichermittel zugreifen. In den Datenspeicher 3 können Signalformen abgelegt oder Parameter zu ihrer Erzeugung abgespeichert werden. Die Funktionsweise der dargestellten Vorrichtung 1 wird nachfolgend in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von 2 erläutert.
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2 zeigt Schritte eines Verfahrens eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren startet beispielsweise durch ein Aktivieren einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 durch beispielsweise Einlegen eines Rückwärtsgangs und/oder durch Fahrt mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit oder durch eine anderweitige Anwenderaktion. In Schritt 100 wird ein Schallwandler 2 mittels eines elektrischen Signals angeregt. In Schritt 200 wird das resultierende elektrische Signal aufgenommen und durch einen Mikroprozessor 5 in einem Datenspeicher 3 abgespeichert. Beispielsweise kann hierbei eine Digitalisierung bzw. Vorverarbeitung des elektrischen Signals durch „Sampeln“, also Stützstellenbildung, erfolgen.
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In Schritt 300 wird ein Referenzsignal erzeugt. Dies kann beispielsweise durch Abrufen von Daten aus einem Datenspeicher 3 erfolgen, wobei die Daten Parameter und/oder Zeitdaten zur Rekonstruktion eines zu einem früheren Zeitpunkt aufgenommenen elektrischen Signals enthalten können. Alternativ oder ergänzend kann das Referenzsignal aus mehreren Signalen beispielsweise durch Mittelung von miteinander auf das Sendeende synchronisierten Signalen erfolgen. Dabei kann das Referenzsignal in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit des Schallwandlers 2 und/oder in Abhängigkeit einer aktuellen Temperatur ausgewählt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein aus dem Datenspeicher 3 abgerufenes Datenpaket in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und/oder der Temperatur angepasst und das angepasste Datenpaket zur Erzeugung des Referenzsignals verwendet werden.
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Besteht die Möglichkeit, dass sich ein reflektierendes Objekt im Nahmessbereich vor dem Sensor befindet, so wird im Schritt 400 von dem eintreffenden elektrischen Signal das Referenzsignal subtrahiert. Anschließend wird in Schritt 500 der im Schallwandlersignal gegenüber dem Referenzsignal enthaltene Überschuss „herausgesiebt“ und kann mit einem beispielsweise ebenfalls im Datenspeicher 3 gespeicherten Referenzdatensatz (beispielsweise ein Referenzwert und/oder eine Referenzkurve und/oder ein Referenzfeld oder ein Schwellwert und/oder eine Schwellwertkurve und/oder ein Schwellwertfeld) verglichen werden.
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In Schritt 600 kann optional ein Nachbearbeiten des Differenzsignals durch Filtern bzw. Mittelung des Differenzsignals erfolgen. Das Ergebnis der Nachbearbeitung kann alternativ oder zusätzlich zum in Schritt 500 verwendeten Referenzwert oder Schwellwert einer entsprechenden Schwellwertuntersuchung unterzogen werden. Anschließend endet das Verfahren oder beginnt erneut mit der Durchführung des Schrittes 100, wie oben beschrieben.
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3 zeigt ein Zeitdiagramm, in welchem Signale dargestellt sind, wie sie weiter oben bereits ausführlich diskutiert wurden. Ein aus einem kein Echo enthaltenden zweiten elektrischen Signal ist ein Referenzsignal 10 abgeleitet. Dieses weist bis zu einem Zeitpunkt t1, dem Beginn der Anregung, keine nennenswerten Amplituden auf, da in diesem Bereich die zum Aussenden von Signalen in die Umgebung erforderliche Energie in den Schallwandler geführt wird. Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 findet die eigentliche Abstrahlung von Energie in die Umgebung des Schallwandlers 2 statt. Die Amplituden sind hier am größten. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 ist die elektrische Anregung des Schallwandlers 2 bereits abgeschaltet, so dass die Amplitude des Referenzsignals 10 in diesem Bereich ähnliche einer e-Funktion 11 abnimmt. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 weist das Referenzsignal 10 keine nennenswerten Amplituden mehr auf. Gestrichelt ist ein mit einem Echosignal überlagertes Empfangssignal 12 eingezeichnet, dessen Amplituden gegenüber dem Referenzsignal 10 aufgrund eines im Wandlersignal enthaltenen Echos die Einhüllende e-Funktion 11 des abklingenden Referenzsignals 10 übersteigen. Auch zu den Zeitpunkten t3 und t4 sind Echos durch lokale Maxima im Amplitudenverlauf des tatsächlichen Wandlersignals 12 erkennbar. Diese kommen durch mehrfache Reflexion zwischen einem Objekt in der Wandlerumgebung und dem Wandler 2 bzw. seiner Einhausung zustande. Durch Differenzbildung zwischen dem tatsächlichen Wandlersignal 12 und dem Referenzsignal 10 ergibt sich der im zweiten elektrischen Signal 12 gegenüber dem Referenzsignal 10 vorhandene Überschuss, dessen Einhüllende 13 ebenfalls eingezeichnet ist. Zusätzlich ist der Echo-Peak-Verlauf 14 eingezeichnet, anhand dessen eine sinnvolle Schwellwertkurve zur Identifikation im zweiten elektrischen Signal vorhandener Echos erfolgen kann. Mit anderen Worten kann eine (geringfügig) unterhalb des Echo-Peak-Verlaufes 14 verlaufende Kurve als Schwellwertkurve Verwendung finden, bei deren Überschreiten das erfindungsgemäße Verfahren ein Vorhandensein von Echos feststellen kann. Anhand der Echolaufeit können Rückschlüsse auf die Entfernung der für die Echos verantwortlichen Umgebungsstrukturen gezogen werden.
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Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, anstatt (nur) eine Dämpfung einer ausschwingenden Wandlermembran durchzuführen, in einem Wandlersignal enthaltene Echos durch phasenrichtige Subtraktion (bekannter) Ausschwingverläufe von einem tatsächlichen Wandlersignal zu identifizieren und somit die Nahdetektionsschwelle für Umfeldsensoriksysteme und -verfahren zu verringern. Dabei kann die Subtraktion schaltungstechnisch beispielsweise in einer dem Fachmann im Allgemeinen bekannten analogen Schaltung zur Subtraktion zweier elektrischer Signale erfolgen oder (insbesondere bei digital verarbeiteten Signalen) rechentechnisch bei der Verarbeitung diskretisierter Abtastwerte durchgeführt werden. Grundlage ist jeweils ein einem aktuellen Ausschwinganteil in einem tatsächlichen Signal möglichst nahe kommendes Referenzsignal, anhand dessen die Ausschwinganteile eines tatsächlichen Wandlersignals vermindert oder gänzlich entfernt werden können, um empfangene Umgebungssignale besser erkennen zu können.
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Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben worden sind, so bleiben Veränderungen, Modifikationen und Kombinationen offenbarter Merkmale im Bereich des vorliegenden Fachmanns, welche allesamt als im Bereich der vorliegenden Erfindung liegend zu erachten sind, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
