DE102014216015A1 - Verfahren und Messvorrichtung zur Detektion mindestens eines Objektes anhand von an diesem reflektierten Ultraschallsignalen - Google Patents

Verfahren und Messvorrichtung zur Detektion mindestens eines Objektes anhand von an diesem reflektierten Ultraschallsignalen Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion mindestens eines Objektes anhand von an diesem reflektierten Ultraschallsignalen, bei dem mittels eines Ultraschallsensors Echosignale, die durch Reflektion von mittels des Ultraschallsensors ausgesendeten Ultraschallsignalen entstehen, empfangen werden. Dabei werden aus jedem empfangenen Echosignal mittels des Ultraschallsensors ein entsprechendes Empfangssignal (e(t)) und mittels jedes Empfangssignals (e(t)) ein entsprechendes von einer Zeit (t) abhängiges Messsignal (s(t)) erzeugt. Ferner wird jedes Messsignal (s(t)) zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignals (X(t)) mit einem entsprechenden von einer Variable τ abhängigen Antwortsignal F(τ) eines Korrelationsfilters korreliert. Weiterhin wird für jedes Messsignal (s(t)) ein entsprechender von der Zeit (t) abhängiger Korrelationsfaktor (R(t)) in Abhängigkeit von dem entsprechenden Korrelationssignal (X(t)), einer positiv definierten Norm Ns des entsprechenden Messsignals (s(t)) und einer positiv definierten Norm NF des entsprechenden Antwortsignals F(τ) bestimmt und zur Detektion des mindestens eines Objektes ausgewertet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zur Detektion mindestens eines Objektes anhand von an diesem reflektierten Ultraschallsignalen.
  • Stand der Technik
  • Im Bereich der Umfelderfassung mittels Ultraschall ist beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2011 075 484 A1 ein Ultraschall-Messsystem zum Detektieren eines Hindernisses bekannt, wobei das Ultraschall-Messsystem einen Ultraschallsensor mit einem resonanten Wandlerelement zum Aussenden von Ultraschallpulsen und zum Erzeugen von Empfangssignalen aus den ausgesendeten und von dem Hindernis reflektierten Ultraschallpulsen umfasst. Die ausgesendeten und von dem Hindernis reflektierten Ultraschallpulse werden als Echopulse bezeichnet. Das resonante Wandlerelement erzeugt nach dem Aussenden jedes Ultraschallpulses weiter ein Ausschwingsignal mit seiner Resonanzfrequenz. Auch umfasst das Ultraschall-Messsystem eine Auswerteeinheit mit einer Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das resonante Wandlerelement zum Aussenden jedes Ultraschallpulses mittels eines von der Steuereinrichtung erzeugten Sendesignals anzusteuern. Weiterhin ist die Steuereinheit des Ultraschall-Messsystems dazu ausgebildet, jedes Sendesignal mittels eines Modulationssignals in Form eines frequenzmodulierten Sendesignals so zu erzeugen, dass sich die Signatur jedes ausgesendeten Ultraschallpulses von der des entsprechenden Ausschwingsignals unterscheidet. Die Auswerteeinheit weist mindestens einen Korrelationsfilter auf, wobei der mindestens eine Korrelationsfilter dazu ausgebildet ist, jedes von dem resonanten Wandler erzeugte Signal mit dem entsprechenden Sendesignal zu korrelieren und ein Korrelationssignal zu erzeugen. Die Auswerteeinheit ist weiterhin dazu ausgebildet, das Vorliegen eines durch Reflektion an dem Hindernis stammenden Echopulses dann zu erkennen, wenn das Korrelationssignal ein Maximum aufweist. Dasselbe Dokument beschreibt ferner ein entsprechendes Verfahren zum Detektieren eines Hindernisses mittels Ultraschall.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Detektion mindestens eines Objektes anhand von an diesem reflektierten Ultraschallsignalen bereitgestellt, bei dem mittels eines Ultraschallsensors Echosignale, die durch Reflektion von mittels des Ultraschallsensors ausgesendeten Ultraschallsignalen entstehen, empfangen werden. Dabei werden aus jedem empfangenen Echosignal mittels des Ultraschallsensors ein entsprechendes Empfangssignal und mittels jedes Empfangssignals ein entsprechendes von einer Zeit t abhängiges Messsignal s(t) erzeugt. Ferner wird jedes Messsignal s(t) zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignals X(t) mit einem entsprechenden, von einer Variable τ abhängigen Antwortsignal F(τ) eines Korrelationsfilters korreliert. Auch wird für jedes Messsignal s(t) ein entsprechender von der Zeit t abhängiger Korrelationsfaktor R(t) in Abhängigkeit von dem entsprechenden Korrelationssignal X(t), einer positiv definierten Norm Ns des entsprechenden Messsignals s(t) und einer positiv definierten Norm NF des entsprechenden Antwortsignals F(τ) bestimmt und zur Detektion des mindestens eines Objektes ausgewertet.
  • Erfindungsgemäß wird ferner eine Messvorrichtung zur Detektion mindestens eines Objektes mittels von an diesem reflektierten Ultraschallsignalen bereitgestellt, wobei die Messvorrichtung einen Ultraschallsensor umfasst, der dazu ausgebildet ist, Ultraschallsignale auszusenden, Echosignale, die durch Reflektion der ausgesendeten Ultraschallsignale entstehen, zu empfangen und aus jedem empfangenen Echosignal ein entsprechendes Empfangssignal zu erzeugen. Dabei ist die Messvorrichtung dazu ausgebildet, mittels jedes Empfangssignals ein von einer Zeit t abhängiges Messsignal s(t) zu erzeugen und dieses zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignals X(t) mit einem entsprechenden von einer Variable τ abhängigen Antwortsignal F(τ) eines in der Messvorrichtung angeordneten Korrelationsfilters zu korrelieren. Ferner ist die Messvorrichtung dazu ausgebildet, für jedes Messsignal s(t) einen entsprechenden von der Zeit t abhängigen Korrelationsfaktor R(t) in Abhängigkeit von dem entsprechenden Korrelationssignal X(t), einer positiv definierten Norm Ns des entsprechenden Messsignals s(t) und einer positiv definierten Norm NF des entsprechenden Antwortsignals F(τ) zu bestimmen und zur Detektion des mindestens eines Objektes auszuwerten.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Bevorzugt wird jeder Korrelationsfaktor R (t) gemäß der Relation
    Figure DE102014216015A1_0002
    bestimmt, wobei T eine Länge des Korrelationsfilters ist und F*(τ) das entsprechende komplex konjugierte Antwortsignal des Korrelationsfilters ist.
  • Bei der Erfindung wird für jedes mittels des entsprechenden Empfangssignals erzeugte Messsignal s(t) und folglich auch für das entsprechende mittels des Ultraschallsensors empfangene Echosignal ein Korrelationsfaktor R(t) berechnet.
  • Bevorzugt stimmt jedes Messsignal s(t) mit dem entsprechenden Empfangssignal e(t) überein. Dabei wird zur Detektion des mindestens einen Objektes eine Amplitude jedes Korrelationsfaktors R(t) mit einem vordefinierten Grenzwert verglichen. Weiter bevorzugt wird bei Vorliegen jedes Empfangssignals e(t), dessen Korrelationsfaktor R(t) ein Maximum aufweist, das den vordefinierten Grenzwert überschreitet, erkannt, dass das Empfangssignal e(t) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt.
  • Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Korrelationssignal X(t) gemäß der Relation
    Figure DE102014216015A1_0003
    bestimmt und zur Detektion des mindestens einen Objektes ausgewertet.
  • Bei der Erfindung kann für jedes mittels des entsprechenden Empfangssignals erzeugte Messsignal s(t) und folglich auch für das entsprechende mittels des Ultraschallsensors empfangene Echosignal ein Korrelationssignal X(t) berechnet werden.
  • Weiter bevorzugt ist jedes ausgesendete Ultraschallsignal ein Ultraschallpuls.
  • Vorzugsweise werden mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors frequenzmodulierte Ultraschallsignale, die auch als Chirps bezeichnet werden, ausgesendet. Beispielsweise können Chirps ausgesendet werden, deren Frequenz während der Dauer ihrer Aussendung, die typischerweise ca. 1,0 ms beträgt, sich linear verändert. Beispielsweise beträgt die Frequenz solcher Chirps zu Beginn ihrer Aussendung 54 kHz und 45 KHz am Ende ihrer Aussendung.
  • Bevorzugt umfasst ein erfindungsgemäßer Ultraschallsensor eine digitale Signalverarbeitung in Form eines insbesondere als Kreuzkorrelationsmodul ausgebildeten Korrelationsmoduls. Mittels des Korrelationsmoduls werden empfangene Ultraschallsignale mit dem Antwortsignal F(τ) eines insbesondere als Kreuzkorrelationsfilter ausgebildeten Korrelationsfilters korreliert, der auf den Empfang eines durch Reflektion eines ausgesendeten Ultraschallsignals an dem mindestens einen Objekt optimal entstandenen Echosignals signalangepasst ist.
  • Bevorzugt berechnet das erfindungsgemäße Korrelationsmodul ein Korrelationssignal X(t) in Form eines Kreuzkorrelationssignals und/oder einen Korrelationsfaktor R(t) jeweils gemäß einer entsprechenden der zwei zuvor angegebenen Relationen. Weiter bevorzugt werden sowohl das Korrelationssignal X(t) als auch der Korrelationsfaktor R(t) bei einer Echosignalerfassung zur Detektion des mindestens einen Objektes verwendet. Hier zu berücksichtigen ist, dass der Wert eines Korrelationsfaktors R(t) unabhängig von der Amplitude des aus dem entsprechenden Echosignal direkt erzeugten Empfangssignal ist und gleichzeitig ein Maß für die Ähnlichkeit beziehungsweise für den Korrelationsgrad zwischen dem empfangenen Echosignal und dem entsprechenden Antwortsignal F(τ) des Korrelationsfilters darstellt.
  • Vorzugsweise ist der Korrelationsfaktor R(t) derartig skaliert, dass dessen Wert zwischen 0 und 1 liegt, das heißt, dass der Korrelationsfaktor R(t) der Ungleichung 0 ≤ R(t) ≤ 1 genügt.
  • In diesem Zusammenhang bedeutet das, dass wenn zu einem Zeitpunkt t0 der Wert des Korrelationsfaktors R(t) beispielsweise gleich 1 ist, zum Zeitpunkt t0 ein optimales Echosignal, das heißt, ein mit dem Korrelationsfilter vollständig korreliertes Echosignal empfangen wurde. Hier gilt die Relation R(t0) = 1. Wenn beispielsweise die Relation R(t0) = 0,9 gültig ist, bedeutet das, dass zum Zeitpunkt t0 ein quasi optimales Echosignal, das heißt, ein mit dem Korrelationsfilter fast vollständig korreliertes Echosignal empfangen wurde. Wenn beispielsweise die Relation R(t0) = 0,1 gültig ist, bedeutet das, dass zum Zeitpunkt t0 ein mit einem optimalen Echosignal nicht vergleichbares Echosignal, das heißt, ein mit dem Korrelationsfilter nicht korreliertes Echosignal empfangen wurde.
  • Bevorzugt werden mittels des erfindungsgemäßen Ultraschallsensors für jedes empfangene Echosignal sowohl das entsprechende Korrelationssignal X(t) als auch der entsprechende Korrelationsfaktor R(t) berechnet. Weiter bevorzugt wird zur Echosignalerfassung bevorzugt ein Algorithmus verwendet, bei dem für jedes empfangene Echosignal sowohl das entsprechende Korrelationssignal X(t) und dadurch die entsprechende Echosignalamplitude als auch der entsprechende Korrelationsfaktor R(t) und dadurch die entsprechende Echosignalqualität berücksichtigt werden.
  • Ein großer Vorteil bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors zum Aussenden von Ultraschallsignalen insbesondere in Form von Chirps ist, dass ein solcher Ultraschallsensor eine relativ gute Robustheit gegen Rauschen und Störungen aufweist. Dies ist sehr vorteilhaft, da bei der oben genannten Korrelationsberechnung solche von Rauschquellen stammenden Rauschsignale unterdrückt werden, die eine Frequenz aufweisen, die in einem mit dem Frequenzspektrum des Korrelationsfilters nicht überlappenden Frequenzspektrum liegt.
  • Eine bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors auftretende Schwierigkeit ist, dass die Funktionalität eines solchen Ultraschallsensors nicht nur durch einen Empfang von Rauschsignalen beeinträchtigt werden kann. Wenn mittels des erfindungsgemäßen Ultraschallsensors ein Ultraschallsignal ausgesendet wird, empfängt dieser Ultraschallsensor auch Echosignale, die durch Reflexion des ausgesendeten Ultraschallsignals an vielen kleinen Partikeln einer Untergrundoberfläche, die beispielsweise eine Bodenoberfläche ist, entstehen. Diese Mischung von Echosignalen mit kleinen Amplituden AB, die durch Reflektion an der Untergrundoberfläche entstehen, wird auch als Untergrund-Echosignal bezeichnet. Die Größe eines Umgebungsbereiches des Ultraschallsensors aus dem Untergrund-Echosignale stammen können hängt von der Positionierung des Ultraschallsensors gegenüber der Untergrundoberfläche ab, wie beispielsweise von einer Positionierungshöhe und von einem Positionierungswinkel des Ultraschallsensors gegenüber der Untergrundoberfläche. Der genannte Umgebungsbereich erstreckt sich in einem Abstand vom Ultraschallsensor beziehungsweise in einer Reichweite des Ultraschallsensors, der beziehungsweise die in der Regel zwischen 0,5 m und 3,5 m liegt.
  • Das Auftreten von Untergrund-Echosignalen ist für eine zwischen 0,5 m und 3,5 m liegende Reichweite der wichtigste Faktor, der die Qualität der mittels eines solchen Ultraschallsensors durchgeführten Echosignalerfassung zur Detektion mindestens eines sich in dieser Reichweite befindlichen Objektes begrenzt, da der Ultraschalsensor eine Mischung von Echosignalen empfängt, die sowohl Untergrund-Echosignale als auch durch Reflektion an dem mindestens einen Objekt stammende Echosignale, die auch als Objekt-Echosignale bezeichnet werden, umfasst. Dabei werden für jedes empfangene Echosignal das entsprechende Korrelationssignal X(t) und der entsprechende Korrelationsfaktor R(t) berechnet. Zu berücksichtigen dabei ist, dass sowohl für ein empfangenes Echosignal, das ein Untergrund-Echosignal ist, als auch für ein empfangenes Echosignal, das ein Objekt-Echosignal ist, der entsprechende Korrelationsfaktor R(t) oft ein Maximum mit einem in der Nähe von 1 liegenden Wert aufweisen kann. Der Grund dafür ist, dass der Korrelationsfaktor R(t) unabhängig von der Amplitude eines empfangenen Echosignals ist und ein Maß für die Ähnlichkeit zwischen dem empfangenen Echosignal und einem entsprechenden Antwortsignal F(τ) des Korrelationsfilters darstellt. Folglich ist für den Umgebungsbereich, in dem Untergrund-Echosignale entstehen können, eine Differenzierung zwischen Untergrund-Echosignalen und Objekt-Echosignalen anhand einer Auswertung des für die empfangenen Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) schwierig durchführbar. Da die Amplitude AB von Untergrund-Echosignalen in der Regel kleiner als die Amplitude AO der Objekt-Echosignale ist, kann die genannte Differenzierung bevorzugt weiterhin anhand einer Auswertung des entsprechenden Korrelationssignal X(t) durchgeführt werden.
  • Eine weitere bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors auftretende Schwierigkeit ist, dass die Funktionalität eines solchen Ultraschallsensors auch durch den Empfang von Störsignalen beeinträchtigt werden kann. Es kann passieren, dass die Störsignale eine Frequenz aufweisen, die in einem Frequenzspektrum liegt, das ähnlich dem Frequenzspektrum des Korrelationsfilters ist. In einem solchen Fall empfängt ein erfindungsgemäßer Ultraschallsensor ein Störsignal, das ähnlich dem entsprechenden Antwortsignal F(τ) des Korrelationsfilters ist, das heißt, dass das empfangene Störsignal mit dem Korrelationsfilter korreliert ist. Aufgrund des Empfangs solcher Störsignale weist die Amplitude des für solche Störsignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) einen in einem erhöhten Wertebereich liegenden Wert auf, der oft in der Nähe von 1 liegen kann. Dadurch wird die Fehlerrate bei einer wie zuvor beschriebenen Echosignalerfassung zur Detektion des mindestens eines Objektes, das heißt, die Fehlerrate bei einer erfindungsgemäßen Objektdetektion, erhöht, wodurch auch die Qualität der Funktionalität eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors gesenkt wird.
  • Oft haben die zuvor genannten Störsignale eine Amplitude AS, die viel geringer als eine Amplitude AE von Objekt-Echosignalen ist und deswegen der Ungleichung AS << AO genügt. Dies gilt meistens für einen Umgebungsbereich, der sich vom Ultraschallsensor bis zu einem Abstand von 3 m erstreckt, da für diesen Umgebungsbereich Echosignale mit einer großen Amplitude AO zu erwarten sind. Aufgrund der kleineren Amplitude AS der Störsignale kann eine Differenzierung zwischen Störsignalen und Objekt-Echosignalen bevorzugt weiterhin anhand einer Auswertung des entsprechenden Korrelationssignals X(t) durchgeführt werden. Da der Korrelationsfaktor R(t) unabhängig von der Amplitude eines empfangenen Signals ist und ein Maß für die Ähnlichkeit zwischen dem empfangenen Signal und einem entsprechenden Antwortsignal F(τ) des Korrelationsfilters darstellt, ist die Differenzierung zwischen Störsignalen und Objekt-Echosignalen anhand des für die empfangenen Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) allerdings schwierig durchführbar.
  • Vorzugsweise wird in einem Fall, in dem Störsignale empfangen werden, die mit dem verwendeten Korrelationsfilter korreliert sind, eine einfache Lösung vorgeschlagen, bei der der verwendete Korrelationsfilter mit einem weiteren Korrelationsfilter ersetzt wird, der ein schmaleres Frequenzspektrum aufweist. Dabei werden mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors Ultraschallsignale insbesondere in Form von Chirps ausgesendet, die eine Frequenz aufweisen, die in einem Frequenzspektrum liegen, das dem schmaleren Frequenzspektrum des weiteren Korrelationsfilters ähnlich ist. In diesem Fall existiert eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das schmalere Frequenzspektrum des weiteren Korrelationsfilters nicht vergleichbar mit dem Frequenzspektrum der empfangenen Störsignale ist. Jedoch gibt es Fälle, in denen ein erfindungsgemäßer Ultraschallsensor mit einer hochspezifischen Übertragungsfunktion bevorzugt verwendet wird und in denen insbesondere auch der verwendete Korrelationsfilter nicht ausgewechselt werden kann, so dass in solchen Fällen die soeben genannte Lösung nicht anwendbar ist. Dies ist insbesondere für einen sich sehr nah um einen erfindungsgemäßen Ultraschallsensor befindlichen Umgebungsbereich zutreffend, der sich von dem Ultraschallsensor bis zu einem Abstand von etwa 60 cm erstreckt und für den es vor allem auf die Differenzierung zwischen den Objekt-Echosignalen und solchen von Quellen geringer Energie stammenden Signalen ankommt. Beispiele für solche von Quellen geringer Energie stammenden Signale sind Rauschsignale und Echosignale, die durch schwache Reflexion an Nummernschildern oder an anderen Teilen eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Ultraschallsensor entstehen. Ein für diese von Quellen geringer Energie stammenden Signale jeweils berechneter Korrelationsfaktor R(t) weist in der Regel eine Amplitude mit einem hohen Wert auf, wodurch die zuvor beschriebene Objektdetektion beeinträchtigt wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedes Messsignal s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t). Vorzugsweise umfasst jedes ausgesendete Ultraschallsignal einen ersten Ultraschallsignalteil, der nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist und einen zweiten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter korreliert ist. Bevorzugt wird der erste Ultraschallsignalteil jedes auszusendenden Ultraschallsignals vor dem oder nach dem entsprechenden zweiten Ultraschallsignalteil ausgesendet. Vorzugsweise umfasst jedes ausgesendete Ultraschallsignal einen ersten Ultraschallsignalteil, der nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, einen zweiten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, und einen dritten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter nicht korreliert ist. Bevorzugt wird der zweite Ultraschallsignalteil jedes auszusendenden Ultraschallsignals nach dem entsprechenden ersten Ultraschallsignalteil und vor dem entsprechenden dritten Ultraschallsignalteil ausgesendet.
  • Bevorzugt wird bei Vorliegen jedes Empfangssignals e(t), dessen Korrelationsfaktor R(t) einen ersten Grenzwert für einen ersten Zeitraum unterschreitet und ein Maximum aufweist, das zeitlich unmittelbar nach einem Ablauf des ersten Zeitraums oder vor einem Beginn des ersten Zeitraums liegt und einen gegenüber dem ersten Grenzwert größeren zweiten Grenzwert überschreitet, erkannt, dass das entsprechende Empfangssignal e(t) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt. Weiter bevorzugt wird bei Vorliegen jedes Empfangssignals e(t), dessen Korrelationsfaktor R(t) einen ersten Grenzwert für einen ersten Zeitraum und auch für einen zeitlich nach dem Ablauf des ersten Zeitraums liegenden zweiten Zeitraum unterschreitet und ein Maximum aufweist, das zeitlich unmittelbar nach dem Ablaufen des ersten Zeitraums und vor einem Beginn des zweiten Zeitraums liegt und einen gegenüber dem ersten Grenzwert größeren zweiten Grenzwert überschreitet, erkannt, dass das entsprechende Empfangssignal e(t) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt.
  • Vorzugsweise wird eine Länge des ersten Zeitraums in Abhängigkeit von einer Signaldauer des ersten Ultraschallsignalteils jedes ausgesendeten Ultraschallsignals und/oder eine Länge des zweiten Zeitraums in Abhängigkeit von einer Signaldauer des dritten Ultraschallsignalteils jedes Ultraschallsignals bestimmt.
  • Wird ein Ultraschallsignal ausgesendet, das einen mit dem Korrelationsfilter nicht korrelierten ersten Ultraschallsignalteil und einen mit dem Korrelationsfilter korrelierten zweiten Ultraschallsignalteil umfasst, so entsteht durch Reflektion dieses Ultraschalsignals ein Echosignal, das entsprechend dem ausgesendeten Ultraschallsignal einen mit dem Korrelationsfilter nicht korrelierten ersten Echosignalteil und einen mit dem Korrelationsfilter korrelierten zweiten Echosignalteil umfasst.
  • Wird mittels des Ultraschallsensors ein Objekt-Echosignal empfangen, so ist der erste Objekt-Echosignalteil nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert und der zweite Objekt-Echosignalteil mit dem Korrelationsfilter korreliert. Da der erste Objekt-Echosignalteil mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, weist der Korrelationsfaktor R(t), der für das entsprechende Messsignal s(t) berechnet wird, das mit dem direkt aus dem Objekt-Echosignal erzeugten Empfangssignal e(t) übereinstimmt, einen auch als Lücke bezeichneten Bereich auf, der einem Empfang des ersten Objekt-Echosignalteil entspricht und in dem eine Amplitude des entsprechenden Korrelationsfaktors R(t) einen relativ niedrigen ersten Wert aufweist. Da der zweite Objekt-Echosignalteil mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, weist der entsprechende Korrelationsfaktor R(t) einen auch als Peak bezeichneten Bereich auf, der einem Empfang des zweiten Objekt-Echosignalteil entspricht und in dem der entsprechende Korrelationsfaktor R(t) ein Maximum aufweist, das einen gegenüber dem ersten Wert deutlich höher liegenden zweiten Wert aufweist. Der zweite Wert kann je nach Qualität des entsprechenden Objekt-Echosignals in der Nähe von 1 liegen. Zu berücksichtigen ist hier, dass in der Regel die Amplitude AO von Objekt-Echosignalen deutlich höher als die Amplitude AB von Untergrund-Echosignalen ist. Da der erste Objekt-Echosignalteil nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, ist die in einem dem Empfang des ersten Objekt-Echosignalteils entsprechenden Bereich eines für das entsprechende Messsignal s(t) berechneten Korrelationssignals X(t) vorkommende Amplitude dieses Korrelationssignals X(t) klein. Diese kleine Amplitude des Korrelationssignal X(t) wird im Ausdruck des entsprechenden Korrelationsfaktors R(t) durch den hohen Wert der positiven Norm Ns des entsprechenden Messsignals s(t) unterdrückt. Das ist der Grund, aus dem ein solcher Korrelationsfaktor R(t) in seinem dem Empfang des ersten Objekt-Echosignalteils entsprechenden Bereich eine Amplitude aufweist, die einen ersten Wert annimmt, der deutlich geringer als ein zweiter Wert ist, den das Maximum annimmt, das der Korrelationsfaktors R(t) in seinem dem Empfang des zweiten Objekt-Echosignalteils entsprechenden Bereich aufweist. Dabei weist jeder Korrelationsfaktor R(t) eine Lücke und einen Peak auf, wobei die Lücke vor oder hinter dem Peak liegt.
  • In einem Fall, in dem das ausgesendete Ultraschallsignal ferner einen dritten Ultraschallsignalteil umfasst, der nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, und in dem der zweite Ultraschallsignalteil nach dem ersten Ultraschallsignalteil und vor dem dritten Ultraschallsignalteil ausgesendet wird, weist jeder entsprechende Korrelationsfaktor R(t) zwei Lücken und einen Peak auf, wobei eine Lücke vor dem Peak und eine andere Lücke hinter dem Peak liegt.
  • Folglich werden erfindungsgemäß ein Ultraschallsignal-Aussendungsverfahren und ein Echosignalerfassung-Algorithmus bereitgestellt, durch die Objekt-Echosignale und Untergrund-Echosignale anhand einer Auswertung des für diese jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) sich voneinander auch dann unterscheiden lassen, wenn eine bei einer Aussendung von mit dem Korrelationsfilter korrelierten Ultraschallsignalen vorkommende Amplitude eines für die dabei entstehenden Untergrund-Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) und eines für die dabei entstehenden Objekt-Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) jeweils einen solchen hohen Wert annehmen, dass keine Differenzierung zwischen diesen zwei Amplituden durchführbar ist.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist jedes ausgesendete Ultraschallsignal mit dem Korrelationsfilter korreliert. Dabei wird für jedes Empfangssignal ein entsprechendes von der Zeit t abhängiges weiteres Signal h(t) verwendet, das insbesondere ein entsprechendes harmonisches Signal ist. Ferner ist jedes weitere Signal h(t) mit dem Korrelationsfilter nicht korreliert und weist eine Amplitude AAh auf, die in einer Größenordnung einer Amplitude AAS jedes Empfangssignals liegt, das aus einem entsprechenden Echosignal der empfangenen Echosignale stammt, das nicht durch Reflektion an dem mindestens einen Objekt entstanden und insbesondere ein Störsignal ist. Bevorzugt wird jedes Empfangssignal e(t) mit dem entsprechenden weiteren Signal h(t) zur Erzeugung eines entsprechenden Mischsignals s(t) gemischt. Dabei ist jedes Messsignal s(t) das mittels des entsprechenden Empfangssignals e(t) erzeugte Mischsignal s(t). Weiter bevorzugt ist jedes Messsignal s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t). Dabei wird der für jedes Empfangssignal e(t) zu bestimmende Korrelationsfaktor R(t) gemäß der veränderten Relation
    Figure DE102014216015A1_0004
    bestimmt, wobei Ne eine positiv Definierte Norm des entsprechenden Empfangssignals e(t) und Nh eine positiv definierte Norm des weiteren Signals h(t) ist.
  • Bei der Erfindung wird/werden die Norm Ne des Empfangssignals e(t) bevorzugt gemäß der Relation
    Figure DE102014216015A1_0005
    und/oder die Norm Ns des Messsignals s(t) bevorzugt gemäß der Relation
    Figure DE102014216015A1_0006
    und/oder die Norm Nh des weiteren Signals h(t) bevorzugt gemäß der Relation
    Figure DE102014216015A1_0007
    und/oder die Norm NF des Antwortsignals F(τ) des Korrelationsfilters bevorzugt gemäß der Relation
    Figure DE102014216015A1_0008
    berechnet.
  • Bevorzugt wird bei Vorliegen jedes Mischsignals s(t), dessen Korrelationsfaktor R(t) ein Maximum aufweist, das einen vordefinierten Grenzwert überschreitet, erkannt, dass das Empfangssignal e(t), mittels dem das entsprechende Mischsignal s(t) erzeugt wurde, aus einem durch Reflektion an dem mindestens einen Objekt entstandenen Echosignal stammt. Weiter bevorzugt wird bei Vorliegen jedes Empfangssignals e(t), dessen verändert bestimmter Korrelationsfaktor R(t) ein Maximum aufweist, das einen vordefinierten Grenzwert überschreitet, erkannt, dass das entsprechende Empfangssignal e(t) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt.
  • Durch den Empfang von Störsignalen oder von zu unterdrückenden Echosignalen, die eine kleine Amplitude AS aufweisen und durch Reflektion von ausgesendeten Ultraschallpulse an Objekten mit bekannter Position, wie beispielsweise durch Reflektion von ausgesendeten Ultraschallpulse an einem Nummernschild oder Stoßfänger eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Ultraschallsensor, entstehen, erhöht sich der globale Wertpegel der Amplitude eines für die direkt aus den empfangenen Echosignalen erzeugten Empfangssignale e(t) jeweils berechneten Korrelationskoeffizienten K(t). Die Wirkung der Störsignale oder der zu unterdrückenden Echosignale auf einen für die Empfangssignale e(t) jeweils berechneten Korrelationskoeffizienten K(t) kann durch ein insbesondere mittels von Hardware-Elementen durchführbares Mischen eines insbesondere in Form eines jeweiligen harmonischen Signals erzeugten weiteren Signals h(t) mit jedem direkt aus einem empfangenen Echosignals erzeugten Empfangssignal e(t) unterdrückt werden. Hierbei muss weder die Frequenz der mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors auszusendenden Ultraschallsignale verändert noch der Korrelationsfilter ausgewechselt werden. Dazu wird für die Berechnung jedes Korrelationsfaktors K(t) das entsprechende durch das Mischen eines weiteren Signals h(t) mit dem entsprechenden Empfangssignal e(t) erzeugte Messsignal s(t) verwendet und nicht das entsprechende unveränderte Empfangssignal e(t). Die Frequenz des insbesondere in Form eines harmonischen Signals erzeugten weiteren Signals h(t) sollte so ausgewählt werden, dass diese in einem Frequenzspektrum enthalten ist, das von dem Frequenzspektrum des Korrelationsfilters weit entfernt aber noch in der Bandbreite der entsprechenden Messvorrichtung liegt. Das weitere Signal h(t) muss eine Amplitude AAh aufweisen, die vergleichbar mit der Amplitude AAS eines direkt aus einem Störsignal oder einem zu unterdrückenden Echosignal erzeugte Empfangssignals e(t) ist, aber viel niedriger als die minimale Amplitude AAO eines direkt aus einem Objekt-Echosignal erzeugten Empfangssignals e(t) ist, das mittels der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sicher erfassbar sein soll. Das bedeutet, dass die Amplitude des weiteren Signals h(t) insbesondere der Ungleichung AAh < AAS << AAO genügen sollte.
  • Dadurch wird der Wertpegel der Amplitude des für die mittels von Störsignalen oder von zu unterdrückenden Echosignalen erzeugten Mischsignale s(t) jeweils berechneten Korrelationsfaktors K(t) beschränkt beziehungsweise gesenkt. Gleichzeitig bleibt der Wertpegel der Amplitude des für die mittels von Objekt-Echosignalen erzeugten Mischsignale s(t) jeweils berechneten Korrelationsfaktors K(t) beinahe unverändert, so dass eine Erfassung von Echosignalen mit hoher Amplitude optimal durchführbar ist. Dadurch wird die Fehlerrate einer erfindungsgemäßen Objektdetektion deutlich reduziert. Hier stimmt jedes Messsignal s(t) mit dem entsprechenden Mischsignal s(t) überein.
  • Der Effekt des Mischens eines weiteren Signals h(t) mit jedem mittels des Ultraschallsensors direkt aus einem empfangenen Echosignal erzeugten Empfangssignals e(t) kann auch durch eine Veränderung der Relation zur Bestimmung jedes Korrelationsfaktors K(t) erreicht werden, der für das entsprechende Messsignal s(t), das in diesem Fall mit dem direkt aus dem entsprechenden Echosignal erzeugten Empfangssignal e(t) übereinstimmt, berechnet wird. Dazu wird in dem Ausdruck des entsprechenden Korrelationsfaktors K(t) die Norm Ns des Messsignals s(t) mit der durch pythagoreische Addition der Norm Nh eines wie zuvor beschriebenen weiteren Signals h(t) erhöhten Norm Ne eines entsprechenden Empfangssignals e(t) ersetzt
  • In einem Fall, in dem mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors ein Störsignal empfangen wird, das mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, und in dem das entsprechende Messsignal s(t) mit dem direkt aus einem Störsignal erzeugten Empfangssignal e(t) übereinstimmt, wird sich die Wirkung des Störsignals sowohl in dem für dieses Messsignal s(t) berechneten Korrelationssignal X(t) als auch in der Norm Ns dieses Messsignals s(t) widerspiegeln. Dabei gilt für das für das direkt aus dem Störsignal erzeugte Empfangssignal e(t) berechnete Korrelationssignal X(t) die Relation X(t) ≈ Ns·NF, wobei für jede Norm Ns und NF eine entsprechende Relation der drei zuvor angegebenen Relationen zur Berechnung von Normen verwendet wird. Ferner gilt für den entsprechenden Korrelationsfaktor R(t) die Relation R(t) = X(t)/(Ns·NF) ≈ 1. Das bedeutet, dass der für direkt aus Störsignalen erzeugte Empfangssignale e(t) jeweils berechnete Korrelationsfaktor K(t) einen hohen Wert, der in der Nähe von 1 liegt, annimmt.
  • In einem weiteren Fall, in dem mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors ein Störsignal empfangen wird, das mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, und in dem das Messsignal s(t) durch das Mischen eines insbesondere in Form eines harmonischen Signals erzeugten weiteren Signals h(t) mit dem direkt aus dem Störsignal erzeugten Empfangssignal e(t) erzeugt wird, wird das für das bei Empfang des Störsignals erzeugte und das weitere Signal h(t) enthaltende Messsignal s(t) berechnete Korrelationssignal X(t) nicht durch das weitere Signal h(t) beeinflusst, da das weitere Signal h(t) nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist. Allerdings wird die Norm Ns dieses Messsignals s(t) gegenüber der Norm des entsprechenden Empfangssignals e(t) um die Norm Nh des weiteren Signals h(t) erhöht. Zur Verdeutlichung werden in der folgenden Relation und in den folgenden zwei Ungleichungen die Parameter, die für das bei Empfang des Störsignals erzeugte und das weitere Signal h(t) enthaltende Messsignal s(t) berechnet werden, mit dem Index „m“ ergänzt und die entsprechenden Parameter, die für das direkt aus dem Störsignal erzeugte Empfangssignal e(t) berechnet werden, mit dem Index „nm“ ergänzt. Hier genügen das für dieses Messsignal s(t) berechnete Korrelationssignal Xm(t) und das für das entsprechende Empfangssignal e(t) berechnete Korrelationssignal Xnm(t) der Relation Xm(t) ≈ Xnm(t) und die für dieses Messsignal s(t) berechnete Norm Nsm und die für das entsprechende Empfangssignal e(t) berechnete Norm Nenm der Ungleichung Nsm > Nenm. Hier genügen folglich auch die entsprechend berechneten Korrelationsfaktoren Km(t) und Knm(t) der Ungleichung Km(t) < Knm(t). Das bedeutet, dass die Amplitude des für das bei Empfangs des Störsignals erzeugte und das weitere Signal h(t) enthaltende Messsignal s(t) berechnete Korrelationsfaktors Km(t) auf einen Wert begrenzt wird, der von der Amplitude AS des entsprechenden Störsignals und von der Amplitude AAh des weiteren Signals h(t) abhängig ist.
  • Weiterhin wird ein anderer Fall betrachtet, in dem mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors ein Objekt-Echosignal empfangen wird, das mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, und in dem das entsprechende Messsignal s(t) durch das Mischen eines insbesondere in Form eines harmonischen Signals erzeugten weiteren Signals h(t) mit dem direkt aus dem Objekt-Echosignal erzeugten Empfangssignal e(t) erzeugt wird. Wenn die Amplitude AAh des weiteres Signals h(t), die typische Amplitude AAS eines direkt aus einem Störsignal erzeugten Empfangssignals e(t) und die Amplitude AAO des direkt aus dem entsprechenden Objekt-Echosignal erzeugten Empfangssignals e(t) der Ungleichung AAh < AAS << AAO genügen, werden das für das bei Empfang des Objekt-Echosignals erzeugte und das weitere Signal h(t) enthaltende Messsignal s(t) berechnete Korrelationssignal X(t) und die entsprechende Norm Ns nicht durch das weitere Signal h(t) beeinflusst. Da die Amplitude AAh des weiteren Signals h(t) wesentlich kleiner als die Amplitude AAO des direkt aus dem Objekt-Echosignal erzeugten Empfangssignals e(t) ist, sind sowohl das für das entsprechende Messsignal s(t) berechnete Korrelationssignal X(t) als auch die Norm Ns dieses Messsignals s(t) hauptsächlich von der Amplitude AAO des direkt aus dem Objekt-Echosignal erzeugten Empfangssignals e(t) abhängig. In den folgenden drei Relationen werden auch hier die Parameter, die für das das weitere Signal h(t) enthaltende und bei Empfang des Objekt-Echosignals erzeugte Messsignal s(t) berechnet werden, mit dem Index „m“ ergänzt und die entsprechenden Parameter, die für das direkt aus dem Objekt-Echosignal erzeugte Empfangssignal e(t) berechnet werden, mit dem Index „nm“ ergänzt. Hier genügen das für dieses Messsignal s(t) berechnete Korrelationssignal Xm(t) und das für das entsprechende Empfangssignal e(t) berechnete Korrelationssignal Xnm(t) der Relation Xm(t) ≈ Xnm(t) und die für dieses Messsignal berechnete Norm Nsm und die für das entsprechende Empfangssignal e(t) berechnete Norm Nenm der Relation Nsm ≈ Nenm. Hier genügen folglich auch die entsprechenden Korrelationsfaktoren Km(t) und Knm(t) der Relation Km(t) ≈ Knm(t). Das bedeutet, dass in dem hier betrachteten Fall, in dem ein Objekt-Echosignal empfangen wird, der für das entsprechende Messsignal s(t) berechnete Korrelationsfaktor Km(t) beinahe unverändert gegenüber dem für das direkt aus dem Objekt-Echosignal erzeugte Empfangssignal e(t) berechnete Korrelationsfaktor Knm(t) bleibt.
  • Vorzugsweise wird für jedes Mischsignal s(t) ein entsprechendes Ausgangssignal s(t) eines additiven Mischers verwendet, wobei zur Erzeugung des entsprechenden Ausgangssignals s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) als Eingangssignal dem Mischer bereitgestellt wird und das entsprechende weitere Signal h(t) als weiteres Eingangssignal dem Mischer bereitgestellt wird.
  • Bevorzugt wird für jedes Mischsignal s(t) ein entsprechendes digitales Ausgangssignal s(t) eines Analog-Digital-Wandlers verwendet, wobei zur Erzeugung des entsprechenden digitalen Ausgangssignals s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) als Eingangssignal dem Analog-Digital-Wandler bereitgestellt wird und für das entsprechende weitere Signal h(t) jeweils ein in Form einer elektrischen Spannung Vh(t) erzeugtes weiteres Signal h(t) einer eingangsseitigen Referenzspannung Vr des Analog-Digital-Wandlers additiv überlagert wird.
  • Weiter bevorzugt wird für jedes Mischsignal s(t) ein entsprechendes digitales Ausgangssignal s(t) eines Analog-Digital-Wandlers verwendet, wobei zur Erzeugung des entsprechenden digitalen Ausgangssignals s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) über eine Leitung von zwei untereinander kapazitiv gekoppelten Leitungen übertragen und als Eingangssignal dem Analog-Digital-Wandler bereitgestellt wird und das entsprechende weitere Signal h(t) über eine weitere Leitung der zwei Leitungen übertragen und als weiteres Eingangssignal dem Analog-Digital-Wandler bereitgestellt wird.
  • Vorzugsweise wird jedes weitere Signal h(t) in Form eines harmonischen Signals mittels eines Oszillators erzeugt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
  • 1 ein Verlauf einer Signalstärke s‘t eines zusammengesetzten Messsignals s‘(t) in Abhängigkeit von einer Zeit t, ein Verlauf eines Wertes X‘t eines für dieses Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationssignals X(t) in Abhängigkeit von der Zeit t und ein Verlauf eines Wertes R‘t eines für dieses Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t, wobei das zusammengesetzte Messsignal s‘(t) bei einer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion erzeugt wird,
  • 2 und 3 jeweils ein Verlauf eines Wertes R‘d eines für ein zusammengesetztes Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(d) in Abhängigkeit von einem von einem verwendeten Ultraschallsensor gemessenen Abstand d, wobei das zusammengesetzte Messsignal s‘(t) bei einer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion erzeugt wird,
  • 4 ein Verlauf einer Signalstärke U eines bei der gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion ausgesendeten Ultraschallsignals U(t) in Abhängigkeit von einer Zeit t,
  • 5 bis 8 jeweils ein Verlauf eines Wertes R‘d eines für ein zusammengesetztes Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(d) in Abhängigkeit von einem von einem verwendeten Ultraschallsensor gemessenen Abstand d, wobei das zusammengesetzte Messsignal s‘(t) bei einer gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion erzeugt wird,
  • 9 ein Verlauf einer Signalstärke et eines zusammengesetzten Empfangssignals e‘(t) in Abhängigkeit von einer Zeit t, ein Verlauf eines Wertes X‘t eines für ein zusammengesetzten Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationssignals X‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t, ein Verlauf eines Wertes h‘t eines zusammengesetzten weiteren Signals h‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t und ein Verlauf eines Wertes R‘t eines für das zusammengesetzte Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t, wobei das zusammengesetzte Empfangssignal e‘(t), das zusammengesetzte Messsignal s‘(t) und das zusammengesetzte weitere Signal h‘(t) bei einer gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion erzeugt werden,
  • 10–14 jeweils eine Konfiguration zur Realisierung einer gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion, und,
  • 15 ein Verlauf eines Wertes R‘d eines für ein zusammengestztes Messsignals s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(d) in Abhängigkeit von einem von einem verwendeten Ultraschallsensors gemessenen Abstand d, wobei das zusammengesetzte Messsignal s‘(t) bei einer gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion erzeugt wird.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors Ultraschallsignale ausgesendet, die jeweils mit einem Korrelationsfilter eines Korrelationsmoduls korreliert sind. Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung wird mittels des Ultraschallsensors ferner aus jedem Echosignal, das durch Reflektionen der ausgesendeten Ultraschallsignale entstandenen ist und mittels des Ultraschallsensors empfangen wird, ein Empfangssignal e(t), das hier mit einem entsprechenden Messsignal s(t) übereinstimmt, erzeugt. Jedes Messsignal s(t) wird zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignals X(t) mit einem entsprechenden von einer Variable τ abhängigen Antwortsignal F(τ) des Korrelationsfilters korreliert.
  • Dabei berechnet das Korrelationsmodul für jedes Messsignal s(t) und folglich auch für jedes empfangene Echosignal das entsprechende Korrelationssignal X(t) gemäß der in der allgemeinen Beschreibung schon angegebenen Relation (1). In der Relation (1) sind T eine Länge des Korrelationsfilters und F·(τ) das entsprechende komplex konjugierte Antwortsignal des Korrelationsfilters.
    Figure DE102014216015A1_0009
  • Ferner berechnet das Korrelationsmodul für jedes Messsignal s(t) und folglich auch für jedes empfangenen Echosignal einen Korrelationsfaktor R(t) gemäß der in der allgemeinen Beschreibung schon angegebenen Relation (2).
    Figure DE102014216015A1_0010
  • In der Relation (2) ist Ns eine positiv definierte Norm des Messsignals s(t) und NF eine positiv definierte Norm des Antwortsignals F(τ) des Korrelationsfilters. Aus der Relation (2) ist ersichtlich wie das Korrelationsmodul diese Normen Ns und NF berechnet.
  • Zur Detektion mindestens eines sich in einer Umgebung des Ultraschallsensors befindlichen Objektes wird bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ein Empfang von Objekt-Echosignalen, die durch Reflektion der ausgesendeten Ultraschallpulse an mindestens einem sich in der Umgebung des Ultraschallsensors befindlichen Objekt entstehen, mittels einer Auswertung des für empfangene Echosignale jeweils berechneten Korrelationssignals X(t) und/oder des für empfangene Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) erkannt.
  • Dabei zu berücksichtigen ist, dass der Ultraschallsensor neben den Objekt-Echosignalen auch Untergrund-Echosignale, die durch Reflektion der ausgesendeten Ultraschallsignale an vielen kleinen Partikeln einer sich in der Umgebung des Ultraschallsensors befindlichen Boden- beziehungsweise Untergrundoberfläche entstehen, und/oder Störsignale, die mit dem Korrelationsfilter korreliert sind, empfangen kann.
  • Da die Amplitude AB von Untergrund-Echosignalen und die Amplitude AS von Störsignalen in der Regel jeweils wesentlich kleiner als die Amplitude AO eines Objekt-Echosignals sind, kann bei einer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion eine Differenzierung zwischen Untergrund-Echosignalen beziehungsweise Störsignalen und Objekt-Echosignalen anhand einer Auswertung des für empfangene Echosignale jeweils berechneten Korrelationssignals X(t) optimal durchgeführt werden.
  • Da sowohl die Untergrund-Echosignale als auch die Störsignale mit dem Korrelationsfilter korreliert sind, weisen sowohl der für die Untergrund-Echosignale beziehungsweise Störsignale jeweils berechnete Korrelationsfaktor R(t) als auch der für die Objekt-Echosignale jeweils berechnete Korrelationsfaktor R(t) eine Amplitude mit einem hohen Wert auf, der jeweils auch in der Nähe von 1 liegen kann. Dadurch wird bei einer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion eine Differenzierung zwischen Untergrund-Echosignalen beziehungsweise Störsignalen und Objekt-Echosignalen anhand einer Auswertung des für empfangene Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) schwierig.
  • Ist ein erfindungsgemäßer Ultraschallsensor in einem Fahrzeug eingebaut, so kann es während einer Feineinstellung dieses Ultraschallsensors oft passieren, dass die entsprechende Messvorrichtung ein Störsignal erfasst, das durch Reflektion eines ausgesendeten Ultraschallsignals an sich gegenüber dem Ultraschallsensor in einem festen Abstand befindlichen Teilen des Fahrzeuges beziehungsweise eines Stoßfängers des Fahrzeuges entstanden ist. Da ein solches Störsignal mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, weist die Amplitude des für ein solches Störsignal berechneten Korrelationsfaktors R(t) einen hohen Wert auf, der in der Nähe von 1 liegen kann. Wird der für empfangene Echosignale jeweils berechnete Korrelationsfaktor R(t) zur Objektdetektion ausgewertet, so werden solche sich jeweils in einem festen Abstand gegenüber dem Ultraschallsensor befindliche Objekte kontinuierlich detektiert. Deswegen wird ein bei der Auswertung eines für empfangene Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) zur Erfassung von Objekt-Echosignalen verwendeter Schwellenwert bevorzugt derartig ausgewählt, dass bei einer solchen Auswertung eine Erfassung von Störsignalen unterdrückt wird.
  • 1 zeigt einen Verlauf einer Signalstärke s‘t eines Messsignals s‘(t), der aus zwei Messsignalen s(t) zusammengesetzt ist, die bei der gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion jeweils mit dem direkt aus einem entsprechenden Echosignal von zwei empfangenen Echosignalen erzeugten Empfangssignal e(t) übereinstimmen, in Abhängigkeit von der Zeit t. Daraus ist ersichtlich, dass mittels des Ultraschallsensors zuerst ein unerwünschtes Echosignal, das ein Untergrund-Echosignal oder ein Störsignal sein kann, und danach ein Objekt-Echosignal empfangen wurden. Dabei ist ein Bereich des zusammengesetzten Messsignals s‘(t), der einem Empfang des unerwünschten Echosignals entspricht, mit UE und ein Bereich des zusammengesetzten Messsignals s‘(t), der einem Empfang des Objekt-Echosignals entspricht, mit OE gekennzeichnet.
  • 1 zeigt ferner einen Verlauf eines Wertes X‘t des für das in der 1 dargestellte zusammengesetzte Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationssignals X‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t. Daraus ist ersichtlich, dass eine Amplitude, die dieses Korrelationssignal X‘(t) in einem Bereich XtU aufweist, der dem Empfang des unerwünschten Echosignals entspricht, deutlich kleiner als eine Amplitude ist, die dieses Korrelationssignal X‘(t) in einem Bereich XtO aufweist, der dem Empfang des Objekt-Echosignals entspricht.
  • 1 zeigt auch einen Verlauf eines Wertes R‘T eines für das in der 1 dargestellte zusammengesetzte Messsignals s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t. Daraus ist ersichtlich, dass eine Amplitude, die dieser Korrelationsfaktor R‘(t) in einem Bereich RtU aufweist, der dem Empfang des unerwünschten Echosignals entspricht, in der Nähe von 1 liegt und dadurch vergleichbar mit einer Amplitude ist, die dieser Korrelationsfaktor R‘(t) in einem Bereich RtO aufweist, der dem Empfang des Objekt-Echosignals entspricht.
  • 2 zeigt einen in Abhängigkeit von einem von dem Ultraschallsensor in Metern gemessenen Abstand d dargestellten Verlauf eines Wertes R‘d eines weiteren Korrelationsfaktors K‘(d), der durch eine Darstellung eines für ein aus den bei Empfang von Untergrund-Echosignalen und von zwei Objekt-Echosignalen erzeugten Messsignalen s(t) zusammengesetztes Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationsfaktor R‘(t) in Abhängigkeit von diesem Abstand d gewonnen wird und folglich mit diesem Korrelationsfaktor R‘(t) äquivalent ist. Hier ist zu berücksichtigen, dass der vom Ultraschallsensor gemessene Abstand d jeweils von einem entsprechenden Echosignal vom Ort seiner Entstehung bis zum Ultraschallsensor mit Schallgeschwindigkeit durchlaufen wird und sich deswegen jeweils als Produkt zwischen der Schallgeschwindigkeit und der dabei abgelaufenen Zeit t berechnen lässt. In der 2 ist jeder Bereich dieses weiteren Korrelationsfaktors R‘(d), der dem Empfang von Untergrund-Echosignalen entspricht, mit RdB und jeder Bereich dieses weiteren Korrelationsfaktors R‘(d), der dem Empfang eines Objekt-Echosignals entspricht, mit RdO gekennzeichnet.
  • 3 zeigt einen in Abhängigkeit von einem vom Ultraschallsensor in Zentimetern gemessenen Abstand d dargestellten Verlauf eines Wertes R‘d eines für ein aus den bei Empfang von Störsignalen und von einem Objekt-Echosignal erzeugten Messsignalen s(t) zusammengesetztes Messsignal s‘(t) gewonnenen weiteren Korrelationsfaktors K‘(d). In der 3 ist jeder Bereich dieses weiteren Korrelationsfaktors K‘(d), der dem Empfang von Störsignalen entspricht, mit KdS und ein Bereich dieses weiteren Korrelationsfaktors K‘(d), der dem Empfang des Objekt-Echosignals entspricht, mit RdO gekennzeichnet. Bei der auf einer tatsächlichen Messung basierenden Darstellung aus der 3 wurden mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors mit einem zwischen 1,5 V und +1,5 V liegenden Dynamikbereich Störsignale empfangen, aus denen mittels des Ultraschallsensor jeweils ein Empfangssignal mit einer Amplitude von 20 mV erzeugt wurde.
  • Aus den 2 und 3 ist ersichtlich, dass der jeweils dargestellte weitere Korrelationsfaktor R‘(d) in jedem Bereich RdB beziehungsweise RdS, der einem Empfang von Untergrund-Echosignalen beziehungsweise von Störsignalen entspricht, sehr viele Maxima aufweist, die jeweils einen hohen und teilweise in der Nähe von 1 liegenden Wert annehmen. Aus den 2 und 3 ist weiterhin ersichtlich, dass jeder dargestellte weitere Korrelationsfaktor R‘(d) in jedem Bereich RdO, der dem Empfang eines Objekt-Echosignals entspricht, ein Maximum aufweist, das auch einen hohen und in der Nähe von 1 liegenden Wert annimmt. Folglich ist für diese in den 2 und 3 dargestellten Fälle eine Objektdetektion anhand einer Auswertung des für die bei Empfang der Untergrund-Echosignale beziehungsweise Störsignale und des mindestens einen Objektsignals erzeugten Messsignale s(t) jeweils gewonnenen weiteren Korrelationsfaktors R(d) und folglich auch anhand einer Auswertung des für das aus diesen Messsignalen s(t) zusammengesetzte Messsignals s‘(t) gewonnenen weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) schwierig durchführbar.
  • Bei einer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion werden, anders als bei der gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion, Ultraschallsignale mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors ausgesendet, die jeweils einen ersten Ultraschallsignalteil, der nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist und auch als Lückenteilsignal oder Lückenpuls bezeichnet wird, und einen zweiten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter korreliert ist und auch als Peaksignalteil oder Peakpuls bezeichnet wird, umfassen. Dabei wird das erste Ultraschallsignalteil jedes auszusendenden Ultraschallsignals vor dem zweiten Ultraschallsignalteil ausgesendet.
  • 4 zeigt einen Verlauf der Signalstärke Ut eines gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mittels eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors ausgesendeten Ultraschallsignals U(t) in Abhängigkeit von der in Millisekunden gemessenen Zeit t. In der 4 ist ein Bereich des Ultraschallsignals U(t), der einer Aussendung des ersten Ultraschallsignalteils entspricht, mit U1 und ein Bereich des Ultraschallsignals U(t), der einer Aussendung des zweiten Ultraschallteils entspricht, mit U2 gekennzeichnet. Wird ein Ultraschallsignal U(t) ausgesendet, der einen mit dem Korrelationsfilter nicht korrelierten ersten Ultraschallsignalteil und einen zweiten mit dem Korrelationsfilter korrelierten Ultraschallsignalteil umfasst, so entsteht durch Reflektion dieses Ultraschallsignals ein Echosignal, das entsprechend dem ausgesendeten Ultraschallsignal einen mit dem Korrelationsfilter nicht korrelierten ersten Echosignalteil und einen zweiten mit dem Korrelationsfilter korrelierten zweiten Echosignalteil umfasst. Auch bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung stimmt jedes direkt aus dem entsprechenden Echosignal erzeugtes Empfangssignal e(t) mit dem entsprechenden Messsignal s(t) überein.
  • Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Fall betrachtet, in dem ein empfangenes Echosignal ein Objekt-Echosignal oder ein Untergrund-Echosignal sein kann.
  • Wird mittels des Ultraschallsensors ein Objekt-Echosignal empfangen, so ist der erste Objekt-Echosignalteil mit dem Korrelationsfilter nicht korreliert und der zweite Objekt-Echosignalteil mit dem Korrelationsfilter korreliert. Da der erste Objekt-Echosignalteil mit dem Korrelationsfilter nicht korreliert ist, weist der für das entsprechende Messsignal s(t) berechnete Korrelationsfaktor R(t) in einem auch als Lücke bezeichneten Bereich, der einem Empfang des ersten Objekt-Echosignalteils entspricht, eine Amplitude mit einem relativ niedrigen ersten Wert auf. Da der zweite Objekt-Echosignalteil eines ausgesendeten Ultraschallpulses mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, weist der entsprechende Korrelationsfaktor R(t) in einem auch als Peak bezeichnete Bereich, der einem Empfang des zweiten Objekt-Echosignalteils entspricht, ein Maximum mit einem zweiten Wert auf, der deutlich höher als der erste Wert liegt. Der zweite Wert kann je nach Qualität des entsprechenden Objekt-Echosignals in der Nähe von 1 liegen.
  • Die 5, 6, 7 und 8 zeigen jeweils einen Verlauf eines Wertes R‘d eines für ein aus den bei Empfang von Untergrund-Echosignalen und von mindestens einem Objekt-Echosignal erzeugten Messsignalen s(t) zusammengesetztes Messsignal s‘(t) gewonnenen weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) in Abhängigkeit von dem zuvor eingeführten Abstand d. Bei der Darstellung aus der 5 wird der Abstand d in Metern und bei der Darstellung aus jeder der 6 bis 8 in Zentimetern gemessen. In jeder der 5 bis 8 wird jeder bei Empfang eines Objekt-Echosignals auftretende Peak des entsprechenden weiteren Korrelationssignals R(d) und folglich auch des weiteren Korrelationssignals R‘(t) mit RdPO bezeichnet und jede bei Empfang eines Objekt-Echosignals auftretende Lücke des entsprechenden weiteren Korrelationsfaktors R(d) und folglich des weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) mit RdLO bezeichnet. Alle anderen Bereiche jedes in den 5 bis 8 dargestellten weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) entsprechen dem Empfang von Untergrund-Echosignalen und werden zur Vereinfachung der Darstellung aus den 5 bis 8 nicht gekennzeichnet.
  • Anders als aus der 2 ist aus der 5 sehr leicht zu erkennen, dass zwei Objekt-Echosignale empfangen wurden. Ferner ist aus jeder der 6 bis 8 sehr leicht zu erkennen, dass jeweils ein Objekt-Echosignal empfangen wurde. Da die Anwesenheit einer Lücke-Peak-Kombination in dem Verlauf des Wertes R‘d des weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) eine Signatur des weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) verursacht, anhand der der Empfang eines Objekt-Echosignals deutlich erkennbar ist, wird bei der gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion ein vorbestimmter Algorithmus bevorzugt verwendet. Bei diesem Algorithmus wird ein Maximum des weiteren Korrelationssignals R‘(d) einem Empfang eines Objekt-Echosignals zugeordnet, wenn der Wert dieses Maximums einen höheren Schwellenwert SWh überschreitet und gleichzeitig die Amplitude einer vorbestimmten Anzahl von unmittelbar vor dem den höheren Schwellenwert SWh überschreitenden Maximum vorkommenden Maxima des weiteren Korrelationssignals R‘(d) jeweils unterhalb eines gegenüber des höheren Schwellenwertes SWh niedrigeren Schwellenwertes SWn bleibt. Diese Anzahl der Maxima ist jeweils von einer Länge des zuvor genannten Lückensignalteils beziehungsweise Lückenpulses eines gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgesendeten Ultraschallsignals U(t) abhängig. Der höhere Schwellenwert SWh und der niedrigere Schwellenwert SWn werden jeweils in der 5 eingezeichnet.
  • Bei der gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion, bei der die ausgesendeten Ultraschallsignale jeweils einen Lückensignalteil und einen Pulssignalteil aufweisen und bei der der eben genannte Algorithmus verwendet wird, ist eine Falscherkennungsrate von Objekten deutlich kleiner als bei der gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion. Der Grund dafür ist, dass die Wahrscheinlichkeit, mit der eine Lücke-Peak-Kombination als Folge eines Empfanges eines Untergrund-Echosignals in dem Verlauf des Wertes R‘d des weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) auftritt, sehr viel kleiner als die Wahrscheinlichkeit ist, mit der nur ein einzelnes hohes Maximum beziehungsweise Peak als Folge eines Empfanges eines Untergrund-Echosignals in dem genannten Verlauf auftritt.
  • Die Darstellungen aus den 6 bis 8 beruhen auf tatsächlich durchgeführten Messungen. Aus jeder der 6 bis 8 ist die bei der entsprechenden Messung beobachtete und in dem entsprechenden Verlauf des Wertes R‘d des entsprechenden weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) vorkommende Lücke-Puls-Kombination leicht ersichtlich. Aus jeder der 6 bis 8 ist ferner leicht ersichtlich, dass der Lückensignalteil beziehungsweise Lückenpuls des ausgesendeten Ultraschallsignals beziehungsweise Ultraschallpulses eine „offene Fläche“ in dem Verlauf des Wertes R‘d des entsprechenden weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) verursacht, die sich unmittelbar vor dem beim Empfang des entsprechenden Objekt-Echosignals aufgetretenen Maximum beziehungsweise Peak dieses weiteren Korrelationsfaktors R‘(d) befindet und, dass das entsprechende Objekt-Echosignal jeweils aus dem Umgebungsbereich des Ultraschallsensors stammt, in dem Untergrund-Echosignale entstehen können.
  • Eine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführte Objektdetektion unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion dadurch, dass für jedes Empfangssignal e(t), das direkt aus einem entsprechenden Echosignal erzeugt wird, ein entsprechendes von der Zeit t abhängiges weiteres Signal h(t), das insbesondere ein entsprechendes harmonisches Signals ist, verwendet wird. Dabei ist jedes weitere Signal h(t) nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert und weist eine Amplitude auf, die in einer Größenordnung einer Amplitude AAS jedes aus einem entsprechenden Störsignal direkt erzeugten Empfangssignals e(t) liegt und dadurch deutlich kleiner als eine Amplitude AAO jedes aus einem entsprechenden Objekt-Echosignal direkt erzeugten Empfangssignals e(t) liegt. So wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ist jedes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ausgesendete Ultraschallsignal mit dem Korrelationsfilter korreliert.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wird jedes Empfangssignal e(t) mit dem entsprechenden weiteren Signal h(t) zur Erzeugung eines entsprechenden Mischsignals s(t) additiv gemischt. Dabei stimmt jedes Mischsignal s(t) mit dem entsprechenden Messsignal s(t) überein. Ferner wird jedes Messsignal s(t) mit dem entsprechenden Antwortsignal F(τ) des verwendeten Korrelationsfilters zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignal X(t) korreliert. Auch wird jedes Korrelationssignal X(t) gemäß der Relation (1) und/oder jeder Korrelationsfaktor R(t) gemäß der Relation (2) berechnet.
  • Der Effekt des Mischens eines weiteren Signals h(t) mit jedem mittels des Ultraschallsensors direkt aus einem empfangenen Echosignal erzeugten Empfangssignals e(t) kann bevorzugt auch erreicht werden, indem für jedes Messsignal s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) verwendet wird und eine veränderte Relation zur Bestimmung jedes für das entsprechende Messsignal s(t) zu berechnenden Korrelationsfaktors K(t) verwendet wird. Dabei wird jeder Korrelationsfaktor R(t) gemäß der veränderten und in der allgemeinen Beschreibung schon angegebenen Relation (3) berechnet, wobei Ne eine positiv Definierte Norm des entsprechenden Empfangssignals e(t) und Nh eine positiv definierte Norm des weiteren Signals h(t) ist. Aus der Relation (3) ist leicht ersichtlich wie die Norm Nh des weiteren Signals h(t) berechnet wird.
    Figure DE102014216015A1_0011
  • In einem Fall, in dem ein direkt aus einem empfangenen Echosignal erzeugtes Empfangssignal e(t) tatsächlich mit einem kleinen harmonischen Signal h(t) gemischt wird, wird das entsprechende Signal s(t) durch Addition des kleinen harmonischen Signals h(t) zu dem Empfangssignal e(t) gebildet und folglich gemäß der Relation (4) bestimmt. s(t) = e(t) + h(t) (4)
  • Wird in der zur Bestimmung des Korrelationsfaktors R(t) verwendeten Relation (2) der Ausdruck s(t) mit der in der Relation (4) angegebenen Summe zwischen dem Empfangssignal e(t) und dem harmonischen Signal h(t) ersetzt, so ergibt sich die Relation (5) zur Berechnung des Korrelationsfaktors R(t).
    Figure DE102014216015A1_0012
  • Es wurde vorausgesetzt, dass das harmonische Signal h(t) nicht mit dem Antwortsignal F(τ) des Korrelationsfilters korreliert ist. Deswegen verschwindet in dem Zähler des in der Relation (5) vorkommenden Bruchs der gemäß dem Ausdruck ∫ T / 0h(t + τ)·F*(τ)dτ berechneten Term, so dass in dem genannten Zähler nur der gemäß dem Ausdruck ∫ T / 0e(t + τ)·F*(τ)dτ berechnete Term stehen bleibt. Da das harmonische Signal h(t) mittelwertfrei und nicht mit e(t) korreliert ist, verschwindet auch in dem Nenner desselben in der Relation (5) vorkommenden Bruchs der gemäß des Ausdrucks ∫ T / 02e(t + τ)h(t + τ)dτ berechnete Term, wodurch sich direkt die veränderte Relation (3) zur Bestimmung des Korrelatiosfaktors R(t) ergibt.
  • Weiter bevorzugt kann der zuvor genannte Effekt auch erreicht werden, indem für jedes Messsignal s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) verwendet wird und die Relation (3) zur Bestimmung jedes für das entsprechende Messsignal s(t) zu berechnenden Korrelationsfaktors K(t) verwendet wird, wobei an der Stelle der Norm Nh des weiteren Signals h(t) ein positiver insbesondere konstanter Faktor Fh verwendet wird. In diesem Fall wird die in dem Ausdruck des entsprechenden gemäß der Relation (2) berechneten Korrelationsfaktors R (t) vorkommende Norm Ns jedes mit dem entsprechenden Empfangssignal e(t) übereinstimmenden Messsignals s(t) durch pythagoreische Addition des genannten Faktors Fh erhöht.
  • Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung wird ein Fall betrachtet, in dem ein empfangenes Echosignal ein Objekt-Echosignal oder ein Störsignal sein kann. Bei der gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion wird bevorzugt ein Zeitfenster festgelegt, während dem zur Erzeugung eines entsprechenden Mischsignals s(t) jedes Empfangssignal e(t) vorzugsweise mit einem entsprechenden weiteren Signal h(t), das insbesondere ein entsprechendes harmonisches Signals ist, gemischt wird. Dabei wird jedes Korrelationssignal R(t) gemäß der Relation (2) für jedes mit dem entsprechenden Mischsignal s(t) übereinstimmende Messsignal s(t) berechnet. Alternativ dazu wird während des festgelegten Zeitfensters der Korrelationsfaktor R(t) für jedes mit dem entsprechenden Messsignal s(t) übereinstimmende Empfangssignal e(t) gemäß der Relation (3) berechnet. Dadurch wird die Amplitude des für empfangene Störsignale mit kleiner Amplitude AS jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) verringert. Vorzugsweise wird dabei die Amplitude jedes weiteren Signals h(t) oder jedes additiven Faktors Fh derartig erhöht, dass die Wirkung der empfangenen Störsignale auf ein für ein aus den bei Empfang von Echosignalen erzeugten Messsignalen s(t) zusammengesetztes Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(t) unterdrückt wird. Folglich können mittels einer Auswertung des für die empfangenen Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) und folglich auch des für das aus den bei Empfang von Echosignalen erzeugten Messsignalen s(t) zusammengesetzte Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(t) Echosignale, die jeweils eine große Amplitude aufweisen, weiterhin erfasst werden.
  • In einem Fall, in dem der Ultraschallsensor oder eine entsprechende Steuereinheit beziehungsweise ein entsprechender Mikrocontroller (ECU) Störsignale erfasst, das heißt, in einem Fall, in dem anhand einer Auswertung des für empfangene Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) zu viele empfangene Echosignale erfasst werden, für die sich der sich zwischen einem jeweiligen Ort der Entstehung dieser und dem Ultraschallsensor erstreckende Abstand d von Messzyklus zu Messzyklus verändert, wird mittels des Ultraschallsensors bevorzugt eine Erhöhung der Amplitude des weiteren Signals h(t) oder des zuvor genannten additiven Faktors Fh initiiert und solange durchgeführt, bis die anhand der Auswertung des für empfangene Echosignale jeweils berechneten Korrelationsfaktors R(t) durchgeführte Erfassung der empfangenen Echosignale wieder die gewünschte Qualität erreicht. 9 zeigt einen Verlauf einer Signalstärke e‘t eines aus den zwei jeweils direkt aus einem entsprechenden Echosignal von zwei empfangenen Echosignalen erzeugten Empfangssignalen e(t) zusammengesetzten Empfangssignals e‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t. Daraus ist ersichtlich, dass mittels des Ultraschallsensors zuerst ein Störsignal und danach ein Objekt-Echosignal empfangen wurden. Dabei ist ein Bereich des zusammengesetzten Empfangssignals e‘(t), der einem Empfang des Störsignals entspricht, mit SE und ein Bereich des zusammengesetzten Empfangssignals e‘(t), der einem Empfang des Objekt-Echosignals entspricht, mit OE gekennzeichnet.
  • 9 zeigt ferner einen Verlauf eines Wertes X‘t eines für ein aus zwei jeweils mittels eines entsprechenden der zwei bei dem Empfang des Störsignals und des Objekt-Echosignals erzeugten Empfangssignale e(t) erzeugten Mischsignalen s(t) zusammengesetztes Mischsignals s‘(t) berechneten Korrelationssignals X‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t. Dabei wird jedes Empfangssignal e(t) mit einem entsprechenden von zwei verwendeten weiteren Signalen h(t) zur Erzeugung eines entsprechenden der zwei Mischsignale s(t) gemischt. Hier stimmt jedes der zwei Mischsignale s(t) mit dem entsprechenden Messsignal s(t) überein. So wie aus der 1, ist auch aus der 9 ersichtlich, dass eine Amplitude, die dieses Korrelationssignal X‘(t) in einem Bereich XtS aufweist, der dem Empfang des Störsignals entspricht, deutlich kleiner als eine Amplitude ist, die dieses Korrelationssignal X‘(t) in einem Bereich XtO aufweist, der dem Empfang des Objekt-Echosignals entspricht.
  • 9 zeigt auch einen Verlauf eines Wertes h’t eines aus den zwei verwendeten weiteren Signalen h(t) zusammengesetzten weiteren Signals h‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t. Dabei wird ein Bereich des zusammengesetzten weiteren Signals h‘(t), der für das direkt aus dem Störsignal erzeugte Empfangssignal verwendet wird, mit htS und ein Bereich des zusammengesetzten weiteren Signals h‘(t), der für das direkt aus dem Objekt-Echosignal erzeugte Empfangssignal verwendet wird, mit htO gekennzeichnet.
  • 9 zeigt weiterhin einen Verlauf eines Wertes R‘t eines für das soeben genannte zusammengesetzte Messsignal s‘(t) berechneten Korrelationsfaktors R‘(t) in Abhängigkeit von der Zeit t. Anders als aus der 1, ist aus der 9 ersichtlich, dass eine Amplitude, die diesen Korrelationsfaktor R‘(t) in einem Bereich RtS aufweist, der dem Empfang des Störsignals entspricht, deutlich kleiner als eine Amplitude ist, die diesen Korrelationsfaktor R‘(t) in einem Bereich RtO aufweist, der dem Empfang des Objekt-Echosignals entspricht.
  • Jede der 10 bis 14 zeigt eine jeweils andere Konfiguration zur Realisierung einer gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion.
  • 10 zeigt eine allgemeine Konfiguration, bei der zur Erzeugung jedes Mischsignal s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) und das entsprechende weitere Signal h(t) additiv gemischt werden.
  • 11 zeigt eine auf Hardware basierende Konfiguration, bei der zur Erzeugung jedes Mischsignals s(t) einem additiven Mischer 10 das entsprechende Empfangssignal e(t) als Eingangssignal und das entsprechende weitere Signal h(t) als weiteres Eingangssignal bereitgestellt werden. Jedes Mischsignal s(t) ist hier das entsprechende Ausgangssignal s(t) des Mischers 10. Dabei kann die Amplitude des Mischsignals s(t) mittels des Mischers 10 verändert werden.
  • 12 zeigt eine weitere auf Hardware basierende Konfiguration, bei der zur Erzeugung jedes Mischsignals s(t) einem Analog-Digital-Wandler 20 das entsprechende Empfangssignal e(t) als Eingangssignal bereitgestellt wird und bei der das in Form einer elektrischen Spannung Vh(t) erzeugte entsprechende weitere Signal h(t) einer eingangsseitigen Referenzspannung Vr des Analog-Digital-Wandlers 20 additiv überlagert wird. Jedes Mischsignal s(t) ist hier das entsprechende Ausgangssignal s(t) des Analog-Digital-Wandlers 20.
  • 13 zeigt eine andere auf Hardware basierende Konfiguration, bei der zur Erzeugung jedes Mischsignals s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) über eine Leitung 30 von zwei untereinander kapazitiv gekoppelten Leitungen 30, 35 übertragen und als Eingangssignal einem Analog-Digital-Wandler 20 bereitgestellt wird und bei der das entsprechende weitere Signal h(t) über eine weitere Leitung 35 der zwei Leitungen 30, 35 übertragen und als weiteres Eingangssignal dem Analog-Digital-Wandler 20 bereitgestellt wird. Jedes Mischsignal s(t) ist hier das entsprechende Ausgangssignal s(t) des Analog-Digital-Wandlers 20. Die Stärke der kapazitven Kopplung zwischen den zwei Leitungen 30, 35 kann hier über eine Größe einer Amplitude AAh des entsprechenden weiteren Signals h(t) angesteuert werden.
  • Bei jeder in einer der 10 bis 13 dargestellten Realisierung stimmt jedes Mischsignal s(t) mit dem entsprechenden Messsignal s(t) überein und wird mit dem entsprechenden Antwortsignal F(τ) eines Korrelationsfilters zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignals X(t) korreliert. Auch wird mittels eines Korrelationsmoduls 40 jedes Korrelationssignal X(t) gemäß der Relation (1) berechnet und jeder Korrelationsfaktor R(t) gemäß der Relation (2) berechnet.
  • Ferner wird bei jeder in einer der 11 bis 13 dargestellten Realisierung das entsprechende weitere Signal h(t) in Form eines harmonischen Signals mittels eines Oszillators erzeugt, mittels dem bevorzugt eine Frequenz jedes harmonischen Signals einstellbar ist.
  • 14 zeigt eine auf Software basierende Konfiguration, bei der für jedes Mischsignal s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) verwendet wird und jedes Mischsignal s(t) mit dem entsprechenden Antwortsignal F(τ) eines Korrelationsfilters zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignals X(t) korreliert wird. Dabei wird der Effekt des Mischens jedes Empfangssignals e(t) mit einem entsprechenden weiteren Signal h(t) erreicht, indem mittels eines Korrelationsmoduls 40 jedes Korrelationssignal X(t) gemäß der Relation (1) und jeder Korrelationsfaktor R(t) gemäß der Relation (3), in der die Norm Nh eines entsprechenden weiteren Signals h(t) mit einem entsprechenden positiv definierten konstanten Faktors Fh ersetzt wird, berechnet werden. Hier stimmt jedes Mischsignal s(t) mit dem entsprechenden Messsignal s(t) überein.
  • 15 zeigt einen in Abhängigkeit von einem vom Ultraschallsensor in Zentimetern gemessenen Abstand d dargestellten Verlauf eines Wertes R‘d eines für ein aus den bei Empfang von Störsignalen und von einem Objekt-Echosignal erzeugten Messsignalen s(t) zusammengesetztes Messsignal s‘(t) gewonnenen weiteren Korrelationsfaktors K‘(d). Eine tatsächliche Messung, auf der die Darstellung aus der 15 basiert, unterscheidet sich von der tatsächlichen Messung, auf der die Darstellung aus der 3 basiert, alleine dadurch, dass diese während einer gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion stattgefunden hat, bei der jedes empfangene Echosignal mit einem entsprechenden in Form eines harmonischen Signals mit einer Amplitude von 30 mV und einer Frequenz von 60 kHz erzeugten weiteren Signal h(t) gemischt wurde. Aus der 15 ist leicht ersichtlich, dass der hier dargestellte weitere Korrelationsfaktor R‘(d) in jedem Bereich RdS, der einem Empfang eines Störsignals entspricht, eine Amplitude aufweist, die einen Wert aufweist, der deutlich kleiner als ein Wert eines Maximums ist, das dieser weitere Korrelationsfaktor R‘(d) in einem Bereich RdO aufweist, der einem Empfang des Objekt-Echosignals entspricht. Aus der 15 ist leicht ersichtlich, dass bei einer gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion die Wirkung der empfangenen Störsignale auf den hier dargestellten weiteren Korrelationsfaktor R‘(d) unterdrückt wird. Dadurch kann ein Empfang von Objekt-Echosignalen anhand einer Auswertung dieses weiteren Korrelationsfaktors R‘(t) sehr leicht erkannt werden.
  • Bei einer gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion weist der Korrelationsfaktor R(t), der für Untergrund-Echosignale beziehungsweise für ein durch Reflektion an einem in der Nähe des Ultraschallsensors vorkommenden Objekt entstandenes Echosignal jeweils berechnet wird, eine Amplitude mit einem jeweils hohen Wert auf, der auch in der Nähe von 1 liegen kann. Hier stammen die empfangenen Untergrund-Echosignale aus einem Umgebungsbereich, der sich von einem vom Ultraschallsensor gemessenen Abstand d von 50 cm bis zu einem vom Ultraschallsensor gemessenen Abstand d von 350 cm erstreckt. Das genannte Objekt befindet sich hier in einem vom Ultraschallsensor gemessenen Abstand d von 150 cm. Eine gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführte Objektdetektion führt nicht zu einer Veränderung der soeben genannten Amplitude in Vergleich zu einer entsprechenden Amplitude, die bei einer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Objektdetektion vorkommt.
  • Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung wird hiermit ergänzend auf die Darstellung in den 1 bis 15 Bezug genommen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011075484 A1 [0002]

Claims (16)

  1. Verfahren zur Detektion mindestens eines Objektes anhand von an diesem reflektierten Ultraschallsignalen (U(t)), bei dem mittels eines Ultraschallsensors Echosignale, die durch Reflektion von mittels des Ultraschallsensors ausgesendeten Ultraschallsignalen (U(t)) entstehen, empfangen werden, wobei aus jedem empfangenen Echosignal mittels des Ultraschallsensors ein entsprechendes Empfangssignal (, e(t)) erzeugt wird und mittels jedes Empfangssignals (, e(t)) ein entsprechendes von einer Zeit (t) abhängiges Messsignal (s(t)) erzeugt wird, das zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignals (X(t)) mit einem entsprechenden von einer Variable τ abhängigen Antwortsignal (F(τ)) eines Korrelationsfilters korreliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Messsignal (s(t)) ein entsprechender von der Zeit (t) abhängiger Korrelationsfaktor (R(t)) in Abhängigkeit von dem entsprechenden Korrelationssignal (X(t)), einer positiv definierten Norm Ns des entsprechenden Messsignals (s(t)) und einer positiv definierten Norm NF des entsprechenden Antwortsignals (F(τ)) bestimmt wird und zur Detektion des mindestens eines Objektes ausgewertet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeder Korrelationsfaktor (R(t)) gemäß der Relation
    Figure DE102014216015A1_0013
    bestimmt wird, wobei T eine Länge des Korrelationsfilters ist und F*(τ) das entsprechende komplex konjugierte Antwortsignal des Korrelationsfilters ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei jedes Messsignal s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) ist und jedes ausgesendete Ultraschallsignal (U(t)) einen ersten Ultraschallsignalteil, der nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist und einen zweiten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, umfasst, wobei der erste Ultraschallsignalteil jedes auszusendenden Ultraschallsignals vor dem oder nach dem entsprechenden zweiten Ultraschallsignalteil ausgesendet wird, oder jedes ausgesendete Ultraschallsignal einen ersten Ultraschallsignalteil, der nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, einen zweiten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, und einen dritten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter nicht korreliert ist, umfasst, wobei der zweite Ultraschallsignalteil jedes auszusendenden Ultraschallsignals nach dem entsprechenden ersten Ultraschallsignalteil und vor dem entsprechenden dritten Ultraschallsignalteil ausgesendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei Vorliegen jedes Empfangssignals e(t), dessen Korrelationsfaktor R(t) einen ersten Grenzwert für einen ersten Zeitraum unterschreitet und ein Maximum aufweist, das zeitlich unmittelbar nach einem Ablauf des ersten Zeitraums oder vor einem Beginn des ersten Zeitraums liegt und einen gegenüber dem ersten Grenzwert größeren zweiten Grenzwert überschreitet, erkannt wird, dass das entsprechende Empfangssignal e(t) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einen Objekt entstandenen Echosignal stammt, oder bei Vorliegen jedes Empfangssignals e(t), dessen Korrelationsfaktor R(t) einen ersten Grenzwert für einen ersten Zeitraum und auch für einen zeitlich nach dem Ablauf des ersten Zeitraums liegenden zweiten Zeitraum unterschreitet und ein Maximum aufweist, das zeitlich unmittelbar nach dem Ablauf des ersten Zeitraums und vor einem Beginn des zweiten Zeitraums liegt und einen gegenüber dem ersten Grenzwert größeren zweiten Grenzwert überschreitet, erkannt wird, dass das entsprechende Empfangssignal e(t) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einen Objekt entstandenen Echosignal stammt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Länge des ersten Zeitraums in Abhängigkeit von einer Signaldauer des ersten Ultraschallsignalteils jedes ausgesendeten Ultraschallsignals (U(t)) und/oder eine Länge des zweiten Zeitraums in Abhängigkeit von einer Signaldauer des dritten Ultraschallsignalteils jedes Ultraschallsignals bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei jedes ausgesendete Ultraschallsignal mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, für jedes Empfangssignal (e(t)) ein entsprechendes von der Zeit t abhängiges weiteres Signal (h(t)), das insbesondere ein entsprechendes harmonisches Signal ist, verwendet wird, wobei jedes weitere Signal (h(t)) mit dem Korrelationsfilter nicht korreliert ist und eine Amplitude AAh aufweist, die in einer Größenordnung einer Amplitude jedes Empfangssignals AAS liegt, das aus einem entsprechenden Echosignal der empfangenen Echosignale stammt, das nicht durch Reflektion an dem mindestens einen Objekt entstanden ist, wobei jedes Empfangssignal (e(t)) mit dem entsprechenden weiteren Signal (h(t)) zur Erzeugung eines entsprechenden Mischsignals (s(t)) gemischt wird und jedes Messsignal (s(t)) das mittels des entsprechenden Empfangssignals erzeugte Mischsignal (s(t)) ist oder jedes Messsignal (s(t)) das entsprechende Empfangssignal (e(t)) ist und der für jedes Empfangssignal (e(t)) zu bestimmende Korrelationsfaktor (R(t)) gemäß der veränderten Relation
    Figure DE102014216015A1_0014
    bestimmt wird, wobei Ne eine positiv Definierte Norm des entsprechenden Empfangssignals (e(t)) und Nh eine positiv definierte Norm des weiteren Signals (h(t)) ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei bei Vorliegen jedes Mischsignals (s(t)), dessen Korrelationsfaktor (R(t)) ein Maximum aufweist, das einen vordefinierten Grenzwert überschreitet, erkannt wird, dass das Empfangssignal (e(t)), mittels dem das entsprechende Mischsignal (s(t)) erzeugt wurde, aus einem durch Reflektion an dem mindestens einen Objekt entstandenen Echosignal stammt, oder wobei bei Vorliegen jedes Empfangssignals (e(t)), dessen verändert bestimmter Korrelationsfaktor (R(t)) ein Maximum aufweist, das einen vordefinierten Grenzwert überschreitet, erkannt wird, dass das entsprechende Empfangssignal (e(t)) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt.
  8. Messvorrichtung zur Detektion mindestens eines Objektes mittels von an diesem reflektierten Ultraschallsignalen (U(t)), wobei die Messvorrichtung einen Ultraschallsensor umfasst, der dazu ausgebildet ist, Ultraschallsignale (U(t)) auszusenden, Echosignale, die durch Reflektion der ausgesendeten Ultraschallsignale entstehen, zu empfangen und aus jedem empfangenen Echosignal ein entsprechendes Empfangssignal (e(t)) zu erzeugen, wobei die Messvorrichtung dazu ausgebildet ist, mittels jedes Empfangssignals (e(t)) ein von einer Zeit (t) abhängiges Messsignal (s(t)) zu erzeugen und dieses zur Erzeugung eines entsprechenden Korrelationssignals (X(t)) mit einem entsprechenden von einer Variable τ abhängigen Antwortsignal (F(τ)) eines in der Messvorrichtung angeordneten Korrelationsfilters zu korrelieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung dazu ausgebildet ist, für jedes Messsignal (s(t)) einen entsprechenden von der Zeit (t) abhängigen Korrelationsfaktor (R(t)) in Abhängigkeit von dem entsprechenden Korrelationssignal (X(t)), einer positiv definierten Norm Ns des entsprechenden Messsignals (s(t)) und einer positiv definierten Norm NF des entsprechenden Antwortsignals (F(τ)) zu bestimmen und zur Detektion des mindestens eines Objektes auszuwerten.
  9. Messvorrichtung nach Anspruch 8, die dazu ausgebildet ist, jeden Korrelationsfaktor (R(t)) gemäß der Relation
    Figure DE102014216015A1_0015
    zu bestimmen, wobei T eine Länge des Korrelationsfilters ist und F*(τ) das entsprechende komplex konjugierte Antwortsignal des Korrelationsfilters ist.
  10. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, die dazu ausgebildet ist, für jedes Messsignal s(t) das entsprechende Empfangssignal e(t) zu verwenden, wobei das Ultraschallsensor dazu ausgebildet ist, Ultraschallsignale (U(t)), die jeweils einen ersten Ultraschallsignalteil, der nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist und einen zweiten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, umfassen, auszusenden und das erste Ultraschallsignalteil jedes auszusendenden Ultraschallsignals (U(t)) vor dem oder nach dem entsprechenden zweiten Ultraschallsignalteil auszusenden, oder Ultraschallsignale, die jeweils einen ersten Ultraschallsignalteil, der nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, einen zweiten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter korreliert ist, und einen dritten Ultraschallsignalteil, der mit dem Korrelationsfilter nicht korreliert ist, umfassen, auszusenden und den zweiten Ultraschallsignalteil jedes auszusendenden Ultraschallsignals nach dem entsprechenden ersten Ultraschallsignalteil und vor dem entsprechenden dritten Ultraschallsignalteil auszusenden.
  11. Messvorrichtung nach Anspruch 10, die dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen jedes Empfangssignals e(t), dessen Korrelationsfaktor R(t) einen ersten Grenzwert für einen ersten Zeitraum unterschreitet und ein Maximum aufweist, das zeitlich unmittelbar nach einem Ablauf des ersten Zeitraums oder vor einem Beginn des ersten Zeitraums liegt und einen gegenüber dem ersten Grenzwert größeren zweiten Grenzwert überschreitet, zu erkennen, dass das entsprechende Empfangssignal e(t) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt, oder bei Vorliegen jedes Empfangssignals e(t), dessen Korrelationsfaktor R(t) einen ersten Grenzwert für einen ersten Zeitraum und auch für einen zeitlich nach dem Ablauf des ersten Zeitraums liegenden zweiten Zeitraum unterschreitet und ein Maximum aufweist, das zeitlich unmittelbar nach dem Ablauf des ersten Zeitraums und vor einem Beginn des zweiten Zeitraums liegt und einen gegenüber dem ersten Grenzwert größeren zweiten Grenzwert überschreitet, zu erkennen, dass das entsprechende Empfangssignal e(t) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt.
  12. Messvorrichtung nach Anspruch 11, die dazu ausgebildet ist, eine Länge des ersten Zeitraums in Abhängigkeit von einer Signaldauer des ersten Ultraschallsignalteils jedes ausgesendeten Ultraschallsignals (U(t)) und/oder eine Länge des zweiten Zeitraums in Abhängigkeit von einer Signaldauer des dritten Ultraschallsignalteils jedes ausgesendeten Ultraschallsignals zu bestimmen.
  13. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Ultraschallsensor dazu ausgebildet ist, Ultraschallsignale, die jeweils mit dem Korrelationsfilter korreliert sind, auszusenden, wobei die Messvorrichtung dazu ausgebildet ist, für jedes Empfangssignal (e(t)) ein von der Zeit t abhängiges weiteres Signal (h(t)), das insbesondere ein entsprechendes harmonisches Signal ist, zu verwenden, wobei jedes weitere Signal (h(t)) nicht mit dem Korrelationsfilter korreliert ist und eine Amplitude AAh aufweist, die in einer Größenordnung einer Amplitude AAS jedes Empfangssignals liegt, das aus einem Echosignal der empfangenen Echosignale stammt, das nicht durch Reflektion an dem mindestens einen Objekt entstanden ist, wobei die Messvorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, jedes Empfangssignal (e(t)) mit dem entsprechenden weiteren Signal (h(t)) zur Erzeugung eines entsprechenden Mischsignals (s(t)) zu mischen und für jedes Messsignal (s(t)) das mittels des entsprechenden Empfangssignals erzeugte Mischsignal (s(t)) zu verwenden oder für jedes Messsignal (s(t)) das entsprechende Empfangssignal (e(t)) zu verwenden und den für jedes Empfangssignal (e(t)) zu bestimmende Korrelationsfaktor (R(t)) gemäß der veränderten Relation
    Figure DE102014216015A1_0016
    zu bestimmen, wobei Ne eine positiv Definierte Norm des entsprechenden Empfangssignals (e(t)) und Nh eine positiv definierte Norm des weiteren Signals (h(t)) ist.
  14. Messvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Messvorrichtung einen additiven Mischer (10) umfasst und dazu ausgebildet ist, für jedes Mischsignal (s(t)) ein entsprechendes Ausgangssignal (s(t)) des Mischers (10) zu verwenden und zur Erzeugung des entsprechenden Ausgangssignals s(t) das entsprechende Empfangssignal (e(t)) als Eingangssignal dem Mischer (10) bereitzustellen und das entsprechende weitere Signal (h(t)) als weiteres Eingangssignal dem Mischer (10) bereitzustellen oder wobei die Messvorrichtung einen Analog-Digital-Wandler (20) umfasst und dazu ausgebildet ist, für jedes Mischsignal (s(t)) ein entsprechendes digitales Ausgangssignal (s(t)) des Analog-Digital-Wandlers (20) zu verwenden und zur Erzeugung des entsprechenden digitalen Ausgangssignals (s(t)) das entsprechende Empfangssignal (e(t)) als Eingangssignal dem Analog-Digital-Wandler (20) bereitzustellen, für das entsprechende weitere Signal h(t) jeweils ein in Form einer elektrischen Spannung Vh(t) erzeugtes weiteres Signal h(t) zu verwenden und dieses einer eingangsseitigen Referenzspannung Vr des Analog-Digital-Wandlers (20) additiv zu überlagern oder zur Erzeugung des entsprechenden digitalen Ausgangssignals (s(t)) das entsprechende Empfangssignal (e(t)) über eine Leitung (30) von zwei in der Messvorrichtung angeordneten Leitungen (30, 35), die untereinander kapazitiv gekoppelt sind, zu übertragen und als Eingangssignal dem Analog-Digital-Wandler (20) bereitzustellen und das entsprechende weitere Signal (h(t)) über eine weitere Leitung (35) der zwei Leitungen (30, 35) zu übertragen und als weiteres Eingangssignal dem Analog-Digital-Wandler (20) bereitzustellen.
  15. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Messvorrichtung einen Oszillator umfasst, der dazu ausgebildet ist, jedes weitere Signal (h(t)) in Form eines harmonischen Signals zu erzeugen.
  16. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, die dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen jedes Mischsignals (s(t)), dessen Korrelationsfaktor (R(t)) ein Maximum aufweist, das einen vordefinierten Grenzwert überschreitet, zu erkennen, dass das Empfangssignal (e(t)), mittels dem das entsprechende Mischsignal (s(t)) erzeugt wurde, aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt, oder bei Vorliegen jedes Empfangssignals (e(t)), dessen verändert bestimmter Korrelationsfaktor (R(t)) ein Maximum aufweist, das einen vordefinierten Grenzwert überschreitet, zu erkennen, dass das entsprechende Empfangssignal (e(t)) aus einem durch Reflektion an dem mindestens einem Objekt entstandenen Echosignal stammt.
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