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Die hierin vorgenommenen Offenbarungen betreffen im Allgemeinen die Nutzung von Ultraschallsensordaten in Automobilanwendungen und ganz besonders das Kompensieren von Betriebsparametern zur Verbesserung der Leistung von Ultraschallsensoren und das Verarbeiten von Informationen, die von diesen ausgegeben werden, in Automobilanwendungen.
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Es ist wohl bekannt, dass Ultraschallsensoren für viele Fahrerassistenzanwendungen verwendet werden, um Fahrzeugführer zu unterstützen. Eine Fahrerassistenzanwendung besteht darin, ein problematisches Objekt zu erkennen, dessen der Fahrer sich möglicherweise nicht bewusst ist, wenn das Fahrzeug zurückgesetzt wird. Eine andere Fahrerassistenzanwendung besteht darin, den Fahrer bei der Bestimmung zu unterstützen, dass ein geeigneter Parkplatz zur Verfügung steht, wenn das Fahrzeug sich im Parkassistenzmodus befindet. Diese Fahrerassistenzanwendungen werden ausgeführt, indem mehrere Ultraschallsensoren verwendet werden, um Objekte zu erkennen und die Entfernung zwischen einem derartigen Objekt und dem bzw. den Sensoren zu bestimmen.
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Die Fähigkeit eines Ultraschallsensors, ein Objekt zu erkennen, kann negativ beeinflusst werden, da die Temperatur und/oder die Feuchte der Außenluft (d. h. Temperatur und/oder Feuchte der Außenluft, die das Fahrzeug umgibt) sich ändern. Veränderungen sowohl der Temperatur als auch der Feuchte haben einen direkten Einfluss auf die Dämpfungseigenschaften der Außenluft, die sich auf die Fähigkeit des Ultraschallsensors, ein Objekt zu erkennen, auswirken. Um das Abschwächen der temperaturbasierten Schwankungen der Erfassungsleistung eines bzw. mehrerer derartiger Sensoren zu unterstützen, nutzen Fahrzeugsysteme in der Regel die Außenlufttemperaturdaten, die verwendet werden, um Fahrzeugnutzern die Außentemperatur anzuzeigen, um Veränderungen der Temperatur zu kompensieren, da sie mit der Ultraschallsensorleistung in Verbindung stehen. Es werden derzeit jedoch keine direkten Mittel angewendet, die die Außenluftfeuchte feststellen und Veränderungen der Außenluftdämpfungseigenschaften aufgrund von Temperatur- und Feuchteschwankungen kompensieren.
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Um die Erkennungsfähigkeiten und die berichtete Entfernung eines Objekts zu verbessern, wäre es folglich nützlich, wünschenswert und praktisch, die Erfassungsfähigkeiten und -kriterien von Ultraschallsensoren in Automobilanwendungen zumindest zum Teil auf Basis von den Schalldruckdämpfungseigenschaften der Luft, die ein Fahrzeug umgibt, aufgrund von Schwankungen der Temperatur und/oder der Feuchte (d. h. Außenlufttemperatur) zu justieren.
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Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands zielen auf das Justieren einer abgegebenen Schalldrucksignalstärke und das Umsetzen von Informationsverarbeitungskalibrierungen (Informationen wie z. B. ein Signal) zur Verwendung für Ultraschallsensoren, vorzugsweise in Automobilanwendungen ab. Insbesondere zielen Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands auf das Bestimmen der Schalldruckdämpfungscharakteristika der Außenluft, die ein Fahrzeug umgibt, und das Justieren der Signalstärkeschwellenwerte und gegebenenfalls der abgegebenen Signalstärke, die zumindest zum Teil auf Außenluftzustandsinformationen (d. h. Informationen, die einem Zustand von Luft, die das Fahrzeug umgibt, entsprechen) ab. Zu Beispielen derartiger Außenluftzustandsinformationen zählen Temperatur, Druck und Feuchte, diese sind jedoch nicht darauf beschränkt. In einem Gesichtspunkt des erfinderischen Gegenstands ist es möglich, eine verbesserte Sensorleistung in Bezug auf die Objekterkennung für einen Ultraschallsensor bereitzustellen, indem Parameter einer Informationsverarbeitungskalibrierung eingestellt werden, die zur Verarbeitung eines Signals verwendet werden, das von dem Ultraschallsensor ausgeben wird (d. h. Ultraschallsignalverarbeitung). Diese und andere Merkmale, Ausführungsformen, Vorteile und/oder Unterschiede des erfinderischen Gegenstands werden bei weiterer Prüfung der folgenden Spezifikation, den zugehörigen Zeichnungen und den angefügten Ansprüchen ohne weiteres offenbar werden.
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In einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands umfasst ein Verfahren zur Verringerung von Hindernisberichtsfehlern in einem Parkassistenzsystem eines Fahrzeugs mehrere Arbeitsschritte. Ein Arbeitsschritt wird zum Bereitstellen von Informationen durchgeführt, die einen Feuchtegrad und die Temperatur von Luft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren. Ein Arbeitsschritt wird zum Einstellen einer Informationsverarbeitungskalibrierung zumindest zum Teil auf Basis von den Informationen, die den Feuchtegrad und die Temperatur charakterisieren, durchgeführt. Die Informationsverarbeitungskalibrierung gibt einen Wert an, der die Schalldruckdämpfungsstreuung charakterisiert, die dem Feuchtegrad und dem Temperaturwert entspricht. Ein Arbeitsschritt wird zur Verarbeitung von Informationen, die von einem Ultraschallsensor ausgegeben werden, der an dem Fahrzeug montiert ist, zumindest zum Teil auf Basis von Kalibrierungsparametern, die von der Informationsverarbeitungskalibrierung angegeben werden, zum Erkennen eines Objekts durchgeführt. Das Verarbeiten der Informationen, die von einem Ultraschallsensor ausgegeben werden, beinhaltet das Verwenden des Werts, der die Schalldruckdämpfungsstreuung charakterisiert, um eine Auswirkung des Feuchtegrads und der Temperatur auf die Schalldruckdämpfung zu kompensieren, bei der ein Objekterfassungssignal von dem Ultraschallsensor zum Erkennen des Objekts verwendet wird. Eine oder mehrere Datenverarbeitungsgeräte greifen von einem Speicher, der mit dem einen oder den mehreren Datenverarbeitungsgeräten gekoppelt ist, auf Befehle zum Bewirken, dass das eine oder die mehreren Datenverarbeitungsgeräte derartige Arbeitsschritte durchführen, zu.
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In einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands umfasst ein Fahrzeug einen Ultraschallsensor zum Bereitstellen von Informationen, die die Erkennung eines Objekts in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren, eine Feuchtegradinformationsquelle zum Bereitstellen von Informationen, die einen Feuchtegrad von Luft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren, eine Lufttemperaturinformationsquelle zum Bereitstellen von Informationen, die die Temperatur von Luft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren, und eine Informationsverarbeitungseinheit, die mit dem Ultraschallsensor zum Empfangen der Informationen, die die Erkennung eines Objekts in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren, der Feuchtegradinformationsquelle zum Empfangen der Informationen, die den Feuchtegrad von Luft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren, und der Lufttemperaturinformationsquelle zum Empfangen der Informationen, die die Temperatur von Luft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren, gekoppelt ist. Die Informationsverarbeitungseinheit stellt eine Informationsverarbeitungskalibrierung zumindest zum Teil auf Basis von den Informationen, die den Feuchtegrad und die Temperatur charakterisieren, ein. Die Informationsverarbeitungseinheit verarbeitet Informationen, die von dem Ultraschallsensor ausgegeben werden, zumindest zum Teil auf Basis von Kalibrierungsparametern, die von der Informationsverarbeitungskalibrierung angegeben werden, zum Erkennen eines Objekts. Die Informationsverarbeitungskalibrierung gibt einen Wert an, der die Schalldruckdämpfungsstreuung charakterisiert, die dem Feuchtegrad und der Temperatur von Luft in der Nähe des Fahrzeugs entspricht.
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In einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands umfasst eine Informationsverarbeitungseinheit eines Parkassistenzsystems eines Fahrzeugs eine Informationsschnittstelle zum Empfangen von Informationen von mehreren Informationsquellen und einen Informationsprozessor, der mit der Informationsschnittstelle zum Empfangen der Informationen von den Informationsquellen gekoppelt ist. Eine erste der Informationsquellen stellt Informationen bereit, die einen Feuchtegrad von Luft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren. Eine zweite der Informationsquellen stellt Informationen bereit, die eine Temperatur der Luft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren. Eine dritte der Informationsquellen weist einen Ultraschallsensor auf. Der Informationsprozessor stellt eine Informationsverarbeitungskalibrierung zumindest zum Teil auf Basis von den Informationen, die den Feuchtegrad und die Temperatur charakterisieren, ein. Der Informationsprozessor verarbeitet Informationen, die von dem Ultraschallsensor ausgegeben werden, zumindest zum Teil auf Basis von Kalibrierungsparametern, die von der Informationsverarbeitungskalibrierung angegeben werden, zum Erkennen eines Objekts. Die Informationsverarbeitungskalibrierung gibt einen Wert an, der die Schalldruckdämpfungsstreuung charakterisiert, die dem Feuchtegrad und der Temperatur der Luft in der Nähe des Fahrzeugs entspricht.
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In einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands weist ein elektronisches Controllersystem eines Fahrzeugs einen Satz Befehle auf, die fassbar auf einem nichtflüchtigen, durch einen Prozessor lesbaren Datenträger davon verkörpert sind. Der Satz Befehle ist von dem nichtflüchtigen, durch einen Prozessor lesbaren Datenträger aus für das mindestens eine Datenverarbeitungsgerät des elektronischen Controllersystems zugänglich, um durch dieses interpretiert zu werden. Der Satz Befehle ist konfiguriert zu bewirken, dass das mindestens eine Datenverarbeitungsgerät mehrere Arbeitsschritte durchführt. Ein Arbeitsschritt wird zum Bereitstellen von Informationen durchgeführt, die einen Feuchtegrad und die Temperatur von Luft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren. Ein Arbeitsschritt wird zum Einstellen einer Informationsverarbeitungskalibrierung zumindest zum Teil auf Basis von den Informationen, die den Feuchtegrad und die Temperatur charakterisieren, durchgeführt. Die Informationsverarbeitungskalibrierung gibt einen Wert an, der die Schalldruckdämpfungsstreuung charakterisiert, die dem Feuchtegrad und dem Temperaturwert entspricht. Ein Arbeitsschritt wird zur Verarbeitung von Informationen, die von einem Ultraschallsensor ausgegeben werden, der an dem Fahrzeug montiert ist, zumindest zum Teil auf Basis von Kalibrierungsparametern, die von der Informationsverarbeitungskalibrierung angegeben werden, zum Erkennen eines Objekts durchgeführt. Das Verarbeiten der Informationen, die von einem Ultraschallsensor ausgegeben werden, beinhaltet das Verwenden des Werts, der die Schalldruckdämpfungsstreuung charakterisiert, um eine Auswirkung des Feuchtegrads und der Temperatur auf die Schalldruckdämpfung zu kompensieren, bei der ein Objekterfassungssignal von dem Ultraschallsensor zum Erkennen des Objekts verwendet wird.
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Diese und andere Merkmale, Ausführungsformen, Vorteile und/oder Unterschiede des erfinderischen Gegenstands werden bei weiterer Prüfung der folgenden Spezifikation, den zugehörigen Zeichnungen und den angefügten Ansprüchen ohne weiteres offenbar werden.
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1 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Fahrzeug zeigt, das gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist.
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2 ist ein Blockdiagramm, das Funktionselemente des Fahrzeugs von 1 zeigt.
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3 ist ein Graph, der eine veranschaulichende Darstellung des Schalldruckpegeldämpfungskoeffizienten in Abhängigkeit von dem relativen Feuchtegrad von Luft und der Lufttemperatur zeigt.
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4 ist ein Graph, der eine veranschaulichende Darstellung des Schalldruckpegeldämpfungskoeffizienten in Abhängigkeit von dem relativen Feuchtegrad von Luft und dem relativen Luftdruck zeigt.
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5 ist ein Graph, der eine veranschaulichende Darstellung der Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem relativen Feuchtegrad von Luft und der Lufttemperatur zeigt.
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6 ist ein Graph, der eine veranschaulichende Darstellung der akustischen Reaktionscharakteristika für ein Signal zeigt, das von dem Ultraschallsensor von 1 ausgegeben wurde und einer ersten Signalstärkenkalibrierung für einen Ultraschallsensor entspricht, der in einer ersten Luft-Schalldruckdämpfungsumgebung arbeitet.
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7 ist ein Graph, der eine veranschaulichende Darstellung der akustischen Reaktionscharakteristika für ein Signal zeigt, das von dem Ultraschallsensor von 1 ausgegeben wurde und der ersten Signalstärkenkalibrierung SSC1 entspricht, wobei der Ultraschallsensor in einer zweiten Luft-Schalldruckdämpfungsumgebung arbeitet, die größer als die erste Luft-Schalldruckdämpfungsumgebung ist.
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8 ist ein Graph, der eine veranschaulichende Darstellung der akustischen Reaktionscharakteristika für ein Signal zeigt, das von dem Ultraschallsensor von 1 ausgegeben wurde und einer zweiten Signalstärkenkalibrierung entspricht, wobei der Ultraschallsensor in der zweiten Luft-Schalldruckdämpfungsumgebung arbeitet.
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9 ist ein Ablaufschema, das ein Verfahren zum Umsetzen einer Luft-Schalldruckstreuungskompensierungsfunktionalität gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands zeigt.
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Die 1 und 2 sind ein Fahrzeug 100, das gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist. Das Fahrzeug 100 weist einen Außenlufttemperatursensor 105 (d. h. einen ersten Sensor), einen Ultraschallsensor 115 (d. h. einen zweiten Sensor) und einen Feuchtesensor 119 (d. h. einen dritten Sensor) und eine Signalverarbeitungseinheit 120 (d. h. Informationsverarbeitungseinheit) auf. Die Signalverarbeitungseinheit 120 ist mit dem Außenlufttemperatursensor 105, dem Ultraschallsensor 115 und dem Feuchtesensor 119 verbunden (d. h. dazwischen). Die Signalverarbeitungseinheit 120 kann eine integrale Komponente eines elektronischen Controllersystems 125 (in 2 gezeigt) sein, das die Steuerung einer Vielfalt unterschiedlicher Funktionssysteme des Fahrzeugs 100 umsetzt und/oder unterstützt. Montagestellen von Außenlufttemperatursensoren, Ultraschallsensoren, Feuchtesensoren und Signalverarbeitungseinheiten sind wohl bekannt und sind nicht notwendigerweise in Bezug auf Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands beschränkt.
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Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands sind nicht auf einen bestimmten Ansatz oder eine bestimmte Umsetzung zur Erfassung oder Einschätzung von Informationen, die Umgebungsklimabedingungen charakterisieren, beschränkt. In einigen Ausführungsformen werden Informationen, die Umgebungsklimabedingungen charakterisieren, direkt von jeweiligen Sensoren (z. B. Feuchtesensor, Außenlufttemperatursensor usw.) erfasst. Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands können jedoch derartige Informationen von Quellen erfassen, die eine Umgebungsklimabedingung indirekt erfassen oder einschätzen. Das Fahrzeug kann beispielsweise auch ein Bordinformationserfassungssystem 121 aufweisen, das mit der Signalverarbeitungseinheit 120 gekoppelt ist. Das Bordinformationserfassungssystem 121 dient als eine Kommunikationsschnittstelle mit entfernten Informationsquellen (z. B. globale Positionsinformationen, Wetterinformationen usw.). Das Bordinformationserfassungssystem 121 empfängt Informationen von derartigen entfernten Informationsquellen und sendet Informationen an diese durch eine drahtlose Kommunikationsverbindung, wie beispielsweise eine Mobilfunkkommunikationsverbindung und/oder eine Satellitenkommunikationsverbindung. In dieser Hinsicht ist das Bordinformationserfassungssystem 121 dazu in der Lage, der Signalverarbeitungseinheit 120 Informationen bereitzustellen, die nicht von jeglichen Bordsensoren (z. B. Fahrzeughöhe, Umgebungsluftdruck, Temperatur, Feuchte usw.) oder anderen Informationsquellen, die fest in das Fahrzeug 100 eingebaut sind, zur Verfügung stehen. Dementsprechend kann das Bordinformationserfassungssystem 121 verwendet werden, um Informationen bereitzustellen, die Umgebungsbedingungen einer Umgebung charakterisieren, durch die das Fahrzeug 100 fährt.
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Des Weiteren wird ein Fachmann in Anbetracht der hierin vorgenommenen Offenbarungen zu schätzen wissen, dass andere existierende Sensoren und Systeme eines Fahrzeugs zum Erfassen oder Einschätzen von Informationen, die Umgebungsklimabedingungen charakterisieren, verwendet werden können. Viele aktuelle Fahrzeuge haben beispielsweise einen Innenraumfeuchtesensor im Beifahrerraum. Dieser Innenraumfeuchtesensor kann dazu verwendet werden, die Außenluftfeuchte unter Vorgabe strikter Regeln und Richtlinien als einer Eingabe unter Verwendung einer fahrzeugspezifischen Übernahmefunktion einzuschätzen (z. B. wenn die Fenster heruntergekurbelt sind und die Klimaanlage ausgeschaltet ist, diese Informationen verwenden, andernfalls jedoch Informationen verwenden, die über das Bordinformationserfassungssystem 121 oder ein tragbares digitales Gerät, wie ein Smartphone, erfasst wurden). Es wurde festgestellt, dass ein gültiges Feuchtesensorsignal von einem Innenraumfeuchtesensor für einige wenige Minuten verwendet werden kann, bevor die Klimaanlage eingeschaltet wird, und um 20 % gesenkt werden kann, wenn die Klimaanlage eingeschaltet ist. Darüber hinaus können auch Informationen, die sich auf den Scheibenwischerblattstatus, einen Regensensor, einen Radar, der zum Feststellen von Regen konfiguriert ist, Sichtsysteme und dergleichen beziehen, verwendet werden, um einen Kompensationsalgorithmus zu erstellen und Schwellenwerte auf Basis einer Dämpfung von Umgebungsklimabedingungen, die Regen, Schnee usw. beinhalten, zu justieren.
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Der Außenlufttemperatursensor 105 kann an einer Stelle zwischen einem Fahrgastraum 129 des Fahrzeugs 100 und einer Frontstoßstangenabdeckung 130 des Fahrzeugs 100, wie beispielsweise an einer Stoßstangenabdeckungshalterung 132 in einer Kühlergrillöffnung 135 des Fahrzeugs 100 oder unmittelbar neben dieser, montiert werden. Der Außenlufttemperatursensor 105 gibt ein Signal aus, das eine Temperatur von Luft charakterisiert, die das Fahrzeug 100 umgibt. Insbesondere gibt der Außenlufttemperatursensor 105 ein Signal aus, das eine Temperatur von Luft charakterisiert, die eine Frontstoßstangenabdeckung 130 des Fahrzeugs 100 umgibt oder über diese strömt (d. h. zumindest ein Teil dieser Luft umgibt den Fahrgastraum 129).
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Der Ultraschallsensor 115 ist vorzugsweise ein zur Außenseite weisender Sensor (d. h. ein zur Rückseite weisender, zur Seite weisender oder zur Vorderseite weisender Sensor), der an einer Frontstruktur des Fahrzeugs 100 montiert ist, wie beispielsweise der Frontstoßstangenabdeckung 130 und der Stoßstangenabdeckungshalterung 132 für einen zur Vorderseite weisenden Sensor. In einer derartigen montierten Konfiguration wird der Ultraschallsensor 115 erhitzter Luft vom Inneren des Motorraums 138 ausgesetzt sein, wenn das Fahrzeug 100 stationär ist oder sich für eine geeignete Zeitdauer ausreichend langsam bewegt. Montagestellen von Ultraschallsensoren und deren Bedienbarkeit sind wohl bekannt und sind nicht notwendigerweise in Bezug auf Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands beschränkt.
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Der Feuchtesensor 119 kann an einer Stelle zwischen einem Fahrgastraum 129 des Fahrzeugs 100 und einer Frontstoßstangenabdeckung 130 des Fahrzeugs 100 montiert werden. Der Feuchtesensor 119 kann beispielsweise an einer Stoßstangenabdeckungshalterung 132 in einer Kühlergrillöffnung 135 des Fahrzeugs 100 oder unmittelbar neben dieser montiert werden. Der Feuchtesensor 119 gibt ein Signal aus, das einen Feuchtegrad von Luft charakterisiert, die das Fahrzeug 100 umgibt (d. h. in dessen Nähe ist). Feuchtesensoren zur Automobilanwendung sind von gewerblichen Unternehmen erhältlich, wie beispielsweise Hitachi, Measurement Specialties und Bosch. Gegebenenfalls kann der Feuchtesensor 119 mit einer anderen Systemkomponente, wie beispielsweise einem Luftmassenmesser, des Fahrzeugs 100 integral sein.
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Die Signalverarbeitungseinheit 120 ist zum Erkennen eines Objekts neben dem Fahrzeug 100 und zum Bestimmen der Entfernung zwischen dem Ultraschallsensor 115 (oder einer anderen bezeichneten Bezugsstelle) und jenem Objekt konfiguriert. Eine derartige Bestimmung wird gemäß einer Informationsverarbeitungskalibrierung (Informationen wie z. B. ein Signal) der Signalverarbeitungseinheit 120 in Abhängigkeit von Informationen (z. B. einem Signal), die von dem Ultraschallsensor 115 ausgegeben werden, durchgeführt. Die Signalverarbeitungseinheit 120 kann an der Chassisstruktur 150 des Fahrzeugs 100 montiert werden.
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Vorteilhafterweise bestehen Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands darin, dass sie eine Verarbeitung von Informationen, die von dem Ultraschallsensor bereitgestellt werden, unter Verwendung eines Schalldruckdämpfungsstreuungswerts umsetzen, der zumindest zum Teil auf Informationen basiert, die den Zustand von Außenluft in der Nähe des Fahrzeugs charakterisieren (z. B. Feuchte und Temperatur). Es wird hierin offenbart, dass in Verbindung mit der Justierung von Außenlufttemperatur- und Feuchteschwankungen der Signalstärkekalibrierung die Stärke eines abgegebenen Signals des Ultraschallsensors 115 in Abhängigkeit von Temperatur- und Feuchteschwankungen zum Zwecke der Verbesserung des Erkennens von Objekten neben dem Fahrzeug justiert werden kann.
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Wie im Folgenden ausführlicher erörtert werden wird, stellt die Signalverarbeitungseinheit 120 die Funktion des Verarbeitens von Signalen (d. h. Informationen) von dem Außenlufttemperatursensor 105, dem Ultraschallsensor 115 und dem Feuchtesensor 119 bereit. Gegebenenfalls kann die Signalverarbeitungseinheit 120 die Funktion des Verarbeitens von Signalen (z. B. dezentral erfasste Informationen, die Umgebungswetterbedingungen charakterisieren) von dem Bordinformationserfassungssystem 121 bereitstellen, um zu ermöglichen, dass eine derartige Informationsverarbeitungskalibrierungsfunktionalität gemäß dem erfinderischen Gegenstand umgesetzt wird. Die Informationsverarbeitungskalibrierungsfunktion gemäß dem erfinderischen Gegenstand beinhaltet eine Kalibrierungsfunktionalität, die die Schalldruckdämpfungsstreuung betrifft und die Schwellenwertempfindlichkeit und gegebenenfalls die von einem Ultraschallsensor abgegebene Signalstärke justiert.
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Wie in 2 gezeigt, weist die Signalverarbeitungseinheit 120 in einer Ausführungsform ein Datenverarbeitungsgerät 133 und einen Speicher 137 auf, der mit dem Datenverarbeitungsgerät 133 gekoppelt ist. Das Datenverarbeitungsgerät 133 kann von dem Speicher 137 auf Informationsverarbeitungsbefehle 143 (Informationen wie z. B. ein Sensorsignal) und Signalstärke- und Schwellenwertkalibrierungsinformationen 147 zugreifen. Das Datenverarbeitungsgerät 133 und der Speicher 137 sind ein Beispiel eines Datenprozessors, der gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist. Des Weiteren ist ein Controller-Area-Network 139 ein Beispiel einer Informationsschnittstelle, durch die Informationen der Signalverarbeitungseinheit 120 von mehreren Informationsquellen direkt oder indirekt bereitgestellt werden. Alle oder ein Teil der Informationen von den Sensoren und den Systemen des Fahrzeugs 100 können bzw. kann der Signalverarbeitungseinheit 120 über das Controller-Area-Network 139 bereitgestellt werden. In dieser Hinsicht wird ein Fachmann zu schätzen wissen, dass Verfahren, Vorgänge und/oder Arbeitsschritte zum Durchführen einer Informationsverarbeitungskalibrierungsfunktionalität, wie hierin offenbart, fassbar von einem computerlesbaren Datenträger verkörpert werden, der Befehle darauf aufweist, die zum Durchführen einer derartigen Funktionalität konfiguriert sind.
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Die Signalstärkendämpfung in Luft wird von verschiedenen Komponenten der molekularen Absorption infolge des Passierens eines Objekterfassungssignals durch die Luft verursacht. Obgleich die Mechanismen der molekularen Absorption ziemlich komplex sind, können die Gesamtkomponenten der molekularen Absorption wie folgt eingestuft werden: klassische Absorption, Rotationsrelaxation und Vibrationsrelaxation. Die Vibrationsrelaxation, bei der es sich um die Hauptkomponente der molekularen Absorption handelt, die mit der Signaldämpfung in Abhängigkeit von Feuchte und Temperatur der Luft in Verbindung steht, ist größtenteils das Ergebnis des Umwandelns von Vibrationsenergie in Translationsenergie während der räumlichen Ausbreitung des Objekterfassungssignals.
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Die Vibrationsrelaxationsdämpfung hängt von zwei Relaxationsfrequenzen in der Luft ab: der Sauerstoffrelaxationsfrequenz und der Stickstoffrelaxationsfrequenz. Es ist bekannt, dass eine verhältnismäßig hohe Feuchte bei einer gegebenen Lufttemperatur beide Relaxationsfrequenzen erhöht und folglich die Dämpfung senkt. Im Gegensatz dazu hat der Luftdruck einen verhältnismäßig geringen Einfluss auf die Schalldruckdämpfung. Als ein veranschaulichendes Beispiel der Auswirkung von Feuchte und Lufttemperatur auf die Schalldruckdämpfung ist 3 ein Graph 300, der eine veranschaulichende Darstellung des Dämpfungskoeffizienten des Schalldruckpegels (sound pressure level, SPL) in Abhängigkeit von dem relativen Feuchtegrad von Luft und der Lufttemperatur zeigt, ist 4 ein Graph 400, der eine veranschaulichende Darstellung des Dämpfungskoeffizienten des Schalldruckpegels (SPL) in Abhängigkeit von dem relativen Feuchtegrad von Luft und dem Luftdruck zeigt, ist 5 ein Graph 500, der eine veranschaulichende Darstellung der Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem relativen Feuchtegrad und der Lufttemperatur zeigt. Wie im Graph 300 zu sehen ist, steigt der SPL-Dämpfungskoeffizient (d. h. eine Charakterisierung der Signalstärkenverringerung eines empfangenen Signals in Bezug auf die Signalstärke eines entsprechenden abgegebenen Signals (d. h. eine Bezugssignalstärke)) zunächst mit Anstiegen der relativen Feuchte an und fällt dann, während die relative Feuchte bei Temperaturen von mehr als 15 Grad Celsius weiter ansteigt. Bei einer niedrigen Temperatur, wie weniger als 0 Grad Celsius, hat die Feuchte einen verhältnismäßig geringeren Einfluss auf die Dämpfung, insbesondere wenn sie unter 20 Grad Celsius liegt. Wie im Graph 400 zu sehen ist, steigt der SPL-Dämpfungskoeffizient (d. h. eine Charakterisierung der Signalstärkenverringerung eines empfangenen Signals in Bezug auf die Signalstärke eines entsprechenden abgegebenen Signals (d. h. eine Bezugssignalstärke)) mit Anstiegen der relativen Feuchte an, hat jedoch einen wesentlich geringeren Einfluss auf den SPL-Dämpfungskoeffizienten als Veränderungen der relativen Feuchte und der Lufttemperatur. Wie in 5 zu sehen ist, nimmt die Schallgeschwindigkeit bei ansteigender relativer Feuchte bei einer gegebenen Temperatur geringfügig zu. Dementsprechend wird ein Fachmann zu schätzen wissen, dass eine Streuung der relativen Feuchte und der Temperatur von Luft, durch die sich ein Objekterfassungssignal bewegt, eine unerwünschte Auswirkung auf die Objekterkennungs- und Entfernungsberichtsleistung eines APA-Systems oder eines anderen Systems, das sich auf die Genauigkeit einer derartigen Erkennungs- und Berichtsfunktionalität verlässt, haben kann, wenn diese nicht während der Verarbeitung des Signals kompensiert wird, das von einem Ultraschallsensor empfangen wird, der das Objekterfassungssignal abgibt und das Objekterfassungssignal empfängt, nachdem dieses von einem Objekt reflektiert wurde. Dasselbe gilt in dem Fall, in dem ein erster Sensor das Objekterfassungssignal abgibt und ein zweiter Ultraschallsensor das Objekterfassungssignal empfängt, nachdem dieses von einem Objekt reflektiert wurde.
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Nun unter Bezugnahme auf die
6–
8 sind Objekterfassungscharakteristika eines typischen Ultraschallsensors in Abhängigkeit von Signalstärkeverlusten aufgrund von Schalldruckdämpfung und Entfernung gezeigt. Wie wohl bekannt ist, wird ein derartiger typischer Ultraschallsensor ein akustisches Signal mit einer bekannten Frequenz und Intensität abgeben und dann Energie eines reflektierten akustischen Signals erfassen, die dadurch erzeugt wurde, dass das abgegebene akustische Signal auf ein Objekt, das von dem Ultraschallsensor beabstandet ist, aufprallt und von diesem Objekt reflektiert wird. Durch Kenntnis einer Gesamtumlaufzeit der abgegebenen und reflektierten akustischen Signale (d. h. der Zeit von dem Sensor zu einem Objekt, auf das das Signal auftrifft, und der Zeit von dem Objekt zurück zu dem Sensor) kann eine Entfernung zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt werden (d. h. unter Verwendung bekannter Konstanten, wie der Schallgeschwindigkeit durch ein flüssiges Medium, durch das das Signal sich bewegt). Der Ultraschallsensor wird ein elektrisches Signal ausgeben, das die Energie des reflektierten akustischen Signals charakterisiert. Beispiele eines derartigen typischen Ultraschallsensors, die gewöhnlich in Automobilanwendungen zur Objekterkennung und Entfernungsmessung verwendet werden, sind in den
US-Patentschriften Nr. 8,104,351 ;
8,081,539 ;
7,343,803 und
6,792,810 offenbart. Der erfinderische Gegenstand ist nicht notwendigerweise auf einen bestimmten Ultraschallsensor oder eine bestimmte Konfiguration eines Ultraschallsensors beschränkt.
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6 ist ein Graph 600, der eine veranschaulichende Darstellung der akustischen Reaktionscharakteristika für ein Signal zeigt, das von dem Ultraschallsensor ausgegeben wurde und einer ersten Signalstärkenkalibrierung SSC1 (d. h. einer Kalibrierung mit verhältnismäßig geringer Empfindlichkeit in Bezug auf verfügbare Signalstärkenkalibrierungen) entspricht. Das elektrische Signal, das von dem Ultraschallsensor und den Rückführungen des reflektierten akustischen Signals ausgegeben wird, stellt den relativen Energiepegel in dem reflektierten akustischen Signal für den gegebenen Außenluft-Schalldruckdämpfungspegel und die Signalstärkenkalibrierung und für eine Grundliniensignal-Ausgabeenergie dar. Wie zu sehen ist, liegen für die gegebenen Außenluft-Schalldruckdämpfungspegel-, Kalibrierungs- und Signalausgabeenergiebedingungen die Signalstärkenkalibrierungswerte SSC1(SPL(1)), SSC1(SPL(1)) und SSC1(SPL(1)) zu den Ausbreitungszeiten des reflektierten akustischen Signals T(1), T(2) bzw. T(3) weit unterhalb der Spitzensignalstärken SS(T(1)), SS(T(2)) und SS(T(3)) zu derartigen Zeiten. Die Ausbreitungszeit des reflektierten akustischen Signals T(0) stellt vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, eine Zeit dar, zu der der Ultraschallsensor unter Spannung gesetzt ist, um zu bewirken, dass das abgegebene akustische Signal davon abgegeben wird. Die Signalstärkenkalibrierungswerte stellen einen Signalstärkepegel bei einer bezeichneten Ausbreitungszeit des akustischen Signals dar, die für ein reflektiertes akustisches Signal erforderlich ist, das von dem Ultraschallsensor zu derselben zu bezeichnenden Ausbreitungszeit des akustischen Signals erfasst wird, um als ein erfasstes Auftreten eines Objekts aufgezeichnet/erkannt zu werden. Folglich kann der Ultraschallsensor eine annehmbare Signalerfassungsleistung zu den gegebenen Außenluft-Schalldruckdämpfungspegel- und Kalibrierungsparametern über Erfassungsentfernungen bereitstellen, die den Ausbreitungszeiten des reflektierten akustischen Signals T(1), T(2) und T(3) entsprechen.
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7 ist ein Graph 700, der eine veranschaulichende Darstellung der akustischen Reaktionscharakteristika für ein Signal zeigt, das von dem Ultraschallsensor ausgegeben wurde und das der ersten Signalstärkenkalibrierung SSC1 entspricht, wobei der Ultraschallsensor in einem zweiten Außenluft-Schalldruckdämpfungspegel arbeitet, der eine hohe Energieabsorptionsrate aufweist. Das elektrische Signal, das von dem Ultraschallsensor ausgegeben wird, stellt einen relativen Energiepegel in dem reflektierten akustischen Signal für den gegebenen Außenluft-Schalldruckdämpfungspegel und die Signalstärkenkalibrierung und für dieselbe Grundlinienstärke des abgegebenen akustischen Signals dar, die in Verbindung mit der veranschaulichenden Darstellung von 6 verwendet wurde. Wie zu sehen ist, liegt für die gegebenen Temperatur-, Kalibrierungs- und Signalausgabeenergiebedingungen der Signalstärkenkalibrierungswert SSC1(SPL(2)) zu der Ausbreitungszeit des reflektierten akustischen Signals T(1) annehmbar unterhalb der Spitzensignalstärke zu der Ausbreitungszeit des reflektierten akustischen Signals T(1). Für die gegebenen Temperatur-, Kalibrierungs- und Signalausgabeenergiebedingungen liegen die Signalstärkenkalibrierungswerte SSC1(SPL(2)) und SSC1(SPL(2)) zu den Ausbreitungszeiten des reflektierten akustischen Signals T(2) bzw. T(3) jedoch nicht annehmbar unterhalb der Spitzensignalstärke zu den Ausbreitungszeiten des reflektierten akustischen Signals T(1) und T(2). Folglich kann der Ultraschallsensor eine annehmbare Signalerfassungsleistung zu den gegebenen Außenluft-Schalldruckdämpfungspegel- und Kalibrierungsparametern über eine Erfassungsentfernung bereitstellen, die der Ausbreitungszeit des reflektierten akustischen Signals T(1) entspricht, jedoch nicht über Erfassungsentfernungen, die den Ausbreitungszeiten des reflektierten akustischen Signals T(2) und T(3) entsprechen. Die resultierende Leistung des Ultraschallsensors bei den Bedingungen von 4 wäre eine unzureichende Berichterstattung von Objekten in Entfernungen, die den Ausbreitungszeiten des reflektierten akustischen Signals T(2) und T(3) entsprechen.
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8 ist ein Graph 800, der eine veranschaulichende Darstellung der akustischen Reaktionscharakteristika für ein Signal zeigt, das von dem Ultraschallsensor ausgegeben wurde und das einer zweiten Signalstärkenkalibrierung SSC2 (d. h. einer Kalibrierung mit verhältnismäßig hoher Empfindlichkeit in Bezug auf die erste Signalstärkenkalibrierung) entspricht, wobei der Ultraschallsensor in dem zweiten Außenluft-Schalldruckdämpfungspegel arbeitet, der eine hohe Energieabsorptionsrate aufweist. Das elektrische Signal, das von dem Ultraschallsensor ausgegeben wird, stellt einen relativen Energiepegel in dem reflektierten akustischen Signal für den gegebenen Außenluft-Schalldruckdämpfungspegel und die Signalstärkenkalibrierung und für dieselbe Grundlinienstärke des abgegebenen akustischen Signals dar, die in Verbindung mit den veranschaulichenden Darstellungen der 6 und 7 verwendet wurde. Wie zu sehen ist, liegen für die gegebenen Temperatur-, Kalibrierungs- und Signalausgabeenergiebedingungen die Signalstärkenkalibrierungswerte SSC2(SPL(2)), SSC2(SPL(2)) und SSC2(SPL(2)) zu den Ausbreitungszeiten des reflektierten akustischen Signals T(1), T(2) bzw. T(3) weit oberhalb der Spitzensignalstärken zu derartigen Zeiten. Folglich kann der Ultraschallsensor eine annehmbare Signalerfassungsleistung zu den gegebenen Temperatur- und Kalibrierungsparametern über Erfassungsentfernungen bereitstellen, die den Ausbreitungszeiten des reflektierten akustischen Signals T(1), T(2) und T(3) entsprechen.
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9 zeigt ein Verfahren 900 zum Umsetzen einer Luft-Schalldruckstreuungskompensierungsfunktionalität gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands. Eine derartige Streuungskompensierungsfunktionalität wird zum Zwecke des Berücksichtigens der Auswirkungen von Umgebungsklimabedingungen beim Erkennen eines Objekts (z. B. einem Ultraschallsensor davon) unter Verwendung von Flugzeitinformationen eines Objekterfassungssignals umgesetzt. Das Verfahren 900 kann fassbar von einem computerlesbaren Datenträger verkörpert werden, der Befehle darauf aufweist, die zum Durchführen einer derartigen Funktionalität durch ein Datenverarbeitungsgerät und einen zugehörigen Speicher konfiguriert sind. Informationen, die zum Einstellen einer Informationsverarbeitungskalibrierung erforderlich sind, die beim Verarbeiten des Objekterfassungssignals zum Erkennen eines Objekts verwendet wird, auf Basis von Umgebungsklimabedingungen werden durch Umsetzung eines Arbeitsschritts 905 zum Empfangen von Informationen, die die Temperatur von Luft in der Nähe eines Fahrzeugs charakterisieren, und eines Arbeitsschritts 910 zum Empfangen von Informationen, die einen Feuchtegrad der Luft in der Nähe eines Fahrzeugs charakterisieren, empfangen. Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands sind nicht auf einen bestimmten Ansatz oder eine bestimmte Vorrichtung, der bzw. die zur Bereitstellung derartiger Feuchte- und Temperaturinformationen verwendet wird, beschränkt. Derartige Feuchte- und Temperaturinformationen können in der Form eines Signals von jeweiligen Sensoren, als ein Signal von einem Informationserfassungssystem bereitgestellt werden und/oder können von verwandten Informationen, die von einer oder mehreren Bord- oder entfernten Quellen zur Verfügung stehen, abgeleitet/eingeschätzt werden.
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Als Reaktion auf das Empfangen der Feuchte- und Temperaturinformationen wird ein Arbeitsschritt 915 zum Einstellen einer Informationsverarbeitungskalibrierung zumindest zum Teil auf Basis von den Feuchte- und Temperaturinformationen durchgeführt. Das zugrunde liegende Ziel einer derartigen Kalibrierung besteht darin, den Luft-Schalldruckkoeffizienten zu bestimmen und die Kalibrierungsinformationen anzugeben, die zur Bestimmung verwendet werden sollen, ob Objekterkennungssignalstärkenschwellwerte (z. B. ein Satz entfernungsspezifischer Signalstärkenschwellenwerte) und/oder der Pegel des durch Ultraschall abgegebenen Signals revidiert werden sollte, um die Objekterkennungsfähigkeiten zu verbessern. Als Reaktion auf einen Arbeitsschritt 920, der zum Empfangen einer Objekterkennungsanforderung nach dem Einstellen der Informationsverarbeitungskalibrierung durchgeführt wurde, wird ein Arbeitsschritt 925 zum Initiieren eines Vorgangs einer Ultraschallsensor-Objekterkennungssignalisierung durchgeführt. Eine derartige Signalisierung beinhaltet das Abgeben eines Objekterfassungssignals von dem Ultraschallsensor (oder einem anderen geeigneten Transceivertyp) und dann das Empfangen eines reflektierten Teils des Objekterfassungssignals an demselben und/oder einem anderen Ultraschallsensor. In bevorzugten Ausführungsformen wird das Objekterfassungssignal mit einer bekannten Grundlinien-Signalstärke abgegeben, die gezielt auf mehrere unterschiedliche Signalstärken justiert werden kann.
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Danach wird ein Arbeitsschritt 930 zum Empfangen von Objekterkennungsinformationen von einem oder mehreren der Ultraschallsensoren durchgeführt, der bzw. die den reflektierten Teil des Objekterfassungssignals empfangen hatte bzw. hatten, gefolgt von einem Arbeitsschritt 935, der zum Verarbeiten der Objekterkennungsinformationen, die von dem einen oder den mehreren Ultraschallsensoren ausgegeben wurden, unter Verwendung von in der Informationsverarbeitungskalibrierung angegebenen Parametern durchgeführt wird. Beispielsweise kann jeder des einen oder der mehreren Ultraschallsensoren ein Signal (z. B. Flugzeitinformationen für Objekte, die einen jeweiligen Teil des abgegebenen Objekterfassungssignals reflektieren) bereitstellen, aus dem die Entfernung zwischen der Bezugsposition und dem Objekt bestimmt wird.
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In der vorangehenden ausführlichen Beschreibung wurde auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen veranschaulichend spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen der erfinderische Gegenstand ausgeübt werden kann. Diese Ausführungsformen und bestimmte Varianten davon wurden in ausreichenden Details beschrieben, um Fachmännern zu ermöglichen, Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands auszuüben. Es versteht sich, dass andere geeignete Ausführungsformen eingesetzt werden können und dass logische, mechanische, chemische und elektrische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Sinn oder Schutzumfang derartiger erfinderischer Offenbarungen abzuweichen. Um unnötige Details zu vermeiden, lässt die Beschreibung bestimmte Informationen aus, die Fachmännern bekannt sind. Die vorangehende ausführliche Beschreibung soll folglich nicht auf die hierin dargelegten spezifischen Formen beschränkt sein, sondern es ist im Gegenteil beabsichtigt, derartige Alternativen, Modifizierungen und Äquivalente zu umfassen, wie sie vernünftigerweise in den Sinn und den Schutzumfang der angefügten Ansprüche aufgenommen werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8104351 [0032]
- US 8081539 [0032]
- US 7343803 [0032]
- US 6792810 [0032]
