DE102015110960A1 - Method for evaluating a received signal of an ultrasonic sensor, ultrasonic sensor device, driver assistance system and motor vehicle - Google Patents

Method for evaluating a received signal of an ultrasonic sensor, ultrasonic sensor device, driver assistance system and motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten eines Empfangssignals (9) einer Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Sendesignal angeregt wird, anhand des von einem Objekt (8) in der Umgebung (7) des Kraftfahrzeugs (1) reflektierten Ultraschallsignals das Empfangssignal (9) bestimmt wird, ein Korrelationssignal (10) aus einer Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignals (9) bestimmt wird und anhand einer Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und einer Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) das Empfangssignal (9) bewertet wird, wobei ein Verhältnis von der Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und der Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) bestimmt wird und das Empfangssignal (9) anhand des bestimmten Verhältnisses bewertet wird.The invention relates to a method for evaluating a received signal (9) of an ultrasonic sensor of a motor vehicle (1), in which the ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic signal is excited by a transmission signal, based on the object (8) in the environment (7) of the motor vehicle (1) the received signal (9) is determined, a correlation signal (10) is determined from a correlation of the transmitted signal with the received signal (9) and based on an amplitude (AE) of the received signal (9) and an amplitude (AK) of the Correlation signal (10) the received signal (9) is evaluated, wherein a ratio of the amplitude (AE) of the received signal (9) and the amplitude (AK) of the correlation signal (10) is determined and the received signal (9) evaluated on the basis of the determined ratio becomes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten eines Empfangssignals eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, bei welchem der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Sendesignal angeregt wird, anhand des von einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierten Ultraschallsignals das Empfangssignal bestimmt wird, ein Korrelationssignal aus einer Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignal bestimmt wird und anhand einer Amplitude des Empfangssignals und eine Amplitude des Korrelationssignals das Empfangssignal bewertet wird. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit einer derartigen Ultraschallsensorvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem. The present invention relates to a method for evaluating a received signal of an ultrasonic sensor of a motor vehicle, in which the ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic signal is excited by a transmission signal, based on the reflected from an object in the vicinity of the motor vehicle ultrasonic signal, the received signal is determined, a correlation signal from a Correlation of the transmission signal is determined with the received signal and based on an amplitude of the received signal and an amplitude of the correlation signal, the received signal is evaluated. In addition, the present invention relates to an ultrasonic sensor device for a motor vehicle. Furthermore, the present invention relates to a driver assistance system with such an ultrasonic sensor device. Finally, the present invention relates to a motor vehicle with such a driver assistance system.

Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Ultraschallsensoren für Kraftfahrzeuge. Derartige Ultraschallsensoren werden beispielsweise dazu verwendet, Objekte in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Weiterhin kann mit den Ultraschallsensoren der Abstand zu einem Objekt bestimmt werden. Die Ultraschallsensoren umfassen üblicherweise eine Membran, die zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem entsprechenden Wandler zu mechanischen Schwingungen angeregt wird. Hierzu wird der Wandler mittels eines entsprechenden Sendesignals, beispielsweise einer elektrischen Spannung, angeregt. Das von dem Ultraschallsensor ausgesendete Ultraschallsignal wird von dem Objekt reflektiert und trifft wieder auf die Membran des Ultraschallsensors. In Folge des eintreffenden Ultraschallsignals wird die Membran zu mechanischen Schwingungen angeregt. Diese mechanischen Schwingungen können mit dem Wandler erfasst werden und in Form eines Empfangssignals, beispielsweise einer elektrischen Spannung, bereitgestellt werden. Anhand des Empfangssignals kann die Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Eintreffen des reflektierten Ultraschallsignals und hieraus der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden. The interest is directed in the present case in particular to ultrasonic sensors for motor vehicles. Such ultrasonic sensors are used, for example, to detect objects in an environment of the motor vehicle. Furthermore, the distance to an object can be determined with the ultrasonic sensors. The ultrasonic sensors usually comprise a membrane, which is excited to emit an ultrasonic signal with a corresponding transducer to mechanical vibrations. For this purpose, the transducer is excited by means of a corresponding transmission signal, for example an electrical voltage. The ultrasound signal emitted by the ultrasound sensor is reflected by the object and strikes the membrane of the ultrasound sensor again. As a result of the incoming ultrasonic signal, the membrane is excited to mechanical vibrations. These mechanical vibrations can be detected by the transducer and provided in the form of a received signal, for example an electrical voltage. Based on the received signal, the transit time between the emission of the ultrasound signal and the arrival of the reflected ultrasound signal and, therefrom, the distance between the motor vehicle and the object can be determined.

Ultraschallsensoren werden beispielsweise in Fahrerassistenzsystemen, wie Parkhilfesystemen, verwendet. In heutigen Parkhilfesystemen kommen immer mehr weitere Funktionalitäten zum Einsatz, welche sich vom klassischen Einparkvorgang abheben. Neben der funktionsübergreifenden Verwendung der Ultraschallsensoren, wie beispielsweise für automatische Bremsvorgänge, spielt die Klassifizierung der Objekte in der Umgebung eine immer wichtigere Rolle. Vor allem ist es von entscheidender Bedeutung, dass mit steigender Anzahl von Funktionen auch die Aktivierungszeiten der Ultraschallsensoren verlängert werden. Die Ultraschallsensoren werden bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten aktiviert und führen kontinuierlich Messungen durch. Dies führt zu einer erhöhten gegenseitigen Beeinflussung der Systeme. Ultrasonic sensors are used for example in driver assistance systems, such as parking assistance systems. In today's parking aid systems more and more functionalities are used, which stand out from the classic parking operation. In addition to the cross-functional use of ultrasonic sensors, such as for automatic braking, the classification of objects in the environment plays an increasingly important role. Above all, it is crucial that the activation times of the ultrasonic sensors are extended as the number of functions increases. The ultrasonic sensors are activated at low vehicle speeds and continuously perform measurements. This leads to an increased mutual influence of the systems.

Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass moderne Ultraschallsysteme ihre ausgesendeten Ultraschallsignale entsprechend kodieren, um das eigene ausgesendete Ultraschallsignal von anderen unterscheiden zu können. Hierzu beschreibt die DE 10 2010 033 384 A1 ein Verfahren zur Auswertung eines Echosignals für Fahrzeugumfelderfassung, welches vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet. Dabei wird ein Messsignal mit einer vorgebbaren Kodierung ausgesendet und ein resultierendes kodiertes Echosignal mit Nutzsignalanteilen und/oder Störsignalen empfangen und ausgewertet. Zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile und zur Erkennung der Nutzsignalanteile wird das empfangene Echosignal nach einer Korrelation mit dem ausgesendeten Messsignal bewertet. Dabei kann ein Signalanteil des empfangenen Echosignals dann als relevant eingestuft werden, wenn die bewertete Amplitude und die bewertete Korrelation der Signalanteile des empfangenen Echosignals jeweils einen vorbestimmten vorgegebenen Schwellenwert erreichen beziehungsweise überschreiten. For this purpose, it is known from the prior art that modern ultrasound systems encode their emitted ultrasound signals accordingly in order to distinguish their own emitted ultrasound signal from others. This describes the DE 10 2010 033 384 A1 a method for evaluating an echo signal for vehicle environment detection, which preferably operates in the ultrasonic frequency range. In this case, a measurement signal is emitted with a predefinable coding and received a resulting encoded echo signal with Nutzsignalanteilen and / or interference signals and evaluated. In order to distinguish the different signal components and to recognize the useful signal components, the received echo signal is evaluated according to a correlation with the transmitted measuring signal. In this case, a signal component of the received echo signal can be classified as relevant if the weighted amplitude and the weighted correlation of the signal components of the received echo signal each reach or exceed a predetermined predetermined threshold value.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie Empfangssignale eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs einfacher und zuverlässiger bewertet werden können. It is an object of the present invention to provide a solution as to how reception signals of an ultrasonic sensor of a motor vehicle can be evaluated more simply and reliably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren. This object is achieved by a method by an ultrasonic sensor device, by a driver assistance system and by a motor vehicle with the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Auswerten beziehungsweise Bewerten eines Empfangssignals eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Sendesignal angeregt. Zudem wird anhand des von einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierten Ultraschallsignals das Empfangssignal bestimmt. Ferner wird ein Korrelationssignal aus einer Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignal bestimmt. Darüber hinaus wird anhand einer Amplitude des Empfangssignals und einer Amplitude des Korrelationssignals das Empfangssignal bewertet. Zudem ist es vorgesehen, dass ein Verhältnis von der Amplitude des Empfangssignals und der Amplitude des Korrelationssignals bestimmt wird und das Empfangssignal anhand des bestimmten Verhältnisses bewertet wird. An inventive method is used to evaluate or rate a received signal of an ultrasonic sensor of a motor vehicle. In this case, the ultrasonic sensor is excited to emit an ultrasonic signal with a transmission signal. In addition, the received signal is determined based on the ultrasonic signal reflected by an object in the surroundings of the motor vehicle. Furthermore, a correlation signal is determined from a correlation of the transmission signal with the reception signal. In addition, based on an amplitude of the received signal and an amplitude of the correlation signal, the received signal is evaluated. In addition, it is provided that a ratio of the amplitude of the received signal and the amplitude of the correlation signal is determined and the Received signal is evaluated based on the determined ratio.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft einen Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug. Der Ultraschallsensor kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, mit dem Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden können. Zum Erfassen des Objekts wird mit dem Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal ausgesendet. Hierzu kann eine Membran des Ultraschallsensors mit einem entsprechenden Wandler, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Dabei kann das Wandlerelement mit einem Sendesignal, insbesondere einer zeitlich veränderlichen Spannung, beaufschlagt werden. Das von dem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierte Ultraschallsignal trifft wieder auf die Membran, wodurch mechanische Schwingungen erzeugt werden. Diese mechanischen Schwingungen der Membran können mit dem Wandlerelement erfasst werden und in Form des Empfangssignals, insbesondere einer zeitlich veränderlichen elektrischen Spannung, ausgegeben werden. Anhand des Sendesignals kann dann die Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des reflektierten Ultraschallsignals und hieraus der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden. The inventive method relates to an ultrasonic sensor for a motor vehicle. The ultrasound sensor can be part of a driver assistance system, for example, with which objects in the surroundings of the motor vehicle can be detected. For detecting the object, an ultrasonic signal is transmitted with the ultrasonic sensor. For this purpose, a membrane of the ultrasonic sensor with a corresponding transducer, such as a piezoelectric element, are excited to mechanical vibrations. In this case, the transducer element with a transmission signal, in particular a time-varying voltage can be applied. The ultrasonic signal reflected by the object in the vicinity of the motor vehicle again strikes the membrane, whereby mechanical vibrations are generated. These mechanical vibrations of the membrane can be detected with the transducer element and output in the form of the received signal, in particular a time-varying electrical voltage. The transit time between the emission of the ultrasound signal and the reception of the reflected ultrasound signal and, therefrom, the distance between the motor vehicle and the object can then be determined on the basis of the transmission signal.

Vorliegend soll nun bestimmt werden, ob das Empfangssignal von einem realen Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs stammt, oder auf einer Störung beziehungsweise einem Störsignal beruht. Insbesondere soll bewertet werden, ob das Empfangssignal ein reales Echo des Ultraschallsignals beschreibt oder ein sogenanntes Scheinecho beziehungsweise Ghost-Echo. Zur Bewertung des Empfangssignals wird einerseits die Amplitude des Empfangssignals bestimmt. Ferner wird das Sendesignal mit dem Empfangssignal korreliert und eine Amplitude des Korrelationssignals bestimmt. Das Korrelationssignal beschreibt also die Ähnlichkeit beziehungsweise die Übereinstimmung zwischen dem Sendesignal, welches das ausgesendete Ultraschallsignal charakterisiert, und dem Empfangssignal, welches das empfangene Echo des Ultraschallsignals charakterisiert. Wenn das Korrelationssignal eine verhältnismäßig hohe Amplitude aufweist, kann davon ausgegangen werden, dass das Empfangssignal von dem Sendesignal stammt. Anhand der Amplitude des Empfangssignals kann abgeschätzt werden, ob das Empfangssignal ein reales Echo des Ultraschallsignals beschreibt oder ob es von einem Störsignal stammt. Durch das Auswerten des Verhältnisses der Amplitude des Empfangssignals und der Amplitude des Korrelationssignals kann das Empfangssignal einfach und zuverlässig bewertet werden. In the present case, it should now be determined whether the received signal originates from a real object in the surroundings of the motor vehicle or is based on a fault or an interference signal. In particular, it should be evaluated whether the received signal describes a real echo of the ultrasonic signal or a so-called apparent echo or ghost echo. For the evaluation of the received signal, on the one hand, the amplitude of the received signal is determined. Furthermore, the transmission signal is correlated with the reception signal and an amplitude of the correlation signal is determined. The correlation signal thus describes the similarity or the correspondence between the transmission signal, which characterizes the emitted ultrasonic signal, and the reception signal, which characterizes the received echo of the ultrasonic signal. If the correlation signal has a relatively high amplitude, it can be assumed that the received signal originates from the transmission signal. Based on the amplitude of the received signal can be estimated whether the received signal describes a real echo of the ultrasonic signal or whether it comes from an interference signal. By evaluating the ratio of the amplitude of the received signal and the amplitude of the correlation signal, the received signal can be easily and reliably evaluated.

Bevorzugt wird das Korrelationssignal mittels einer normierten Korrelationsfunktion bestimmt. Das Korrelationssignal bestimmt sich aus einer vorbestimmten, normierten Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignal. Dabei kann die Korrelation beziehungsweise die Korrelationsfunktion derart normiert sein, dass bei einer vollständigen Übereinstimmung des Sendesignals mit dem Empfangssignal die Amplitude des Korrelationssignals einen vorbestimmten Wert aufweist. Dieser vorbestimmte Wert kann der Amplitude des Sendesignals oder der Amplitude des Empfangssignals entsprechen. Somit wird für die Amplitude des Korrelationssignals ein vorbestimmter Wert mit dem Fall vorgegeben, dass das Sendesignal mit dem Empfangssignal vollständig übereinstimmt. Bei der realen Messung wird das Empfangssignal nicht vollständig mit dem Sendesignal übereinstimmen. Dies ist durch die Luftdämpfung und/oder die Reflektionseigenschaften des Objekts begründet. Dennoch weisen das Sendesignal und das Empfangssignal eine verhältnismäßig hohe Ähnlichkeit zueinander auf. Es ergibt sich somit für die Amplitude des Korrelationssignals ein Wert, der im Bereich des vorbestimmten Werts liegt. Damit kann das Empfangssignal auf einfache und zuverlässige Weise bewertet werden. Preferably, the correlation signal is determined by means of a normalized correlation function. The correlation signal is determined from a predetermined, normalized correlation of the transmission signal with the reception signal. In this case, the correlation or the correlation function can be normalized in such a way that the amplitude of the correlation signal has a predetermined value in the case of a complete coincidence of the transmission signal with the reception signal. This predetermined value may correspond to the amplitude of the transmission signal or the amplitude of the reception signal. Thus, a predetermined value is given for the amplitude of the correlation signal with the case that the transmission signal completely coincides with the reception signal. In the real measurement, the received signal will not completely match the transmission signal. This is due to the air damping and / or the reflection properties of the object. Nevertheless, the transmission signal and the reception signal have a relatively high similarity to each other. This results in a value for the amplitude of the correlation signal which is in the range of the predetermined value. Thus, the received signal can be evaluated in a simple and reliable manner.

In einer Ausführungsform wird das Empfangssignal als Nutzsignal bewertet, falls die Amplitude des Empfangssignals und die Amplitude des Korrelationssignals im Wesentlichen gleich sind. Mit anderen Worten wird das Empfangssignal als Nutzsignal bewertet, falls das Verhältnis von der Amplitude des Empfangssignals und der Amplitude des Korrelationssignals im Wesentlichen den Wert eins aufweist. Als Nutzsignal kann das Empfangssignal insbesondere dann bewertet werden, wenn das Empfangssignal das reale Echo des Ultraschallsignals beschreibt. Somit kann auf einfache und zuverlässige Weise ermittelt werden, ob das Empfangssignal ein reales Echo oder ein Scheinecho beschreibt. In one embodiment, the received signal is evaluated as a useful signal if the amplitude of the received signal and the amplitude of the correlation signal are substantially equal. In other words, if the ratio of the amplitude of the received signal and the amplitude of the correlation signal has substantially the value one, the received signal is evaluated as a useful signal. As a useful signal, the received signal can be evaluated in particular when the received signal describes the real echo of the ultrasonic signal. Thus, it can be determined in a simple and reliable manner whether the received signal describes a real echo or a false echo.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird anhand des Empfangssignals ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt, falls das Empfangssignal als Nutzsignal bewertet wird. Das Bestimmen der Amplitude des Empfangssignals und der Amplitude des Korrelationssignals kann mit einer Auswerteeinrichtung des Ultraschallsensors selbst beziehungsweise einer Ultraschallsensorvorrichtung, welche den Ultraschallsensor und die Auswerteeinrichtung umfasst, durchgeführt werden. Ebenso kann die Bewertung beziehungsweise Auswertung des Empfangssignals mit dieser Auswerteeinrichtung erfolgen. Die Auswerteeinrichtung kann beispielsweise durch eine entsprechende Elektronik, einen Signalprozessor, einen Mikroprozessor oder dergleichen gebildet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Bestimmung des Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt mit einer Steuereinrichtung beziehungsweise einem elektronischen Steuergerät des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Von der Auswerteeinrichtung kann dann das Empfangssignal zusammen mit einer Information, die beschreibt, ob es sich bei dem Empfangssignal um ein Nutzsignal oder ein Störsignal handelt, an die Steuereinrichtung übertragen werden. Falls das Empfangssignal als Nutzsignal bewertet wird, kann das Empfangssignal von der Steuereinrichtung direkt ausgewertet werden. According to a further embodiment, a distance between the motor vehicle and the object is determined based on the received signal, if the received signal is evaluated as a useful signal. The determination of the amplitude of the received signal and the amplitude of the correlation signal can be carried out with an evaluation device of the ultrasonic sensor itself or an ultrasonic sensor device which comprises the ultrasonic sensor and the evaluation device. Likewise, the evaluation or evaluation of the received signal can be carried out with this evaluation device. The evaluation device can be formed for example by a corresponding electronics, a signal processor, a microprocessor or the like. Further, it may be provided that the determination of the distance between the motor vehicle and the object with a control device or an electronic control unit of the motor vehicle is performed. The evaluation device can then transmit the received signal together with information which describes whether the received signal is a useful signal or an interfering signal to the control device. If the received signal is evaluated as a useful signal, the received signal can be evaluated directly by the control device.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Empfangssignal als Störsignal bewertet, falls die Amplitude des Korrelationssignals kleiner als die Amplitude des Empfangssignals ist. Sollte die Amplitude des Empfangssignals deutlich größer als die Amplitude des Korrelationssignals, kann davon ausgegangen werden, dass das Empfangssignal ein Störsignal ist beziehungsweise Störsignalanteile umfasst. Diese Störsignale können beispielsweise von den Signalen von anderen Ultraschallsensoren stammen. Ferner können derartige Störsignale beispielsweise von Druckluftquellen, beispielsweise Druckluftquellen von Lastkraftwagen, die ebenfalls Signale im Ultraschallbereich erzeugen können, stammen. Ferner können die Störsignalanteile beispielsweise von Überwachungssystemen zur Parkplatzerkennung oder zum Zählen von Fahrzeugen im Straßenverkehr stammen, die beispielsweise in oder an Ampeln angeordnet sind. Wenn das Empfangssignal auf einem Störsignal basiert, weist es eine geringe Übereinstimmung mit dem Sendesignal auf, was in einer geringen Amplitude des Korrelationssignals resultiert. Anhand des Vergleichs der Amplitude des Korrelationssignals und der Amplitude des Empfangssignals kann dies auf einfache Weise erkannt werden. In a further embodiment, the received signal is evaluated as an interference signal if the amplitude of the correlation signal is smaller than the amplitude of the received signal. If the amplitude of the received signal is significantly greater than the amplitude of the correlation signal, it can be assumed that the received signal is an interference signal or comprises interference signal components. These interference signals can originate, for example, from the signals from other ultrasonic sensors. Furthermore, such interference signals, for example, from compressed air sources, such as compressed air sources of trucks, which can also generate signals in the ultrasonic range come. Furthermore, the interference signal components can originate, for example, from monitoring systems for parking space recognition or for counting vehicles in road traffic, which are arranged, for example, in or at traffic lights. If the received signal is based on an interfering signal, it has a low agreement with the transmitting signal, resulting in a small amplitude of the correlation signal. Based on the comparison of the amplitude of the correlation signal and the amplitude of the received signal, this can be easily detected.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Empfangssignal gefiltert wird, falls das Empfangssignal als Störsignal bewertet wird. Auch hier kann – wie bereits erläutert – die Bewertung des Empfangssignals mit einer Auswerteeinrichtung des Ultraschallsensors beziehungsweise der Ultraschallsensorvorrichtung selbst erfolgen. Hierbei kann das Empfangssignal zusammen mit der Information, dass es sich bei dem Empfangssignal um ein Störsignal handelt an die Steuereinrichtung übertragen werden. Mittels der Steuereinrichtung kann dann das Empfangssignal entsprechend gefiltert werden, um die Störsignalanteile aus dem Empfangssignal herauszufiltern. Somit kann das Empfangssignal nur dann gefiltert werden, falls bewertet wurde, dass dieses Störsignal Anteile umfasst. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung das Empfangssignal entsprechend auswertet, um die Störsignalanteile zu klassifizieren. It is preferably provided that the received signal is filtered if the received signal is evaluated as an interference signal. Again, as already explained, the evaluation of the received signal can take place with an evaluation device of the ultrasound sensor or of the ultrasound sensor device itself. In this case, the received signal can be transmitted to the control device together with the information that the received signal is an interference signal. By means of the control device, the received signal can then be correspondingly filtered in order to filter out the interference signal components from the received signal. Thus, the received signal can only be filtered if it has been judged that this interference signal comprises components. It can also be provided that the control device evaluates the received signal accordingly in order to classify the interference signal components.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Sendesignal mit einer vorbestimmten Codierung ausgegeben wird. Wenn beispielsweise eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, kann jeder der Ultraschallsensoren mit einem vorbestimmten Sendesignal angeregt werden. Zur Codierung kann das Sendesignal nach Art einer Bitfolge bereitgestellt werden. Somit kann zusätzlich überprüft werden, ob Empfangssignale auf dem ausgesendeten Sendesignals basiert. Furthermore, it is advantageous if the transmission signal is output with a predetermined coding. For example, when a plurality of ultrasonic sensors are arranged on the motor vehicle, each of the ultrasonic sensors can be excited with a predetermined transmission signal. For coding, the transmission signal can be provided in the manner of a bit sequence. Thus, it can additionally be checked whether receive signals are based on the transmitted transmission signal.

Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt. Die Ultraschallsensorvorrichtung kann den Ultraschallsensor sowie die Auswerteeinrichtung umfassen. Diese können beispeisweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. An inventive ultrasonic sensor device for a motor vehicle is designed for carrying out a method according to the invention. The ultrasonic sensor device may comprise the ultrasonic sensor as well as the evaluation device. These can be arranged in a common housing as an example.

Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Zudem kann das Fahrerassistenzsystem beispielsweise eine Steuereinrichtung umfassen, die durch ein elektronisches Steuergerät (ECU – Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs gebildet ist. Die Steuereinrichtung kann zur Datenübertragung mit der Ultraschallsensorvorrichtung verbunden sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem eine Mehrzahl von Ultraschallsensorvorrichtungen umfasst. An inventive driver assistance system for a motor vehicle comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. In addition, the driver assistance system may include, for example, a control device, which is formed by an electronic control unit (ECU - Electronic Control Unit) of the motor vehicle. The control device can be connected to the ultrasonic sensor device for data transmission. Furthermore, provision may be made for the driver assistance system to comprise a plurality of ultrasound sensor devices.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. A motor vehicle according to the invention comprises a driver assistance system according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply correspondingly to the ultrasonic sensor device according to the invention, the driver assistance system according to the invention and the motor vehicle according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures, can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the frame to leave the invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. There are also versions and feature combinations to be regarded as disclosed, which thus does not have all the features of originally formulated independent claim.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be described with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen: Showing:

1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit Ultraschallsensorvorrichtungen umfasst; 1 a motor vehicle according to an embodiment of the present invention, which comprises a driver assistance system with ultrasonic sensor devices;

2 ein Empfangssignal einer Ultraschallsensorvorrichtung und ein Korrelationssignal, welches die Korrelation eines Sendesignals mit dem Empfangssignal beschreibt gemäß einer ersten Ausführungsform; und 2 a reception signal of an ultrasonic sensor device and a correlation signal describing the correlation of a transmission signal with the reception signal according to a first embodiment; and

3 das Empfangssignal und das Korrelationssignal gemäß einer weiteren Ausführungsform. 3 the received signal and the correlation signal according to another embodiment.

In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Fall als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst wiederum eine Steuereinrichtung 3, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU – Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 zumindest eine Ultraschallsensorvorrichtung 4. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention, a plan view. The car 1 is designed in the present case as a passenger car. The car 1 includes a driver assistance system 2 , The driver assistance system 2 in turn comprises a control device 3 , for example, by an electronic control unit (ECU - Electronic Control Unit) of the motor vehicle 1 can be formed. In addition, the driver assistance system includes 2 at least one ultrasonic sensor device 4 ,

Vorliegend umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 acht Ultraschallsensorvorrichtungen 4. Dabei sind vier Ultraschallsensorvorrichtungen 4 in einem Frontbereich 5 des Kraftfahrzeugs 1 und vier Ultraschallsensorvorrichtungen 4 in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 umfassen einen hier nicht näher dargestellten Ultraschallsensor, mit dem ein Objekt 8 in einer Umgebung 7 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden kann. Die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 beziehungsweise die Ultraschallsensoren dienen insbesondere dazu, eine relative Lage zwischen dem Objekt 8 und dem Kraftfahrzeug 1 zu bestimmen. Die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 können beispielsweise in entsprechenden Durchgangsöffnungen in den Stoßfängern des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 verdeckt unter den Stoßfängern angeordnet sind. In the present case includes the driver assistance system 2 eight ultrasonic sensor devices 4 , There are four ultrasonic sensor devices 4 in a front area 5 of the motor vehicle 1 and four ultrasonic sensor devices 4 in a rear area 6 of the motor vehicle 1 arranged. The ultrasonic sensor devices 4 comprise an ultrasonic sensor, not shown here, with which an object 8th in an environment 7 of the motor vehicle 1 can be detected. The ultrasonic sensor devices 4 or the ultrasonic sensors are used in particular to a relative position between the object 8th and the motor vehicle 1 to determine. The ultrasonic sensor devices 4 For example, in corresponding passage openings in the bumpers of the motor vehicle 1 be arranged. It can also be provided that the ultrasonic sensor devices 4 hidden under the bumpers are arranged.

Die Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtungen 4 umfassen üblicherweise eine Membran, die beispielsweise topfförmig ausgebildet sein kann und aus Aluminium gebildet sein kann. Diese Membran kann mit einem entsprechenden Wandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Auf diese Weise kann mit der jeweiligen Ultraschallsensorvorrichtung 4 ein Ultraschallsignal ausgesendet werden, welches dann von dem Objekt 8 reflektiert wird und wieder zu der Ultraschallsensorvorrichtung beziehungsweise der Membran gelangt. Durch das reflektierte Ultraschallsignal beziehungsweise das Echo des Ultraschallsignals wird die Membran zu mechanischen Schwingungen angeregt. Diese mechanischen Schwingungen können mit dem Wandlerelement erfasst und in Form eines Empfangssignals 9 ausgegeben werden. The ultrasonic sensors of the ultrasonic sensor devices 4 usually comprise a membrane, which may for example be cup-shaped and may be formed of aluminum. This membrane can be excited with a corresponding transducer element, such as a piezoelectric element to mechanical vibrations. In this way, with the respective ultrasonic sensor device 4 an ultrasonic signal is emitted, which then from the object 8th is reflected and returned to the ultrasonic sensor device or the membrane. By the reflected ultrasonic signal or the echo of the ultrasonic signal, the membrane is excited to mechanical vibrations. These mechanical vibrations can be detected with the transducer element and in the form of a received signal 9 be issued.

Das Wandlerelement wird mit einem vorbestimmten Sendesignal, insbesondere einer zeitlich veränderlichen Spannung, beaufschlagt, beziehungsweise angeregt. The transducer element is acted upon or excited by a predetermined transmission signal, in particular a time-varying voltage.

Das Empfangssignal 9, das mit dem Wandlerelement bereitgestellt wird, soll nun entsprechend ausgewertet beziehungsweise bewertet werden. Dies ist schematisch in 2 dargestellt. Dort ist auf der linken Seite das Empfangssignal 9 beziehungsweise eine Einhüllende des Empfangssignals 9 in Abhängigkeit von der Zeit t gezeigt. Auf der rechten Seite ist der Verlauf eines Korrelationssignals 10 in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Das Korrelationssignal 10 ist aus der Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignal 9 bestimmt. Dabei ist eine Amplitude AK des Korrelationssignals 10 entsprechend normiert. Vorliegend wird eine Amplitude AE des Empfangssignals 9 mit der Amplitude AK des Korrelationssignals 10 verglichen. Dies kann mit der Auswerteeinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung 4 durchgeführt werden. The received signal 9 , which is provided with the transducer element, should now be evaluated or evaluated accordingly. This is schematically in 2 shown. There is the received signal on the left side 9 or an envelope of the received signal 9 as a function of time t shown. On the right side is the course of a correlation signal 10 as a function of time t. The correlation signal 10 is from the correlation of the transmission signal with the reception signal 9 certainly. In this case, an amplitude A K of the correlation signal 10 standardized accordingly. In the present case, an amplitude A E of the received signal 9 with the amplitude A K of the correlation signal 10 compared. This can be done with the evaluation device of the ultrasonic sensor device 4 be performed.

Aus dem Vergleich ergibt sich, dass sowohl die Amplitude AE des Empfangssignals 9 als auch die Amplitude AK des Korrelationssignals 10 den Wert 1,2 aufweisen. Das Verhältnis der Amplitude AE des Empfangssignals 9 und der Amplitude AK des Korrelationssignals 10 weisen ungefähr den Wert eins auf. In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass das Empfangssignal 9 von dem Sendesignal stammt. Hierbei kann von der Auswerteeinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung 4 das Empfangssignal 9 zusammen mit der Information übertragen werden, dass es sich bei dem Empfangssignal 9 um ein Nutzsignal beziehungsweise ein Echosignal handelt. From the comparison results that both the amplitude A E of the received signal 9 as well as the amplitude A K of the correlation signal 10 have the value 1.2. The ratio of the amplitude A E of the received signal 9 and the amplitude A K of the correlation signal 10 are about one. In this case, it can be assumed that the received signal 9 comes from the transmission signal. In this case, the evaluation device of the ultrasonic sensor device 4 the received signal 9 be transmitted together with the information that it is the received signal 9 is a useful signal or an echo signal.

Im Vergleich hierzu zeigt 3 den Fall, bei dem es sich bei dem Empfangssignal 9 um ein Störsignal beziehungsweise ein Signal mit Störanteilen handelt. Hierbei weist die Amplitude AE des Empfangssignals 9 im Vergleich zu der Amplitude AK des Korrelationssignals 10 eine deutlich höhere Amplitude auf. In diesem Fall weist das Korrelationssignal 10 eine Amplitude AK auf, die den Wert 2 erreicht. Hier könnte davon ausgegangen werden, dass eine Übereinstimmung zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal 9 vorliegt. Anhand der Auswertung des Verhältnisses der Amplituden AE und AK kann aber bestimmt werden, dass es sich hierbei um ein Störsignal beziehungsweise ein Empfangssignal 9 mit Störsignalanteilen handelt. Diese Information kann von der Auswerteeinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung 4 an die Steuereinrichtung 3 übertragen werden. Hierbei kann das Empfangssignal 9 mittels der Steuereinrichtung 3 entsprechend gefiltert werden. Somit können insbesondere die Empfangssignale 9 entsprechend klassifiziert beziehungsweise bewertet werden. Insbesondere kann ermittelt werden, ob das Empfangssignal 9 ein reales Echo oder ein sogenanntes Scheinecho beschreibt. In comparison shows 3 the case where the received signal 9 is an interference signal or a signal with interference components. Here, the amplitude A E of the receive signal 9 in comparison to the amplitude A K of the correlation signal 10 a much higher amplitude. In this case, the correlation signal points 10 an amplitude A K , which reaches the value 2. Here it could be assumed that a match between the transmission signal and the reception signal 9 is present. Based on the evaluation of the ratio of the amplitudes A E and A K but can be determined that this is an interference signal or a received signal 9 with interference signal shares acts. This information can be obtained from the evaluation device of the ultrasonic sensor device 4 to the controller 3 be transmitted. Here, the received signal 9 by means of the control device 3 be filtered accordingly. Thus, in particular the received signals 9 be classified or evaluated accordingly. In particular, it can be determined whether the received signal 9 describes a real echo or a so-called Scheinecho.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010033384 A1 [0004] DE 102010033384 A1 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Auswerten eines Empfangssignals (9) einer Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Sendesignal angeregt wird, anhand des von einem Objekt (8) in der Umgebung (7) des Kraftfahrzeugs (1) reflektierten Ultraschallsignals das Empfangssignal (9) bestimmt wird, ein Korrelationssignal (10) aus einer Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignals (9) bestimmt wird und anhand einer Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und einer Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) das Empfangssignal (9) bewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis von der Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und der Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) bestimmt wird und das Empfangssignal (9) anhand des bestimmten Verhältnisses bewertet wird. Method for evaluating a received signal ( 9 ) an ultrasonic sensor of a motor vehicle ( 1 ), in which the ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic signal with a transmission signal is excited, based on the object ( 8th ) in the neighborhood ( 7 ) of the motor vehicle ( 1 ) reflected ultrasonic signal, the received signal ( 9 ), a correlation signal ( 10 ) from a correlation of the transmitted signal with the received signal ( 9 ) is determined and based on an amplitude (A E ) of the received signal ( 9 ) and an amplitude (A K ) of the correlation signal ( 10 ) the received signal ( 9 ), characterized in that a ratio of the amplitude (A E ) of the received signal ( 9 ) and the amplitude (A K ) of the correlation signal ( 10 ) and the received signal ( 9 ) is evaluated on the basis of the determined ratio. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrelationssignal (10) mittels einer normierten Korrelationsfunktion bestimmt wird. Method according to Claim 1, characterized in that the correlation signal ( 10 ) is determined by means of a normalized correlation function. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (9) als Nutzsignal bewertet wird, falls die Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und die Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) im Wesentlichen gleich sind. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the received signal ( 9 ) is evaluated as a useful signal, if the amplitude (A E ) of the received signal ( 9 ) and the amplitude (A K ) of the correlation signal ( 10 ) are substantially the same. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Empfangssignals (9) ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und dem Objekt (8) bestimmt wird, falls das Empfangssignal (9) als Nutzsignal bewertet wird. Method according to Claim 3, characterized in that, on the basis of the received signal ( 9 ) a distance between the motor vehicle ( 1 ) and the object ( 8th ) is determined if the received signal ( 9 ) is evaluated as a useful signal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (9) als Störsignal bewertet wird, falls die Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) kleiner ist als die Amplitude (AE) des Empfangssignals (9). Method according to one of the preceding claims, characterized in that the received signal ( 9 ) is evaluated as an interference signal, if the amplitude (A K ) of the correlation signal ( 10 ) is smaller than the amplitude (A E ) of the received signal ( 9 ). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (9) gefiltert wird, falls das Empfangssignal (9) als Störsignal bewertet wird. Method according to Claim 5, characterized in that the received signal ( 9 ) is filtered if the received signal ( 9 ) is evaluated as an interference signal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendsignal mit einer vorbestimmten Codierung ausgegeben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the send signal is output with a predetermined coding. Ultraschallsensorvorrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug (1), welche zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist. Ultrasonic sensor device ( 4 ) for a motor vehicle ( 1 ), which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims. Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einer Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach Anspruch 8. Driver assistance system ( 2 ) for a motor vehicle ( 1 ) with at least one ultrasonic sensor device ( 4 ) according to claim 8. Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 9. Motor vehicle ( 1 ) with a driver assistance system ( 2 ) according to claim 9.
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