DE102014222076A1

DE102014222076A1 - Object features coded on signal form

Info

Publication number: DE102014222076A1
Application number: DE102014222076.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Karl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-05-04

Abstract

Es werden eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur akustischen Signalisierung mehrerer Eigenschaften eines Umgebungsobjektes (1) vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: Erfassen des Umgebungsobjektes (1) mittels eines Sensors (2), Auswerten eines Abstandes (d) des Umgebungsobjektes (1) vom Sensor (2) sowie mindestens einer weiteren Eigenschaft (D1, D2) des Umgebungsobjektes (1), Signalisieren des Abstandes (d) des Umgebungsobjektes (1) vom Sensor (2) mittels eines ersten Parameters (3) einer akustischen Ausgabe, und Signalisieren der weiteren Eigenschaft (D1, D2) des Umgebungsobjektes (1) mittels eines zweiten Parameters (4) der akustischen Ausgabe (5).An apparatus and a method for the acoustic signaling of a plurality of properties of an environment object (1) are proposed. The method comprises the steps of detecting the ambient object (1) by means of a sensor (2), evaluating a distance (d) of the surrounding object (1) from the sensor (2) and at least one further property (D1, D2) of the surrounding object (1). , Signaling the distance (d) of the surrounding object (1) from the sensor (2) by means of a first parameter (3) of an acoustic output, and signaling the further characteristic (D1, D2) of the surrounding object (1) by means of a second parameter (4) the acoustic output (5).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umfeldsensorik sowie ein Verfahren zur akustischen Signalisierung eines Umgebungsobjektes. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verbesserungen bei der Unterscheidbarkeit eines Umgebungsobjektes für einen Anwender.The present invention relates to a device for environment sensors and a method for the acoustic signaling of an environment object. More particularly, the present invention relates to improvements in the distinguishability of an environment object to a user.

Bei der Umfelddetektion bei automobilen Anwendungen sind optische und akustische Ausgaben üblich, durch welche einem Anwender Informationen über die Position und insbesondere den Abstand eines Umgebungsobjektes von seinem Fahrzeug mitgeteilt werden. Bei den akustischen Abstandswarnungen ist es üblich, dass die Position des Objekts, wie z.B. vor oder hinter einem Fahrzeug, anhand der Tonfrequenz der Warnpulse signalisiert und der Abstand eines Objektes anhand der Abstände akustischer Warnpulse übermittelt wird. Dabei entspricht die Pausendauer zwischen den Warnpulsen zumeist dem Objektabstand des nächstgelegenen Objekts. Der Nutzer kann jedoch nicht unterscheiden, um welche Art von Objekt es sich handelt. Die Warnung ist bei größeren Grashalmen ebenso laut wie bei massiven Wänden in demselben Abstand. Weiter ist eine Unterscheidung der Umgebungsobjekte hinsichtlich des Kollisionsrisikos nicht bekannt. Ruht das Umgebungsobjekt relativ zum eigenen Fahrzeug („Egofahrzeug“), hat es jedoch ggf. eine andere Kollisionsrelevanz als wenn es sich relativ auf das Fahrzeug zu bewegen würde. In letzterem Fall ist die Kollisionsrelevanz höher, da dringlicher einzustufen.In the field detection in automotive applications optical and acoustic outputs are common, by which a user information about the position and in particular the distance of an environment object is communicated from his vehicle. In the acoustic distance warnings, it is common that the position of the object, such as the position of the object. in front of or behind a vehicle, signaled by the audio frequency of the warning pulses and the distance of an object is transmitted on the basis of the distances of acoustic warning pulses. The pause duration between the warning pulses usually corresponds to the object distance of the nearest object. However, the user can not distinguish which type of object it is. The warning is as loud on larger blades of grass as it is on solid walls at the same distance. Furthermore, a distinction of the environment objects with respect to the collision risk is not known. If the environment object is resting relative to its own vehicle ("ego vehicle"), however, it may have a different collision relevance than if it were to move relative to the vehicle. In the latter case, the collision relevance is higher because it is more urgent.

DE 36 37 165 A1 offenbart ein Verfahren zum Verhindern von Zusammenstößen zwischen Kraftfahrzeugen, bei welchem mit Hilfe geeigneter Sensorsysteme Situations-, Fahrzeug- und Umweltparameter erfasst und dem ermittelten Gefährlichkeitsgrad der Situation angepasst Alarmstufen ausgelöst sowie geeignete Gegenmaßnahmen veranlasst werden. Hierzu erfasst das Sensorsystem Situationsparameter wie veränderliche Abstände zu voraus fahrenden Fahrzeugen sowie die Fahrzeugparameter wie die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs. Im Ansprechen darauf wird der Grad der akuten Gefährdung stufenweise unterschieden. DE 36 37 165 A1 discloses a method for preventing collisions between motor vehicles, in which detected by means of suitable sensor systems situational, vehicle and environmental parameters and adapted to the determined degree of danger of the situation triggered alarm levels and causes appropriate countermeasures. For this purpose, the sensor system detects situation parameters such as variable distances to vehicles in front as well as the vehicle parameters such as the speed of the ego vehicle. In response, the degree of acute danger is gradually differentiated.

DE 10 2007 061 235 A1 offenbart ein Verfahren zur Abstandsmessung, bei welchem die Höhe erkannter Objekte klassifiziert wird. In Abhängigkeit der Tatsache, ob das erkannte Objekt überfahrbar oder nicht überfahrbar (beispielsweise Bordstein bzw. Wand) ist, erzeugt eine Warnvorrichtung ein akustisches Warnsignal oder unterlässt die Ausgabe des akustischen Warnsignals. DE 10 2007 061 235 A1 discloses a method of distance measurement in which the height of detected objects is classified. Depending on whether the object being recognized is passable or not traversable (eg curb or wall), a warning device generates an audible warning signal or omits the output of the audible warning signal.

DE 101 37 263 A1 offenbart eine Rangierhilfe für Fahrzeuge, bei welcher ein Laser-Scanner in einem Winkel kleiner 45° zur Fahrbahn ausgerichtet ist, so dass auch tief liegende Objekte, wie beispielsweise sehr hohe Bordsteinkanten, frühzeitig erkannt werden können. Für die Signalisierung an den Fahrzeugführer wird auf bekannte Warn- und Anzeigemittel (akustisch und/oder optisch) verwiesen. DE 101 37 263 A1 discloses a maneuvering aid for vehicles, in which a laser scanner is oriented at an angle of less than 45 ° to the roadway, so that even low-lying objects, such as very high curbs, can be detected early. For the signaling to the driver is referred to known warning and display means (acoustically and / or optically).

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dem Anwender zusätzliche Informationen zu einem Umgebungsobjekt auf akustischem Wege mitzuteilen.It is an object of the present invention to provide the user with additional information about an environment object acoustically.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur akustischen Signalisierung eines Umgebungsobjektes gelöst. Hierbei wird in einem ersten Schritt das Umgebungsobjekt mittels eines Sensors erfasst. Der Sensor ist als Umgebungssensor in das Umfeld (z. B. eines Fortbewegungsmittels) gerichtet. Er kann beispielsweise als Ultraschall-Sensor ausgestaltet sein. Andere verwendbare Sensoren sind Laser-Sensoren, Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren und optische Sensoren. Grundsätzlich ist lediglich die Erfassung und Auswertung der Gestalt/der Kollisionsrelevanz eines Umgebungsobjektes erforderlich. Anschließend wird ein Abstand des Umgebungsobjektes aus den Signalen des Sensors ausgewertet und als ein für den Beobachter des Sensorsystems wahrnehmbares akustisches Klangereignis ausgegeben. Zusätzlich wird mindestens eine weitere Eigenschaft des Umgebungsobjektes erfasst und ausgewertet. Die weitere Eigenschaft kann beispielsweise eine räumliche Erstreckung, eine Reflexivität, eine Bewegungsrichtung o. ä. sein, aus welcher sich beispielsweise kollisionsrelevante Parameter der Objekteigenschaften extrahieren lassen. Anschließend wird der Abstand des Umgebungsobjektes vom Sensor mittels eines ersten Parameters einer akustischen Ausgabe an den Anwender signalisiert. Dies kann beispielsweise eine intermittierende akustische Ausgabe umfassen, bei welcher die zeitlichen Abstände zwischen einzelnen Pulsen mit dem Sinken des Abstandes abnehmen. Zusätzlich wird eine weitere Eigenschaft des Umgebungsobjektes mittels eines zweiten Parameters der akustischen Ausgabe signalisiert. Die weitere Eigenschaft des Umgebungsobjektes ist insbesondere eine dem Umgebungsobjekt inhärente Eigenschaft. Mit anderen Worten wird durch die weitere Eigenschaft im Gegensatz zum Stand der Technik nicht nur signalisiert, ob sich das Umgebungsobjekt vor dem Anwender bzw. dessen Fahrzeug oder hinter dem Anwender bzw. dessen Fahrzeug befindet, sondern es wird noch mindestens eine weitere Eigenschaft, wie die Reflexionsstärke eines reflektierenden Objekts und/oder die Relativgeschwindigkeit bzw. die Eigengeschwindigkeit in für den Beobachter wahrnehmbare Merkmale der zur Warnung ausgegebenen Klangereignisse gewandelt. Auf diese Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Kodierung zusätzlicher Informationen in ein und dasselbe akustische Signal, sodass der Anwender ohne zusätzliche Reize ein Mehr an Informationen erhält. Entsprechend kann der Anwender besser bei der Navigation durch seine Umgebung unterstützt werden. Kollisionen und insbesondere schwerwiegende Folgen der Kollisionen können somit besser verhindert werden. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Eigenschaften der Umgebung anhand der Eigenschaften von Antwortsignalen der Umgebung auf ausgesandte Messsignale mittels Sensor bestimmt und in entsprechende vom menschlichen Beobachter wahrnehmbare Klangereignisse umgewandelt werden, die sich mit den Erfahrungen der Beobachter decken. So gehört es üblicher Weise zum Erfahrungsschatz, dass bedeutende Ereignisse eine bedeutendere Lautstärke aufweisen, die üblicher Weise bei Annäherung zunimmt und/oder in der Tonfrequenz gegenüber dem Stillstand höher liegt. Ebenso gehört zum Erfahrungsschatz, bestimmte Merkmale mit komplexen, sich zumindest über der Zeit ändernden Tonfolgen, wie sie beispielsweise bei der Aussprache von Worten verwendet werden, zu kennzeichnen als mit konstanten Tönen, wie im Stand der Technik üblich. The above object is achieved by a method for acoustic signaling of an environment object. Here, in a first step, the environment object is detected by means of a sensor. The sensor is directed as environmental sensor in the environment (eg a means of transport). It can be configured, for example, as an ultrasonic sensor. Other usable sensors include laser sensors, lidar sensors, radar sensors, and optical sensors. Basically, only the detection and evaluation of the shape / collision relevance of an environment object is required. Subsequently, a distance of the surrounding object from the signals of the sensor is evaluated and output as a perceptible to the observer of the sensor system acoustic sound event. In addition, at least one further property of the environment object is detected and evaluated. The further property can be, for example, a spatial extension, a reflexivity, a movement direction or the like, from which, for example, collision-relevant parameters of the object properties can be extracted. Subsequently, the distance of the surrounding object from the sensor is signaled to the user by means of a first parameter of an acoustic output. This may include, for example, an intermittent acoustic output, in which the time intervals between individual pulses decrease as the distance decreases. In addition, a further property of the environment object is signaled by means of a second parameter of the acoustic output. The further property of the environment object is in particular a property inherent in the environment object. In other words, in contrast to the prior art, the further property not only signals whether the environment object is located in front of the user or his vehicle or behind the user or his vehicle, but at least one further property, such as the Reflection strength of a reflecting object and / or the relative speed or the own speed in perceptible to the observer Characteristics of the sound events issued for warning. In this way, the present invention enables encoding of additional information into one and the same acoustic signal, so that the user receives more information without additional stimuli. Accordingly, the user can be better supported in navigation through his environment. Collisions and in particular serious consequences of the collisions can thus be better prevented. This is achieved, in particular, by the fact that the properties of the environment are determined by means of the properties of response signals of the environment to transmitted measuring signals by means of sensor and converted into corresponding perceptible by the human observer sound events that coincide with the experiences of the observer. Thus, it is customary to gain experience that significant events have a more significant volume, which usually increases on approach and / or is higher in the audio frequency than standstill. Likewise, the experience is to mark certain features with complex, at least over time changing tone sequences, as used for example in the pronunciation of words, as with constant tones, as is common in the prior art.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Der erste Parameter der akustischen Ausgabe kann beispielsweise eine Dauer und/oder ein Abstand intermittierend ausgegebener Klangereignisse sein. Mit anderen Worten werden die Pulsdauer und/oder die Pulsabstand in Abhängigkeit des Abstandes variiert. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß eine intuitive (z. B. einem Echolot entsprechende) Signalisierung des Abstandes verwendet werden.The first parameter of the acoustic output may be, for example, a duration and / or a distance of intermittently output sound events. In other words, the pulse duration and / or the pulse spacing are varied as a function of the distance. In this way, according to the invention, an intuitive signaling (eg corresponding to an echo sounder) of the distance can be used.

Der zweite Parameter der akustischen Ausgabe kann beispielsweise eine Lautstärke (Schallpegel, Schalldruckpegel, Schallleistungspegel o. ä.) sein. Alternativ oder zusätzlich können eine Grundfrequenz, eine Tonhöhe, eine spektrale Zusammensetzung, eine Klangfarbe oder/und eine Veränderung der vorgenannten Parameter über der Zeit zur Kodierung des zweiten Parameters bzw. dessen Änderung verwendet werden. Auf diese Weise erhöht sich die Informationsdichte der akustischen Ausgabe.The second parameter of the acoustic output may be, for example, a volume (sound level, sound pressure level, sound power level or the like). Alternatively or additionally, a fundamental frequency, a pitch, a spectral composition, a timbre and / or a change of the aforementioned parameters over time may be used to encode the second parameter or change it. In this way, the information density of the acoustic output increases.

Die weitere Eigenschaft, welche erfindungsgemäß in der akustischen Ausgabe kodiert wird, kann eine Echostärke eines vom Sensor oder einem korrespondierenden Sender ausgesandten Signals sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Reflexivität des Umgebungsobjektes und alternativ oder zusätzlich dessen Bewegungsgeschwindigkeit und alternativ oder zusätzlich dessen Bewegungsrichtung als weitere Eigenschaft bzw. als Teil der weiteren Eigenschaft erfindungsgemäß kodiert werden. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, bei der Berücksichtigung des Umgebungsobjektes im Zuge einer Navigation die Folgen einer potentiellen Kollision mit dem Umgebungsobjekt zu bewerten.The further property, which according to the invention is coded in the acoustic output, can be an echo strength of a signal emitted by the sensor or a corresponding transmitter. Alternatively or additionally, the reflectivity of the surrounding object and, alternatively or additionally, its movement speed and, alternatively or additionally, its direction of movement can be coded as a further property or as part of the further property according to the invention. In this way, it is possible to evaluate the consequences of a potential collision with the environment object when considering the environment object in the course of a navigation.

Der zweite Parameter kann beispielsweise stufenweise oder im Wesentlichen kontinuierlich über der Zeit variiert werden. Während eine stufenweise Änderung eine besonders kostengünstige und speicherplatzoptimierte Realisierung ermöglicht, kann eine im Wesentlichen kontinuierliche Veränderung des zweiten Parameters die weitere Eigenschaft besonders hoch aufgelöst wiedergeben.For example, the second parameter may be varied stepwise or substantially continuously over time. While a stepwise change enables a particularly cost-effective and memory-space-optimized realization, a substantially continuous change of the second parameter can reflect the further property in a particularly high-resolution manner.

Zur Verbesserung der Auswertbarkeit des Abstandes und der weiteren Eigenschaft kann das vom Umgebungsobjekt reflektierte und vom Sensor empfangene Signal hinsichtlich seiner Laufzeit ausgewertet und im Ansprechen darauf ein anschließend in Richtung des Umgebungsobjektes ausgesandtes Messsignal laufzeitabhängig verstärkt werden. Auf diese Weise kann auch bei hohem Objektabstand eine sichere Echodetektion erfolgen, während bei geringem Objektabstand eine Absenkung des Energiebedarfes zur Umfelddetektion erfolgt.In order to improve the evaluability of the distance and the further property, the signal reflected by the ambient object and received by the sensor can be evaluated with regard to its transit time and, in response thereto, a measurement signal subsequently emitted in the direction of the ambient object can be amplified in a time-dependent manner. In this way, a reliable echo detection can take place even at high object distance, while at low object distance, a reduction of the energy requirement for environment detection takes place.

Der zweite Parameter der Signalisierung (z. B. die Lautstärke) kann zur besseren Unterscheidbarkeit unterschiedlicher Umgebungsobjekte auf ein vordefiniertes Referenzobjekt normiert werden. Dieses kann beispielsweise eine besonders hohe Kollisionsrelevanz (z. B. eine Ebene, massive und senkrecht zu einer Erfassungsrichtung des Sensors orientierte Wand) aufweisen. Umgebungsobjekte mit einer entsprechend geringeren Kollisionsrelevanz bzw. Reflexivität werden also bevorzugt durch eine andere Anpassung des zweiten Parameters (z. B. durch eine geringere Lautstärke) signalisiert. Auf diese Weise wird eine intuitive Auswertung des zweiten Parameters hinsichtlich der tatsächlichen Kollisionsrelevanz durch den Anwender ermöglicht.The second parameter of the signaling (eg the volume) can be standardized to a better distinguishability of different environment objects to a predefined reference object. This may, for example, have a particularly high collision relevance (eg a plane, massive wall oriented perpendicular to a detection direction of the sensor). Environment objects with a correspondingly lower collision relevance or reflectivity are thus preferably signaled by a different adaptation of the second parameter (eg by a lower volume). In this way, an intuitive evaluation of the second parameter with regard to the actual collision relevance is made possible by the user.

Als Klangereignis zur Signalisierung der den Umgebungsobjekten inhärenten Eigenschaften eignen sich dabei nicht nur Signalpulse mit einer festen Tonfrequenz bzw. eines Frequenzverlaufs, wie sie z.B. bei Chirp-Tonsignalen, bei denen innerhalb der Warntonpulsdauer kontinuierlich linear bzw. nicht-linear die Tonhöhe von einer Anfangsfrequenz hin zu einer Endfrequenz variiert wird, sondern insbesondere auch komplexere Signale, wie sie z.B. auch in der zwischenmenschlichen Kommunikation üblich sind, wie beispielsweise die Tonfolge, die bei der Aussprache von „front“ bzw. „rear“, d.h., von „vorn“ bzw. „hinten“ in englischer Sprache entstehen. Mit anderen Worten können entsprechende Sprachsignale angegeben werden.As a sound event for signaling the inherent properties of the environment properties are not only signal pulses with a fixed audio frequency or a frequency response, as they are e.g. in chirp-tone signals in which the pitch is continuously varied linearly or non-linearly within the warning tone pulse duration from an initial frequency to an end frequency, but in particular also more complex signals, as e.g. are also common in interpersonal communication, such as the tone sequence arising in the pronunciation of "front" or "rear", i.e., "front" or "back" in English. In other words, corresponding voice signals can be specified.

So kann durch die derartige Wahl signalisiert werden, in welcher Richtung bezüglich des Fahrzeugs sich das reflektierende Objekt befindet und durch die Wahl der Abspielgeschwindigkeit dieses ausgewählten Klangereignisses wird deren Tonlage variiert, beispielsweise um ein Annähern bzw. Entfernen eines reflektierenden Objekts bei der Klangausgabe zu signalisieren und/oder um durch Variation der Signalstärke bei der Ausgabe des Klangereignisses beispielsweise die in der Echostärke enthaltene Reflektivität eines reflektierenden Objekts im Umfeld zu signalisieren. Thus it can be signaled by such a choice in which direction with respect to the vehicle, the reflective object and the choice of the playback speed of this selected sound event whose pitch is varied, for example, to signal an approach or removal of a reflective object in the sound output and / or to signal by varying the signal strength at the output of the sound event, for example, the reflectivity contained in the echo of a reflective object in the environment.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass insbesondere komplexe Klangfolgen, wie sie sich in der zwischenmenschlichen Kommunikation heraus kristallisiert haben, leicht verstanden werden, und dass es zum menschlichen Erfahrungsschatz gehört, dass die Bewegungsrichtung sich auf die Tonhöhe auswirkt und/oder dass die Stärke einer sich bewegenden Schallquelle von der Art der Quelle abhängen kann und/oder mit Annäherung zunimmt.According to the invention, it has been recognized that in particular complex sound sequences, as crystallized in interpersonal communication, are easily understood, and that it belongs to human experience that the direction of movement affects the pitch and / or that the strength of a moving sound source may depend on the type of source and / or increases with approach.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, mittels welcher ein Anwender über das Vorhandensein und Eigenschaften eines Umgebungsobjektes informiert werden kann. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor (z. B. einen Ultraschall-Sensor) zum Erfassen eines Umgebungsobjektes. Beispielsweise werden Echos des Umgebungsobjektes mittels des Sensors erfasst und einer Auswerteeinheit zugeführt. Die Vorrichtung umfasst weiter eine Ausgabeeinheit, welche beispielsweise einen Audio-Verstärker und einen Lautsprecher umfassen kann. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, anhand eines vom Sensor erhaltenen Signals, einen Abstand des Umgebungsobjektes zu ermitteln. Zusätzlich ist die Auswerteeinheit eingerichtet, eine weitere Eigenschaft des Umgebungsobjektes aus dem Signal des Sensors auszuwerten. Mittels der Ausgabeeinheit kann die Vorrichtung nun den Abstand des Umgebungsobjektes vom Sensor mittels eines ersten Parameters einer akustischen Ausgabe mitteilen. Durch die Veränderung eines zweiten Parameters der akustischen Ausgabe ist die Vorrichtung imstande, die weitere Eigenschaft des Umgebungsobjektes mitzuteilen. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung eingerichtet, die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechend den in Verbindung mit dem erstgenannten Erfindungsaspekt gemachten Ausführungen zu realisieren, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf dieselben verwiesen wird.According to a second aspect of the present invention, a device is proposed by means of which a user can be informed about the presence and properties of an environment object. The device includes a sensor (eg, an ultrasonic sensor) for detecting an environmental object. For example, echoes of the environment object are detected by means of the sensor and fed to an evaluation unit. The device further comprises an output unit, which may comprise, for example, an audio amplifier and a loudspeaker. The evaluation unit is set up to determine a distance of the surrounding object from a signal obtained from the sensor. In addition, the evaluation unit is set up to evaluate a further property of the environment object from the signal of the sensor. By means of the output unit, the device can now communicate the distance of the surrounding object from the sensor by means of a first parameter of an acoustic output. By changing a second parameter of the acoustic output, the device is able to communicate the further property of the surrounding object. In this way, the device according to the invention is set up to realize the features, feature combinations and the advantages resulting therefrom in accordance with the statements made in connection with the first-mentioned aspect of the invention, so that reference is made to avoid repetitions.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel (z. B. ein Pkw, ein Transporter, ein Lkw, ein Land- und/oder Wasserfahrzeug) vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung zur Umgebungssensorik gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Das Fortbewegungsmittel kann hier beispielsweise Ultraschall-Sensoren umfassen, welche von Umgebungsobjekten reflektierte Messsignale empfangen und einer Auswerteeinheit zuführen. Durch eine anschließende Veränderung eines ersten Parameters zur akustischen Ausgabe an einen Anwender kann ein Abstand des Umgebungsobjektes und durch Veränderung eines weiteren Parameters der akustischen Ausgabe eine weitere Eigenschaft des Umgebungsobjektes signalisiert werden. Auf diese Weise wird die Verkehrssicherheit des erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels erhöht, da dem Anwender zusätzliche Informationen bezüglich des Umgebungsobjektes ohne weitere Reize kommuniziert werden.According to a third aspect of the present invention, a means of transportation (eg, a car, a van, a truck, a land and / or water vehicle) is proposed, which comprises an apparatus for environmental sensors according to the second aspect of the invention. The means of locomotion may here comprise, for example, ultrasonic sensors which receive measurement signals reflected by surrounding objects and supply them to an evaluation unit. By a subsequent change of a first parameter for the acoustic output to a user, a distance of the surrounding object and by changing a further parameter of the acoustic output, a further property of the surrounding object can be signaled. In this way, the traffic safety of the means of transport according to the invention is increased because the user additional information regarding the surrounding object are communicated without further stimuli.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

1 eine schematische Darstellung von Komponenten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Detektion eines zylindrischen Umgebungsobjektes eines ersten Durchmessers; 1 a schematic representation of components of an embodiment of a device according to the invention in the detection of a cylindrical environment object of a first diameter;

2 eine schematische Darstellung von Komponenten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Detektion eines zylindrischen Umgebungsobjektes eines zweiten Durchmessers; 2 a schematic representation of components of an embodiment of a device according to the invention in the detection of a cylindrical environment object of a second diameter;

3 eine Prinzipskizze veranschaulichend Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels; 3 a schematic diagram illustrating components of an embodiment of a means of transport according to the invention;

4 ein Diagramm veranschaulichend die Zusammenhänge der Signaturen unterschiedlicher Umgebungsobjekte über dem Objektabstand; 4 a diagram illustrating the relationships of the signatures of different environment objects over the object distance;

5 eine Darstellung unterschiedlicher Hörschallpegel unterschiedlicher Umgebungsobjekte über dem Objektabstand; 5 a representation of different Hörschallpegel different environment objects over the object distance;

6 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 6 a flowchart illustrating steps of an embodiment of a method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche einen Ultraschall-Sensor 2 als Sensor, ein elektronisches Steuergerät 7 als Auswerteeinheit und einen Lautsprecher 8 als Ausgabeeinheit umfasst. Durch das Aussenden eines Mess-Schallpulses 6 als Sensorsignal kann die Vorrichtung das von einem Umgebungsobjekt 1 reflektierte Echo empfangen, auswerten und den Anwender erfindungsgemäß informieren. Durch eine Pausendauer akustischer Pausen 3 zwischen Schallpulsen 4 einer akustischen Ausgabe 5 wird der Objektabstand d zwischen dem Umgebungsobjekt 1 und dem Ultraschall-Sensor 2 kodiert. Über eine Tonhöhe der Schallpulse 4 wird der Durchmesser D1, der die Reflektivität und damit die Echostärke beeinflusst, des Umgebungsobjektes 1 codiert. Auf diese Weise repräsentiert die akustische Ausgabe 5 jeweils mindestens zwei Eigenschaften des Umgebungsobjektes 1. 1 shows an embodiment of a device according to the invention, which is an ultrasonic sensor 2 as a sensor, an electronic control unit 7 as an evaluation unit and a loudspeaker 8th as output unit. By emitting a measuring sound pulse 6 As a sensor signal, the device can from a environment object 1 received reflected echo, evaluate and inform the user according to the invention. Through a pause of acoustic pauses 3 between sound pulses 4 an acoustic output 5 becomes the object distance d between the environment object 1 and the ultrasonic sensor 2 coded. About a pitch of the sound pulses 4 the diameter D1, which influences the reflectivity and thus the echo strength, of the surrounding object 1 coded. In this way, the acoustic output represents 5 in each case at least two properties of the environment object 1 ,

2 zeigt die in 1 dargestellte Vorrichtung bei der Detektion eines Umgebungsobjektes 1 mit einem verringerten Durchmesser D2 in demselben Objektabstand d. Die Dauer der Pausen 3 zwischen den Schallpulsen 4 der akustischen Ausgabe 5 ist aufgrund des gleich gebliebenen Objektabstandes d ebenfalls unverändert. Der verringerte Durchmesser D2 schlägt sich hingegen in einer Erhöhung einer Grundfrequenz der Schallpulse 4 nieder. Auf diese Weise repräsentiert die akustische Ausgabe 5 jeweils mindestens zwei Eigenschaften des Umgebungsobjektes 1. 2 shows the in 1 illustrated device in the detection of an environment object 1 with a reduced diameter D2 at the same object distance d. The duration of the breaks 3 between the sound pulses 4 the acoustic output 5 is also unchanged due to the constant object distance d. The reduced diameter D2, however, is reflected in an increase in a fundamental frequency of the sound pulses 4 low. In this way, the acoustic output represents 5 in each case at least two properties of the environment object 1 ,

3 zeigt einen Pkw 10 als Fortbewegungsmittel, in welchem ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist. Die Ultraschall-Sensoren 2 sind in den Stoßfängern des Pkw 10 angeordnet, sodass Schallpulse 6 in Fahrtrichtung bzw. entgegen der Fahrtrichtung in die Umgebung des Pkw 10 ausgesendet werden können. Zusätzlich zu dem Steuergerät 7 und dem Lautsprecher 8 ist ein Bildschirm 9 vorgesehen und informationstechnisch an das Steuergerät 7 angeschlossen. Über den Bildschirm 9, welcher eine berührungsempfindliche Oberfläche aufweist, kann ein Anwender die zu signalisierenden, weiteren Eigenschaften des Umgebungsobjektes und zugehörige Parameter der akustischen Ausgabe seinen Wünschen anpassen. 3 shows a car 10 as a means of transportation, in which an embodiment of a device according to the invention is provided. The ultrasonic sensors 2 are in the bumpers of the car 10 arranged so that sound pulses 6 in the direction of travel or contrary to the direction of travel in the vicinity of the car 10 can be sent out. In addition to the controller 7 and the speaker 8th is a screen 9 provided and information technology to the control unit 7 connected. About the screen 9 , which has a touch-sensitive surface, a user can adjust the other properties of the environment object to be signaled and corresponding parameters of the acoustic output to his wishes.

4 zeigt als eine Form der Signatur den Verlauf des Intensitätspegels LI für drei unterschiedlich beschaffene Umgebungsobjekte über deren Abstand d vom verwendeten Sensor. Die Reflexivität des durch die oberste Kurve repräsentierten Umgebungsobjektes ist erkennbar am höchsten und sinkt mit zunehmendem Abstand am geringsten. Ein solches Verhalten kann beispielsweise für eine ebene, schallharte Wand beobachtet werden. Durch eine aus Sicht des verwendeten Sensors verminderte Projektionsfläche und eine konvexe Gestalt der Oberfläche weist ein durch die zweite Kurve LI2 repräsentierter Zylinder mit einem Durchmesser von 75 mm einen grundsätzlich geringeren Intensitätspegel LI2 als die ebene Wand auf. Zusätzlich sinkt der Intensitätspegel stärker mit zunehmendem Objektabstand. Der Schallintensitätspegel LI3 repräsentiert die Signatur eines Umgebungsobjektes mit noch geringerem Durchmesser (im Beispiel Kugel mit 20 mm). 4 shows as a form of the signature the course of the intensity level LI for three differently procured environment objects over their distance d from the sensor used. The reflectivity of the environment object represented by the uppermost curve is recognizable highest and decreases the least with increasing distance. Such a behavior can be observed, for example, for a flat, reverberant wall. By a reduced from the point of view of the sensor used projection surface and a convex shape of the surface, a represented by the second curve LI2 cylinder with a diameter of 75 mm has a substantially lower intensity level LI2 than the flat wall. In addition, the intensity level decreases more with increasing object distance. The sound intensity level LI3 represents the signature of an even smaller diameter environment object (in this example 20 mm sphere).

5 veranschaulicht mögliche Signalisierungen der Umgebungsobjekte, deren akustische Signaturen in 4 aufgetragen sind. Im Beispiel ist die Warnton-Lautstärke LP über dem Objektabstand d aufgetragen. Mit gleichbleibendem Schallpegel LP1 wird die Reflexivität der ebenen Wand als weitere Eigenschaft gekennzeichnet. Die verringerte Reflexivität der zylindrischen Umgebungsobjekte ist durch über dem Objektabstand d abfallende Warnton-Lautstärkepegel LP2 (für einen Durchmesser von 75 mm) und LP3 (für einen Durchmesser von 20 mm) kodiert. Auf diese Weise wird dem Anwender durch einen zweiten Parameter der akustischen Ausgabe eine „akustische Nachbildung“ der in 4 dargestellten Reflexivität der Objekte signalisiert, wodurch eine besonders intuitive Interpretation durch den Anwender möglich ist. 5 illustrates possible signaling of the environment objects whose acoustic signatures in 4 are applied. In the example, the warning sound volume LP is plotted above the object distance d. With constant sound level LP1, the reflexivity of the flat wall is characterized as another property. The reduced reflectivity of the cylindrical surrounding objects is coded by warning tone volume level LP2 (for a diameter of 75 mm) and LP3 (for a diameter of 20 mm) falling over the object distance d. In this way, a second acoustic output parameter provides the user with an "acoustic replica" of the in 4 indicated reflectivity of the objects, whereby a particularly intuitive interpretation by the user is possible.

6 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur akustischen Signalisierung eines Umgebungsobjektes. In Schritt 100 wird das Umgebungsobjekt mittels eines in einem Stoßfänger eines Fortbewegungsmittels angeordneten Sensors erfasst. In Schritt 200 werden ein Abstand des Umgebungsobjektes vom Sensor sowie eine weitere Eigenschaft des Umgebungsobjektes ausgewertet. In Schritt 300 wird der Abstand des Umgebungsobjektes vom Sensor mittels einer Variation eines ersten Parameters eine akustische Ausgabe signalisiert. In Schritt 400 wird die weitere Eigenschaft des Umgebungsobjektes mittels einer Variation eines zweiten Parameters der akustischen Ausgabe signalisiert. 6 shows steps of an embodiment of a method according to the invention for the acoustic signaling of an environment object. In step 100 the environmental object is detected by means of a sensor arranged in a bumper of a means of locomotion. In step 200 a distance of the environment object from the sensor and a further property of the environment object are evaluated. In step 300 the distance of the surrounding object from the sensor is signaled by means of a variation of a first parameter an acoustic output. In step 400 the further property of the environment object is signaled by means of a variation of a second parameter of the acoustic output.

Bei den heute verwendeten akustischen Warnungen von Umgebungserkennungssystemen kann man nicht unterscheiden, ob das Objekt die Reflexivität einer Wand oder die eines Grashalms hat. Mittels laufzeitabhängiger Verstärkung kann man jedoch die Echopulsstärken in geeigneter Weise in eine entsprechende Stärke der die signalisierende Warnung ausdrückenden Klangereignisse umnormieren, sodass beispielsweise ein Rohr von 75 mm Durchmesser abstandsunabhängig bei Annäherung die gleiche Echostärke aufweist. In Verbindung mit einer Rauschunterdrückung wird ein Rohr von 75 mm Durchmesser bei zentraler Bewegung in Richtung eines Sensors unterhalb eines vordefinierten Abstandes erkannt. Entsprechend hat eine stärker reflektierende Wand einen größeren vordefinierten Abstand, ab dem die Wand erkannt wird, als das Rohr mit einem Durchmesser von 75 mm, und die Stärke der Klangereignisse wird mit dieser Normierung stets größer als die des Normobjekts sein. Ein schwächer reflektierendes Objekt (z. B. eine Kugel mit einem Durchmesser von 50 mm) wird einen kleineren vordefinierten Detektionsabstand haben und stets eine kleinere Stärke des Klangereignisses aufweisen. Im einfachsten Fall kann also die normierte Echostärke mittels einer eineindeutigen Funktion auf die Signalstärke akustischer Warnpulse umnormiert werden. Erfindungsgemäß sind alternative Normierungsfunktionen nicht ausgeschlossen. Beispielsweise können mit nichtkontinuierlichen, insbesondere mit sprungförmig verlaufenden Funktionen zur Normierung der Echostärke auf die Stärke der Klangereignisse Objekte eines bestimmten Reflexionsbereichs akustisch hervorgehoben bzw. unterdrückt werden.The acoustic warnings of environmental detection systems used today can not distinguish whether the object has the reflexivity of a wall or that of a blade of grass. By means of propagation time-dependent amplification, however, it is possible to re-normalize the echo pulse intensities in a suitable manner to a corresponding strength of the sound events expressing the signaling warning, so that, for example, a tube of 75 mm diameter has the same echo strength regardless of distance when approaching. In conjunction with noise suppression, a tube of 75 mm diameter is detected during central movement in the direction of a sensor below a predefined distance. Similarly, a more reflective wall will have a larger predefined distance from which the wall is recognized than the 75 mm diameter pipe, and the magnitude of the sound events will always be greater than that of the norm object with this normalization. A less reflective object (eg a sphere with a diameter of 50 mm) will have a smaller predefined detection distance and always one have smaller strength of the sound event. In the simplest case, therefore, the normalized echo strength can be re-normalized by means of a one-to-one function to the signal strength of acoustic warning pulses. According to the invention, alternative normalization functions are not excluded. For example, objects of a certain reflection range can be acoustically emphasized or suppressed with non-continuous, in particular with discontinuous functions for normalizing the echo intensity to the strength of the sound events.

Dem Fachmann ist klar, dass auf die Normierung der Echopulse optional verzichtet werden kann und die Echostärken direkt auf Stärken der akustischen Warnsignale angepasst werden können. Bevorzugt erfolgt dies derart, dass bei stärker reflektierenden Objekten lautere akustische Warnsignale ausgegeben werden. Außerdem versteht sich, dass die z. B. anhand der Echosignatur bestimmte Reflexivität auch auf die Tonlage eines ausgegebenen Warnpulses kodiert werden kann. Beispielsweise kann eine stark reflektierende Wand durch einen tieferen Warnton als eine schwach reflektierende Kugel repräsentiert werden.It is clear to the person skilled in the art that the normalization of the echo pulses can optionally be dispensed with and the echo strengths can be adapted directly to the strengths of the acoustic warning signals. This is preferably done in such a way that louder acoustic warning signals are output for more reflective objects. It is also understood that the z. B. based on the echo signature certain reflectivity can also be coded to the pitch of an output warning pulse. For example, a highly reflective wall may be represented by a lower alert tone than a weakly reflective ball.

Aufgrund von Intrapulsanalysen kann der Dopplereffekt bei einer Relativbewegung zwischen einem Umgebungsobjekt und seiner Umgebung bestimmt werden und/oder der Dopplereffekt bei langsamer Annäherung auch anhand des sich stetig annähernden Echopulsabstandes bestimmt werden. Mittels der derart bestimmten Bewegungsinformation kann ein Warnton einer akustischen Warnausgabe geändert werden, z. B. wenn bei Annäherung die Tonlage des Warntons höher ist als bei stationärem Abstand. Als Tonlage werden in diesem Zusammenhang nicht nur die (konstante) Frequenz eines Grundtons der akustischen Ausgabe, sondern auch komplexere Signale verstanden. Wird z. B. als Signalton ein Wert, wie z. B. der Abstand in Meter als gesprochenes Wort, ausgegeben, kann er bei stationärem oder abnehmendem Abstand mit niedrigerer Geschwindigkeit und/oder weniger Nachdruck angesagt werden, als bei Annäherung. Äquivalentes gilt auch bei Wiedergabe der Relativbewegung als Signalstärke. Auf welche Weise die Signalisierung entsprechend der vorliegenden Erfindung erfolgt, ist optional an die Bedürfnisse des jeweiligen Anwenders anpassbar. Beispielsweise kann eine Zuordnung bzw. Stärke eines Einflusses einer Objekteigenschaft mittels Tastendruck variiert werden.On the basis of intrapulse analyzes, the Doppler effect can be determined during a relative movement between an environment object and its surroundings and / or the Doppler effect can also be determined on the basis of the steadily approaching echo pulse distance in the case of slow approximation. By means of the movement information thus determined, a warning sound of an acoustic warning output can be changed, for. For example, when approaching the pitch of the warning tone is higher than at a stationary distance. As a pitch in this context, not only the (constant) frequency of a fundamental of the acoustic output, but also more complex signals understood. If z. B. as a beep, a value such. As the distance in meters as a spoken word issued, it can be announced at stationary or decreasing distance at a lower speed and / or less emphasis than when approaching. Equivalent also applies when reproducing the relative movement as signal strength. How the signaling according to the present invention is carried out is optionally adaptable to the needs of the respective user. For example, an assignment or strength of an influence of an object property can be varied by pressing a button.

Eine optional vorgeschlagene Klassifizierung einer ermittelten Reflexivität eines Umgebungsobjektes hat weiter den Vorteil, dass Schwankungen der Reflexivität nicht zwangsläufig zu einer Änderung des akustischen Signals führen. Schwankungen der Reflexivität können zur Vermeidung einer Auflösung der weiteren Eigenschaft beispielsweise mittels eines IIR-Filters über mehrere Messzyklen geglättet werden.An optionally proposed classification of a determined reflectivity of an environment object has the further advantage that fluctuations in the reflectivity do not necessarily lead to a change in the acoustic signal. Fluctuations in reflectivity can be smoothed over several measurement cycles, for example by means of an IIR filter, to avoid resolution of the further property.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3637165 A1 [0003]
DE 102007061235 A1 [0004]
DE 10137263 A1 [0005]

Claims

Method for the acoustic signaling of an environment object ( 1 ) comprising the steps of: - detecting ( 100 ) of the environment object ( 1 ) by means of a sensor ( 2 ), - evaluate ( 200 ) of a distance (d) of the surrounding object ( 1 ) from the sensor ( 2 ) and another property (D1, D2) of the environment object ( 1 ), - signaling ( 300 ) of the distance (d) of the surrounding object ( 1 ) from the sensor ( 2 ) by means of a first parameter ( 3 ) of an acoustic output, and - signaling ( 400 ) of the further property (D1, D2) of the environment object ( 1 ) by means of a second parameter ( 4 ) of the acoustic output ( 5 ).

Method according to claim 1, wherein the first parameter ( 3 ) of the acoustic output - a pulse duration and / or - a pulse interval.

Method according to claim 1 or 2, wherein the second parameter ( 4 ) of the acoustic output - a volume, and / or - a fundamental frequency, and / or - a characteristic of a spectral composition.

Method according to one of the preceding claims, wherein the further property (D1, D2) - an echo intensity, and / or - a reflectivity, and / or - a movement speed, and / or - a speed of a change in distance between the environment object ( 1 ) and the sensor ( 2 ), and / or - comprises a direction of movement.

Method according to one of the preceding claims, wherein the second parameter ( 4 ) is varied stepwise or substantially continuously over time.

Method according to one of the preceding claims, wherein the evaluation ( 200 ) a runtime-dependent amplification of a sensor signal ( 6 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the second parameter ( 4 ) of the signaling on a predefined reference object, in particular a plane, perpendicular to a detection direction of the sensor ( 2 ) oriented, wall, normalized.

Method according to one of the preceding claims, wherein the sensor ( 2 ) is an acoustically operating sensor, in particular an ultrasonic sensor.

Device comprising - a sensor ( 2 ), in particular an ultrasonic sensor, for detecting an environment object ( 1 ), - an evaluation unit ( 7 ), and - an output unit ( 8th ), whereby the evaluation unit ( 7 ), a distance (d) of the environment object ( 1 ) from the sensor ( 2 ) as well as another property (D1, D2) of the environment object ( 1 ), and by means of the output unit ( 8th ) - the distance (d) of the surrounding object ( 1 ) from the sensor ( 2 ) by means of a first parameter ( 3 ) of an acoustic output, and - the further property (D1, D2) of the surrounding object ( 1 ) by means of a second parameter ( 4 ) of the acoustic output ( 5 ).

Means of transport comprising a device according to claim 9.