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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine elektronische Auswerteeinrichtung für eine nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitende Detektionsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung, wobei die Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalerkennungszweig aufweist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal bereitgestellt werden kann.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Detektionsvorrichtung mit wenigstens einer elektronischen Auswerteeinrichtung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, wobei die Detektionsvorrichtung nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitet und wobei die wenigstens eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung, wobei die Empfängersignale mit dem wenigstens einen Empfänger aus von wenigstens einer Oberfläche in einen Überwachungsbereich der Detektionsvorrichtung reflektierten und als Empfangssignale zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen eines Senders der Detektionsvorrichtung erzeugt werden, wobei die Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalerkennungszweig aufweist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal bereitgestellt werden kann.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung aufweisend wenigstens eine elektronische Auswerteeinrichtung, wobei die Detektionsvorrichtung nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitet, zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung, wobei die Empfängersignale mit dem wenigstens einen Empfänger aus von wenigstens einer Oberfläche in einen Überwachungsbereich der Detektionsvorrichtung reflektierten und als Empfangssignale zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen eines Senders der Detektionsvorrichtung erzeugt werden, wobei die wenigstens eine Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalerkennungszweig aufweist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal ausgegeben werden kann.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Auswerteeinrichtung für eine nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitenden Detektionsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, bei dem gepulste Empfängersignale wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung ausgewertet werden, wobei die Empfängersignale mit dem wenigstens einen Empfänger aus von wenigstens einer Oberfläche in einen Überwachungsbereich der Detektionsvorrichtung reflektierten und als Empfangssignale zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen eines Senders der Detektionsvorrichtung erzeugt werden, wobei mit wenigstens einem Signalerkennungszweig der Auswerteeinrichtung ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal bereitgestellt wird.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2012 021 831 A1 ist eine abtastende optoelektronische Detektionseinrichtung, insbesondere Laserscanner, für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem optischen Sender zum Aussenden elektromagnetischer Strahlen, mit einem optischen Empfänger zum Empfangen von an einem Zielobjekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierten Strahlen und zum Bereitstellen eines elektrischen Empfangssignals abhängig von den empfangenen Strahlen, und mit einer Auswerteeinrichtung zum Detektieren des Zielobjekts abhängig von dem elektrischen Empfangssignal. Der Sender ist dazu ausgebildet, für eine Vielzahl von unterschiedlichen Abtastwinkeln innerhalb eines gesamten Abtastwinkelbereichs jeweils einen Sendestrahl auszusenden, und wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt ist, für jeden Abtastwinkel das Empfangssignal mit einer Detektionsschwelle zu vergleichen und das Zielobjekt abhängig von dem Vergleich zu detektieren. Die Detektionsschwelle ist eine winkelabhängige Schwellwertfunktion, welche für zumindest zwei unterschiedliche Abtastwinkel des Senders voneinander unterschiedliche Schwellwerte für das Empfangssignal aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auswerteeinrichtung, eine Detektionsvorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der einfach, insbesondere mit geringerem Aufwand und/oder kostengünstig, eine Genauigkeit und Schnelligkeit der Detektion verbessert werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Auswerteeinrichtung gelöst durch wenigstens einen Signalspeicherzweig, mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und bereitgestellt werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden ist.
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Erfindungsgemäß werden so die Vorteile einer reinen Signalerkennung, nämlich die Schnelligkeit, und die Vorteile einer Speicherung eines Teils des Signalverlaufs, nämlich die zeitliche Auflösung des Signalverlaufs, kombiniert. Mit dem wenigstens einen Signalerkennungszweig kann ein Beginn und/oder ein Ende des wenigstens einen Empfängersignal erfasst und schnell weitergegeben werden. Mit dem wenigstens einen Signalspeicherzweig kann ein Signalverlauf, insbesondere eine Kurvenform, des wenigstens einen Empfangssignals zwischengespeichert werden und nach der eigentlichen Messung ausgelesen werden. Bei der reinen Signalerkennung ist ein Zeitpunkt, in dem das Signal einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, abhängig von einer Intensität des vom Objekt reflektierten Empfangssignal und daher nur mit einer begrenzten Genauigkeit bestimmbar. Durch das Zwischenspeichern des Signalverlaufs kann anhand des Signalverlaufs dieser Zeitpunkt genauer bestimmt werden. Um den Zeitpunkt alleine aus den Kurvenverlauf mit einem Signalspeicherzweig bestimmen zu können, sind entweder entsprechend schnelle Bauteile, insbesondere Analog-Digital-Wandler, erforderlich oder ein Zeitaufwand, um die Daten zu einer weiteren Verarbeitung bereitzustellen, insbesondere zu wandeln, ist entsprechend groß. Derart schnelle Bauteile sind entsprechend teuer. Durch die Kombination wenigstens eines Signalerkennungszweigs und wenigstens eines Signalspeicherzweigs kann somit einfach, insbesondere kostengünstig, die Genauigkeit und Schnelligkeit der Detektionsvorrichtung erhöht werden.
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Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung nach einem Laufzeitmessverfahren arbeiten. Dabei wird zur Überwachung des Überwachungsbereichs mit dem wenigstens einen Sender ein Sendesignal, insbesondere ein kurzer Signalpuls, ausgesendet. Das an einer Objektoberfläche reflektierte Sendesignal wird als Empfangssignal von wenigstens einem Empfänger erfasst und gegebenenfalls verstärkt. Für die Messung der Entfernung zwischen der Detektionsvorrichtung und dem Objekt kann die Zeit zwischen dem Aussenden des wenigstens einen Sendesignals und dem Empfang des entsprechenden Empfangssignals bestimmt werden. Daraus ergibt sich dann unter Berücksichtigung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale, insbesondere der Lichtgeschwindigkeit, die Entfernung zum Objekt.
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Dadurch, dass wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden ist, kann mit einem Steuersignal, welches mit dem wenigstens einen Signalerkennungszweig, insbesondere einem Vergleichselement, erzeugt werden kann, wenigstens eine Funktion des wenigstens einen Signalspeicherzweigs, insbesondere wenigstens eines Zwischenspeicherelements und/oder wenigstens eines Umwandlers, freigegeben oder deaktiviert werden. Die entsprechende wenigstens eine Funktion des wenigstens einen Signalspeicherzweigs kann so abhängig von einer Erkennung wenigstens eines Empfängersignals mit dem Signalerkennungszweig freigegeben oder deaktiviert werden.
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Vorteilhafterweise kann ein analoges Empfängersignal von wenigstens einem Empfänger durch Überschreiten einer Schwelle ausgewertet werden. Zusätzlich kann das Empfängersignal insbesondere mit einer Verzögerung auf wenigstens einen Zwischenspeicher gelegt werden. Wird ein Überschreiten der Schwelle detektiert, kann das analoge Empfängersignal in dem wenigstens einen Zwischenspeicher gespeichert werden. Das zwischengespeicherte analoge Empfängersignal kann anschließend ausgelesen werden. Mit der erhaltenen Kurvenform des Signalverlaufs, insbesondere der steigenden Flanke des Empfängersignal, kann der Zeitpunkt des Empfangs des Empfangssignals und damit die Entfernung zum Objekt bestimmt werden.
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Vorteilhafterweise können in dem wenigstens einen Zwischenspeicher lediglich Ausschnitte des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignal zwischengespeichert werden. Auf diese Weise kann eine Auslesezeit zum Auslesen der zwischengespeicherten Daten verringert werden.
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Vorteilhafterweise können die Ausschnitte des Signalverlaufs im Bereich der Überschreitung der Schwelle zwischengespeichert werden. Auf diese Weise kann der Zeitpunkt der Überschreitung der Schwelle genauer anhand des Signalverlaufs bestimmt werden.
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Vorteilhafterweise können die Empfängersignale mit dem wenigstens einen Empfänger aus von wenigstens einer Oberfläche in einen Überwachungsbereich der Detektionsvorrichtung reflektierten und als Empfangssignale zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen eines Senders der Detektionsvorrichtung erzeugt werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfänger als Umwandler von elektromagnetischen oder Schall-Empfangssignalen in elektronische Empfängersignale ausgestaltet sein. Die elektrischen Empfängersignale können mit der elektronischen Auswerteeinrichtung verarbeitet werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfänger wenigstens eine Fotodiode, insbesondere eine Avalanche Photodiode (APD), umfassen. Derartige Empfänger können hochempfindlich und schnell arbeiten.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfänger einen Verstärker zum Verstärken der Empfängersignale aufweisen. Auf diese Weise können mit dem Empfänger erzeugte Empfängersignale verstärkt werden.
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Vorteilhafterweise kann ein jeweiliger Eingang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs und des wenigstens einen Signalspeicherzweigs mit derselben Empfängersignal-Eingangsleitung der Auswerteeinrichtung für das wenigstens eine Empfängersignal funktional verbunden sein. Auf diese Weise können an dem wenigstens einen Signalerkennungszweig und dem wenigstens eine Signalspeicherzweig dasselbe wenigstens eine Empfängersignal anliegen. Das wenigstens eine Empfängersignal kann so parallel jeweils entsprechend mit dem wenigstens einen Signalerkennungszweig und dem wenigstens einen Signalspeicherzweig verarbeitet werden. Die Empfängersignaleingangsleitung ihrerseits ist mit einem Ausgang des wenigstens einen Empfängers verbunden. Mit ihr werden die Empfängersignale des wenigstens einen Empfängers übermittelt.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung ein scannendes Detektionssystem sein. Dabei kann mit Sendesignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Dazu können die entsprechenden Sendesignale, insbesondere Sendestrahlen, bezüglich ihrer Ausbreitungsrichtung über den Überwachungsbereich sozusagen geschwenkt werden. Das Abtasten des Überwachungsbereichs kann winkelabhängig erfolgen, so dass eine Richtung des Objektes relativ zur wenigstens ein Detektionsvorrichtung ermittelt werden kann.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung ein Entfernungsmesssystem sein.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung mit Sendesignalen und Empfangssignalen auf Basis von elektromagnetischen Signalen, insbesondere optischen Signalen oder Radar-Signalen, oder Schallsignalen, insbesondere Ultraschallsignalen, arbeiten. Die wenigstens eine Detektionsvorrichtung kann auf Radar-, LiDAR-, LaDAR-, Schall-, insbesondere Ultraschall-, oder dergleichen Technologie basieren. Entsprechend können die verwendeten Sender und Empfänger zum Senden beziehungsweise Empfangen von entsprechenden Radar-, Licht-, Laser-, Schall-, insbesondere Ultraschall-, oder dergleichen Signalen ausgestaltet sein.
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Ein laserbasiertes Entfernungsmesssystem kann als Lichtquelle wenigstens einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, aufweisen. Mit dem wenigstens einen Laser können insbesondere gepulste Sendestrahlen als Sendesignale gesendet werden. Mit dem Laser können Sendesignale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Frequenzbereichen emittiert werden. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann vorteilhafterweise ein Laserscanner sein. Mit einem Laserscanner kann ein Überwachungsbereich mit einem insbesondere gepulsten Laserstrahl abgetastet werden.
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Die Erfindung wird bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, verwendet werden.
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Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung, verbunden oder Teil einer solchen sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Signalspeicherzweig wenigstens ein Zwischenspeicherelement aufweisen. Mit dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement kann wenigstens ein Abschnitt des wenigstens einen Empfängersignals zwischengespeichert werden. Der wenigstens eine Abschnitt des wenigstens einen Empfängersignals kann bei Bedarf aus dem wenigstens ein Zwischenspeicherelement ausgelesen werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zwischenspeicherelement wenigstens ein analoges Speichermedium, insbesondere ein Switched Capacitor Array (SCA), aufweisen. Damit können analoge Empfängersignale gespeichert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zwischenspeicherelement wenigstens ein digitales Speichermedium, insbesondere einen First-in-First-Out-Speicher (FIFO Memory), aufweisen. Damit können digitale Empfängerdaten gespeichert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Signalerkennungszweig wenigstens ein Vergleichselement aufweisen zum Vergleichen des wenigstens einen Empfängersignals mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Vergleichselement erkannt werden, sobald das wenigstens eine Empfängersignals den Schwellwert überschreitet oder unterschreitet. So kann beim Überschreiten des Schwellwerts eine steigende Flanke oder beim unterschreiten des Schwellwerts eine fallende Flanke des wenigstens einen Empfängersignals erkannt werden. Eine steigende Flanke charakterisiert den Beginn des wenigstens eines Empfängersignals und eine fallende Flanke das entsprechende Ende.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Vergleichselement dazu ausgestaltet sein, um abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Steuersignal bereitzustellen. Mit dem Steuersignal können andere Bauteile der Auswerteeinrichtung, insbesondere des Signalspeicherzweigs, entsprechend direkt oder indirekt angesteuert, insbesondere freigegeben oder deaktiviert, werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Vergleichselements wenigstens einen Komparator aufweisen. Mit dem Komparator kann wenigstens ein analoges Empfängersignal mit einem analogen Schwellwert verglichen werden. Der Komparator kann vorteilhafterweise so ausgestaltet sein, dass er abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs ein digitales Steuersignal, insbesondere eine logische Null oder eine logische Eins oder dergleichen, bereitstellen kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Signalspeicherzweig wenigstens ein Verzögerungselement aufweisen zum Verzögern des wenigstens einen Empfängersignals. Mit dem wenigstens einem Verzögerungselement kann das wenigstens eine Empfängersignal verzögert werden und mit einer entsprechenden zeitlichen Verzögerung einem nachfolgenden Bauteil des Signalspeicherzweigs, insbesondere einem Zwischenspeicherelement, bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Empfängersignal den wenigstens einen Signalerkennungszweig durchlaufen und verarbeitet werden und gleichzeitig mit dem wenigstens einen Verzögerungselement in dem wenigstens einen Signalspeicherzweig zurückgehalten werden. So kann nach Abschluss einer Erkennung in dem wenigstens einen Signalerkennungszweig dasselbe wenigstens eine Empfängersignal in dem Signalspeicherzweig gespeichert werden.
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Vorteilhafterweise kann ein jeweiliger Eingang wenigstens eines Vergleichselements und wenigstens eines Verzögerungselements mit derselben Empfängersignaleingangsleitung funktional verbunden sein. Auf diese Weise kann an dem Eingang des wenigstens ein Vergleichselement und dem Eingang des wenigstens einen Verzögerungselement dasselbe wenigstens eine Empfängersignal bereitgestellt werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Verzögerungselement wenigstens eine Laufzeitleitung aufweisen. Laufzeitleitungen können auch als Verzögerungsleitung oder im englischen als „Delay line“ bezeichnet werden. Mit einer Laufzeitleitung kann eine Zeitverschiebung für das wenigstens eine Empfängersignal erreicht werden. Eine Laufzeitleitung kann einfach realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann ein Ausgang des wenigstens einen Verzögerungselements direkt oder indirekt mit einem Eingang wenigstens eines Zwischenspeicherelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine verzögerte Empfängersignal an dem Eingang des wenigstens einen Zwischenspeicherelements bereitgestellt werden. Der Ausgang des wenigstens einen Verzögerungselements kann dabei direkt mit dem Eingang des wenigstens einen Zwischenspeicherelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine analoge Empfängersignal direkt übergeben werden. Alternativ kann der Ausgang des wenigstens einen Verzögerungselements indirekt mit dem Eingang des wenigstens ein Zwischenelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine verzögerte Empfängersignal zusätzlich mit einem weiteren Bauteil, insbesondere einem Analog-Digital-Wandler, bearbeitet werden, bevor es dem wenigstens einzigen Speicherelement zugeführt wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs und/oder wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs mit wenigstens einem elektronischen Berechnungsteil verbunden werden, mit dem aus dem wenigstens einen Erkennungssignal und/oder wenigstens einem Teil des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals Informationen über ein mit der Detektionsvorrichtung erfasstes Objekt ermittelt werden können. Auf diese Weise kann ein Empfangszeitpunkt für das Empfängersignal und/oder ein Signalverlauf, insbesondere eine Signallänge, ein Beginn und/oder ein Ende des Empfängersignals mithilfe des wenigstens einen Berechnungsteils ermittelt werden. Daraus können insbesondere eine Entfernung und/oder eine Relativgeschwindigkeit des Objekts relativ zur Detektionsvorrichtung ermittelt werden. W.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Ausgang wenigstens eines Vergleichselements wenigstens eines Signalerkennungszweigs direkt mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden sein. Auf diese Weise kann ein entsprechendes Steuersignal von dem wenigstens einen Vergleichselement direkt auf den Steuereingang gelegt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ausgang indirekt unter Zwischenschaltung eines weiteren elektronischen Bauteils, insbesondere einer Kontrolllogik, mit dem wenigstens ein Steuereingang verbunden sein. Mit dem wenigstens einen weiteren elektronischen Bauteil kann das Steuersignal einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden, bevor ein entsprechend verarbeitetes Steuersignal an den wenigstens einen Signalerkennungszweig übermittelt wird. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein weiteres elektronisches Bauteil Teil des wenigstens einen Signalerkennungszweigs sein. In diesem Fall kann das weitere elektronische Bauteil entsprechend verarbeitete Steuersignale an den entsprechenden Steuereingang insbesondere wenigstens eines Zwischenspeicherelements und/oder wenigstens eines Umwandlers übermitteln.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Signalspeicherzweig zur Speicherung von analogen Empfängersignalen ausgestaltet sein und/oder wenigstens ein Signalspeicherzweig kann zur Speicherung von digitalen Empfängersignalen ausgestaltet sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zwischenspeicherelement ein analoges Zwischenspeicherelement zur Speicherung von analogen Empfängersignalen sein. Auf diese Weise müssen die Empfängersignale vor der Speicherung nicht digitalisiert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Zwischenspeicherelement ein digitales Zwischenspeicherelement zur Speicherung von digitalen Empfängersignalen sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Zwischenspeicherelement funktional nach einem Umwandler von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale angeordnet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Signalspeicherzweig und/oder wenigstens ein Signalerkennungszweig wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignal wenigstens einen Analog-Digital-Wandler aufweisen. Mit einem Analog-Digital-Wandler können einfach analoge Signale in digitale Signale umgewandelt werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale wenigstens einen Steuereingang aufweisen. Auf diese Weise kann mittels eines entsprechenden Steuersignals die Umwandlung freigegeben oder deaktiviert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale mit einem Prozessor oder einem integrierten Schaltkreis, insbesondere einem Field Programmable Gate Array (FPGA), realisiert, insbesondere in diesen integriert, sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Einrichtung einfach und kostengünstig realisiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale signaltechnisch vor wenigstens einem Zwischenspeicherelement oder nach wenigstens einem Zwischenspeicherelement des wenigstens einen Signalspeicherzweigs angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale einem Ausgang wenigstens eines Zwischenspeicherelements wenigstens eines Signalspeicherzweigs direkt oder indirekt nachgeschaltet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Zwischenspeicherelement als analoges Zwischenspeicherelement zur Speicherung von analogen Signalverlaufsdaten verwendet werden. Die analogen Signalverlaufsdaten können nach Ausgabe aus dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement und vor Weiterleitung an weitere Funktionseinheiten der Detektionsvorrichtung digitalisiert werden. Der Signalverlauf des wenigstens einen Empfängersignals kann in dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement zwischengespeichert werden und nach der eigentlichen Messung mit einer langsameren Einrichtung zum Umwandeln ausgelesen werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale einem Eingang wenigstens eines Zwischenspeicherelements wenigstens eines Signalspeicherzweigs direkt oder indirekt vorgeschaltet sein. Auf diese Weise können die Signalverlaufsdaten digitalisiert werden, bevor Sie dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement zugeführt werden. Das wenigstens eine Zwischenspeicherelement kann in diesem Fall digital wirken. Das wenigstens eine Empfängersignal kann direkt auf die wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale gegeben werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale über eine Steuereinheit, insbesondere eine Kontrolllogik, angesteuert, also freigegeben oder deaktiviert, werden. Wenn gegebenenfalls mittels wenigstens einem Vergleichselement ein Überschreiten eines Schwellwerts feststellt wird, kann das wenigstens eine Empfängersignal in schneller Folge gewandelt und die digitalisierten Werte des Empfängersignals in wenigstens einen digitalen Zwischenspeicherelement abgelegt werden. Vorteilhafterweise kann ein verhältnismäßig schneller Analog-Digital-Wandler eingesetzt werden. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Empfängersignal schneller gewandelt und an das wenigstens eine Zwischenspeicherelement abgegeben werden.
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Vorteilhafterweise kann funktional zwischen wenigstens einem Verzögerungselement und einem Eingang wenigstens eines Zwischenspeicherelements wenigstens eines Signalspeicherzweigs wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignal in digitale Empfängersignale angeordnet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Verzögerungselement das analoge Empfängersignal verzögern, das verzögerte Empfängersignal kann der Einrichtung zum Umwandeln zur Digitalisierung übermittelt werden und an das wenigstens eine Zwischenspeicherelement zum zwischenspeichern wenigstens eines Abschnitts des Signalverlaufs des wenigstens einen digitalen Empfängersignals übergeben werden.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit der elektronischen Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalspeicherzweig aufweist, mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und bereitgestellt werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden ist.
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Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit dem Fahrerassistenzsystem dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalspeicherzweig aufweist, mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und ausgegeben werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden ist.
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Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit dem Verfahren dadurch gelöst, dass mit wenigstens einem Signalspeicherzweig der Auswerteeinrichtung wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und bereitgestellt wird, wobei mit dem Erkennungssignal des wenigstens einen Signalerkennungszweigs der wenigstens eine Signalspeicherzweig gesteuert wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können aus dem wenigstens einen Erkennungssignal und/oder wenigstens einem Teil des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals Informationen über ein mit der Detektionsvorrichtung erfasstes Objekts ermittelt werden. Vorteilhafterweise kann ein Empfangszeitpunkt für das wenigstens eine Empfängersignal und/oder eine Signallänge, insbesondere ein Zeitabstand zwischen Beginn und Ende des wenigstens einen Empfängersignals genau bestimmt werden. Daraus kann insbesondere eine Entfernung und/oder eine Relativgeschwindigkeit des Objekts relativ zur Detektionsvorrichtung genauer bestimmt werden.
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Vorteilhafterweise kann mit dem wenigstens einen Vergleichselements das wenigstens eine Empfängersignal mit dem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert verglichen werden. Beim Überschreiten des Schwellwerts kann mit dem Ergebnis des Signalerkennungszweigs eine Speicherung wenigstens eines Teils des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignal gestartet werden. Insbesondere kann wenigstens ein Zwischenspeicherelement gestartet werden. Da das am Eingang des wenigstens einen Zwischenspeicherelements anliegende Empfängersignal mit dem wenigstens einen Verzögerungselement verzögert wurde, werden in dem wenigstens einen Zwischenelement auch Daten des Signalverlaufs vor dem Triggerzeitpunkt abgelegt. Sobald das wenigstens eine Zwischenspeicherelement die erforderlichen Daten des Signalverlaufs enthält, können diese über einen Analog-Digital-Wandler eingelesen und umgewandelt werden. Bei dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement können die Bedingungen für die erforderlichen Daten des Signalverlaufs vorgegeben werden. Insbesondere kann eine Datenmenge und/oder eine zeitliche Länge des zu speichernden Abschnitts des wenigstens einen Empfängersignal und/oder eine Auflösung vorgegeben werden. Mit der erhaltenen Kurvenform des Signalverlaufs kann der Zeitpunkt des Eintreffens des reflektierten Empfangssignals beziehungsweise des Empfängersignals und damit der Abstand des Objektes genauer bestimmt werden.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung, der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung, dass erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
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1 eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Laserscanner, welcher Teil eines Fahrassistenzsystems ist;
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2 eine Schemazeichnung einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs aus der 1 mit einem Objekt, wobei das Kraftfahrzeug und das Fahrerassistenzsystem lediglich schematisch angedeutet sind;
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3 ein Blockschaltbild einer elektronischen Auswerteeinrichtung eines Laserscanners gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, welcher bei dem Kraftfahrzeug aus den 1 und 2 eingesetzt werden kann;
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4 ein Blockschaltbild einer elektronischen Auswerteeinrichtung eines Laserscanners gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welcher bei dem Kraftfahrzeug aus den 1 und 2 eingesetzt werden kann;
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5 ein jeweiliges Signal-Zeit-Diagramm eines Empfängersignals eines Laserscanners aus den 1 bis 4 zum Vergleich bei guten Sichtverhältnissen und bei Nebel;
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6 ein vergrößertes Signal-Zeit-Diagramm eines Empfängersignals eines Laserscanners aus den 1 bis 4 bei guten Sichtverhältnissen;
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7 ein vergrößertes Signal-Zeit-Diagramm eines Empfängersignals eines Laserscanners aus den 1 bis 4 bei Nebel.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über eine optische Detektionsvorrichtung in Form eines Laserscanners 12. Der Laserscanner 12 ist in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Das Kraftfahrzeug 10 ist in der 2 lediglich als Rechteck schematisch angedeutet. Mit dem Laserscanner 12 kann ein Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 10 auf Objekte 16 hin überwacht werden. Bei den Objekten 16 kann es sich beispielsweise um andere Fahrzeuge oder sonstige Hindernisse handeln. In der 2 ist ein Objekt 16 beispielhaft als Kreuz angedeutet. 2 zeigt im Übrigen eine schematisch angedeutete Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 10 in der Draufsicht.
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Der Laserscanner 12 arbeitet nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren. Mit ihm können eine Entfernung und eine Richtung des Objekts 16 relativ zum Kraftfahrzeug 10 ermittelt werden.
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Der Laserscanner 12 ist Teil eines Fahrerassistenzsystems 18. Mit dem Fahrerassistenzsystem 18 kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 unterstützt werden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 18 können Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise eine Motorsteuerung, eine Bremsfunktion oder eine Lenkfunktion beeinflusst oder Hinweise oder Warnsignale ausgegeben werden. Hierzu ist das Fahrerassistenzsystem 18 mit Funktionseinrichtungen 20 regelnd und/oder steuernd verbunden. In der 2 sind beispielhaft zwei Funktionseinrichtungen 20 dargestellt. Bei den Funktionseinrichtungen 20 kann es sich beispielsweise um ein Motorsteuerungssystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, eine Fahrwerksteuerung oder ein Signalausgabesystem handeln.
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Das Fahrerassistenzsystem 18 weist eine elektronische Steuereinrichtung 22 auf, mit der entsprechende elektronische Steuer- und Regelsignale an die Funktionseinrichtungen 20 übermittelt und/oder von diesen empfangen werden können.
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Der Laserscanner 12 umfasst eine Optikeinrichtung 24 und eine elektronische Auswerteeinrichtung 26. Die Optikeinrichtung 24 umfasst einen Sender 28, beispielsweise in Form einer Laserdiode, und einen Empfänger 30, beispielsweise in Form einer Avalanche Photodiode. Mit dem Sender 28 können gepulste optische Sendesignale 32 in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32 werden an dem Objekt 16 reflektiert und als entsprechend gepulste optische Empfangssignale 34 zu dem Laserscanner 12 zurückgesendet. Aus der Lichtlaufzeit, also aus der Zeit zwischen dem Versenden des Sendesignals 32 und dem Empfangen des entsprechenden Empfangssignals 34, wird mit der elektronischen Auswerteeinheit 26 die Entfernung des Objekts 16 ermittelt.
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Die Optikeinrichtung 24 weist darüber hinaus beispielhaft eine Umlenkspiegeleinrichtung auf, mit der die Sendesignale 32 abgelenkt werden. Die Umlenkeinrichtung ist in Abstimmung mit dem Sender 28 schwenkbar oder drehbar. Auf diese Weise wird eine Abstrahlrichtung der Sendesignale 32 geändert. Sendestrahlen der Sendesignale 32 werden beispielhaft in der Horizontalen geschwenkt und so der Überwachungsbereich 14 abgetastet. Entsprechend werden mit der Umlenkspiegeleinrichtung die von dem Objekt 16 kommenden Empfangssignale 34 auf den Empfänger 30 gelenkt. Aus der Winkelstellung der Umlenkspiegeleinrichtung kann eine Richtung des Objekts 16 relativ zum Laserscanner 12 ermittelt werden. Eine Hauptüberwachungsrichtung 36 entspricht einer Mittelstellung der Umlenkspiegeleinrichtung. In der Regel ist die Hauptüberwachungsrichtung 36 bei geradem Lenkeinschlag in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 10 gerichtet. Anstelle einer Umlenkspiegeleinrichtung kann der Laserscanner 12 auch mit anderen Mitteln ausgestaltet sein, welche ein überwachen oder abtasten des Überwachungsbereichs 14 ermöglichen.
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Mit dem Empfänger 30 werden die optischen Empfangssignale 34 in analoge elektrische Empfängersignale 42 umgewandelt. Der Empfänger 30 weist einen Verstärker auf, mit dem die elektrischen Empfängersignale 42 verstärkt werden.
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In den 5 bis 7 ist sind Beispiele von Empfängersignalen 42 eines Objekts 16 am Ausgang des Empfängers 30 bei unterschiedlichen Sichtverhältnissen jeweils in drei Signal-Zeit-Diagrammen dargestellt. Die Signalstärke S ist dabei in der Ordinate und die Zeit t in der Abszisse aufgetragen. In 5 ist unten ein Signalverlauf 38 am Ausgang des Empfängers 30 bei guten Sichtverhältnissen dargestellt. Oben ist ein Signalverlauf 40 bei Nebel dargestellt. Das Empfängersignal 42 selbst ist in der 5 jeweils als Peak erkennbar. In der 6 ist ein vergleichbarer Signalverlauf 38 mit ein Empfängersignal 42 bei guten Sichtverhältnissen vergrößert gezeigt. 7 zeigt einen vergleichbaren Signalverlauf 40 mit einem Empfängersignal 42 bei Nebel.
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Die Optikeinrichtung 24 ist signaltechnisch mit der Auswerteeinrichtung 26 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 26 umfasst einen Signalaufbereitungsteil 44, mit dem ein Beginn, respektive eine steigende Flanke, und ein Ende, respektive eine fallende Flanke, eines jeweiligen Empfängersignals 42 erkannt und ein entsprechender Signalverlauf ermittelt werden kann.
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Ferner umfasst die Auswerteeinrichtung 26 einen Berechnungsteil 46. Mit dem Berechnungsteil 46 kann aus den Ausgangsdaten, die mit dem Signalaufbereitungsteil 44 bereitstellt werden, eine Entfernung, eine Richtung und gegebenenfalls eine Geschwindigkeit des Objekts 16 berechnet werden.
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Ein Signalaufbereitungsteil 44 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der 3 näher erläutert. Das Signalaufbereitungsteil 44 verfügt über einen Signalerkennungszweig 48, in der 3 unten, und einen Signalspeicherzweig 50 oben.
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Der Signalerkennungszweig 48 umfasst ein Vergleichselement 52 in Form eines Komparators. Ein Signaleingang 54 des Vergleichselements 52 ist mit einer Empfangssignaleingangsleitung 56 verbunden. Die Empfangssignaleingangsleitung 56 ihrerseits ist mit dem Ausgang des Empfängers 30 verbunden. An der Empfangssignaleingangsleitung 56 liegt das Ausgangssignal, gegebenenfalls das analoge elektrische Empfängersignal 42, des Empfängers 30 an.
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An einem Vergleichseingang 58 des Vergleichselementes 52 liegt über eine entsprechende Vergleichsleitung 60 ein Schwellwert 62 an. In den 6 und 7 ist ein beispielhafter Schwellwert 62 jeweils als gestrichelte, zur Zeitachse parallel verlaufende Linie angedeutet. Der Schwellwert 62 ist vorgegeben und liegt beispielsweise in einer nicht gezeigten Speichereinheit der Auswerteeinrichtung 26 vor. Ein Ausgang 64 des Vergleichselements 52 ist mit einer Erkennungsausgangsleitung 66 verbunden. Die Erkennungsausgangsleitung 66 führt zu dem in der 3 nicht gezeigten Berechnungsteil 46.
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Mit dem Vergleichselement 52 wird das analoge Ausgangssignal des Empfängers 30, gegebenenfalls das Empfängersignal 42, mit dem Schwellwert 62 verglichen. Übersteigt die Signalhöhe des Ausgangssignals bei Eintreffen der steigenden Flanke des Empfängersignals 42 den Schwellwert 62, so wird am Ausgang 64 ein digitaler Erkennungswert 68, beispielsweise eine logische Eins, bereitgestellt. Auf diese Weise wird signalisiert, dass ein Empfängersignal 42 vorliegt. Ein beispielhafter Erkennungswert 68 ist in den 6 und 7 durch zwei parallel zur Signalachse verlaufende Striche angedeutet. Ist die Signalhöhe des Ausgangssignals des Empfängers 30, gegebenenfalls des Empfängersignals 42, kleiner als der Schwellwert 62, so wird am Ausgang 64 ein Wert, beispielsweise eine logische Null, bereitgestellt, welcher charakterisiert, dass kein Empfängersignal 42 vorliegt beziehungsweise das Ende, respektive die fallende Flanke des Empfängersignals 42 erreicht ist.
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Der Signalspeicherzweig 50 umfasst ein Verzögerungselement 70, ein Zwischenspeicherelement 72 und einen Analog-Digital-Wandler 74.
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Das Verzögerungselement 70 ist als Laufzeitleitung ausgestaltet. Ein Eingang des Verzögerungselements 70 ist über eine Verzweigung mit der Empfangssignaleingangsleitung 56 verbunden. Ein Ausgang des Verzögerungselements 70 ist mit einem Eingang 76 des Zwischenspeicherelements 72 verbunden. Das Zwischenspeicherelement 72 ist als analoges Speicherelement, beispielsweise ein Switched Capacitor Array (SCA), ausgestaltet, welches geeignet ist zur Speicherung von analogen elektrischen Empfängersignalen 42. Mit dem Verzögerungselement 70 kann eine Weiterleitung eines an seinem Eingang anliegenden Ausgangssignal des Empfängers 30, gegebenenfalls des Empfängersignals 42, an das Zwischenspeicherelement 72 verzögert werden. Mit dem Zwischenspeicherelement 72 kann ein Ausschnitt des Signalverlaufs des entsprechenden Empfängersignals 42 zwischengespeichert werden.
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Ein Ausgang 78 des Zwischenspeichers 72 ist mit einem Eingang 80 des Analog-Digital-Wandlers 74 verbunden. Ein Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 80 ist mit einer Signalverlaufsausgangsleitung 84 des Signalaufbereitungsteils 44 verbunden. Die Signalverlaufsausgangsleitung 84 wiederum führt zum Berechnungsteil 46 der Auswerteeinrichtung 26.
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Mit dem Analog-Digital-Wandler 74 kann ein an seinem Eingang 80 anliegendes analoges Empfängersignal 42 aus dem Zwischenspeicherelement 72 digitalisiert werden. Das digitalisierte Empfängersignal 42 kann über den Ausgang an die Signalverlaufsausgangsleitung 84 weitergegeben werden.
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Ein Steuereingang 86 des Zwischenspeicherelements 72 ist über eine Steuerleitung 88 und eine Kontrolllogik 90 mit der Erkennungsausgangsleitung 66 verbunden. Mit der Kontrolllogik 90 kann das Zwischenspeicherelement 72 bei Vorliegen eines digitalen Erkennungswert 68 an der Erkennungsausgangsleitung 66 freigegeben werden. Ferner ist die Kontrolllogik 90 mit einem Steuereingang 92 des Analog-Digital-Wandlers 74 verbunden, sodass auch dieser entsprechend freigegeben werden kann.
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Beim Betrieb des Laserscanners 12 werden mit dem Sender 28 optische Sendesignale 32 in Form von Laserpulsen in den Überwachungsbereich 14 gesendet. Treffen die Sendesignale 32 auf ein Objekt 16, so werden sie an der Objektoberfläche reflektiert und als entsprechende pulsförmige optische Empfangssignale 34 zurückgesendet. Die optischen Empfangssignale 34 werden gegebenenfalls durch die Umlenkspiegeleinrichtung auf den Empfänger 30 geleitet.
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Mit dem Empfänger 30 werden die optischen Empfangssignale 34 in analoge elektrische Empfängersignale 42 umgewandelt und mit dem entsprechenden Verstärker verstärkt. Die verstärkten Empfängersignale 42 werden der Empfangssignaleingangsleitung 56 zugeführt. Die Empfängersignale 42 liegen sowohl am Signaleingang 54 des Vergleichselements 52 als auch am Eingang des Verzögerungselements 70 an.
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Mit dem Vergleichselement 52 wird die Höhe des Ausgangssignals des Empfängers 30 mit dem vorgegebenen Schwellwert 62 verglichen. Solange kein Empfängersignal 42 anliegt ist die Signalhöhe kleiner ist als der Schwellwert 62. In diesem Fall wird an dem Ausgang 64 des Vergleichselements 52 der entsprechende Wert, beispielsweise die logische Null, bereitgestellt. Dieser Wert für das Nichtvorliegen eines Empfangssignals 42 liegt über die Erkennungsausgangsleitung 66 einerseits an dem Berechnungsteil 46 und andererseits an der Kontrolllogik 90 an.
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Mit der Kontrolllogik 90 wird die Steuerleitung 88 mit einem entsprechenden Steuersignal belegt, mit dem das Zwischenspeicherelement 72 deaktiviert wird. Die hinter dem Verzögerungselement 70 an dem Eingang 76 anliegenden analogen Daten des Ausgangssignals des Empfängers 30 werden in diesem Fall nicht in dem Zwischenspeicherelement 72 gespeichert. Ebenso wird mit der Kontrolllogik 90 über den Steuereingang 92 der Analog-Digital-Wandler 74 deaktiviert.
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Überschreitet die Höhe des Ausgangssignals des Empfängers 30 bei einer steigenden Flanke des elektrischen Eingangssignals 42 den Schwellwert 62, so wird mit dem Vergleichselement 52 am Ausgang 64 der digitale Erkennungswert 68 für das Vorliegen eines elektrischen Empfangssignals 42, beispielsweise eine logische Eins, bereitgestellt. Der digitale Erkennungswert 68 wird über die Erkennungsausgangsleitung 66 einerseits dem Berechnungsteil 46 und andererseits der Kontrolllogik 90 zugeführt. Mit der Kontrolllogik 90 wird über die Steuerleitung 88 das Zwischenspeicherelement 72 freigegeben. Das Zwischenspeicherelement 72 speichert das an seinem Eingang 76 anliegende, durch das Verzögerungselement 70 verzögerte Empfängersignal 32. Das Verzögerungselement 70 ist so gewählt, dass die Verzögerungszeit ausreicht, um das Empfängersignal 42 von Beginn der steigende Flanke an zu speichern.
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Außerdem wird mit der Kontrolllogik 90 der Analog-Digital-Wandler 74 freigegeben. Der in dem Zwischenspeicherelement 72 gespeicherte Signalverlauf des Empfängersignals 42 wird von dem Analog-Digital-Wandlers 74 ausgelesen. Mit dem Analog-Digital-Wandler 74 wird der Signalverlauf des Empfängersignals 42 in digitale Werte umgewandelt und der Signalverlaufsausgangsleitung 84 dem Berechnungsteil 46 zugeführt. Mit dem Zwischenspeicherelement 72 wird auf diese Weise nur der Abschnitt des Ausgangssignals des Empfängers 30 gespeichert, der das Empfängersignal 42 enthält. Auf diese Weise kann eine Auslesezeit des Zwischenspeicherelements 72 entsprechend verkürzt werden.
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Es kann vorgegeben werden, für welche Dauer und/oder mit welcher Auflösung das Zwischenspeicherelement 72 das Empfängersignal 42 zwischenspeichern soll. Der Zeitpunkt der Ausgabe des Empfängersignals 42 kann, abhängig von einer Signaldauer und/oder der entsprechenden Datenmenge bei einer entsprechenden Auflösung des Signalverlaufs, vorgegeben werden. So können die zwischengespeicherten Daten dann in den Analog-Digital-Wandler 74 eingelesen werden, wenn sich in dem Zwischenspeicherelement 72 genügend Daten befinden.
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Mit dem über den Analog-Digital-Wandler 74 digitalisierten Signalverlauf des Empfängersignals 42 aus dem Zwischenspeicherelement 72 und dem digitalen Erkennungswert 68 aus dem Vergleichselement 52 kann ein exakter Zeitpunkt des Empfangs des reflektierten optischen Empfangssignals 34 und damit eine Entfernung des Objektes 16 vom Laserscanner 12 bestimmt werden.
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In der 4 ist ein Blockschaltbild eines Signalaufbereitungsteils 44 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel aus der 3 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel ein Analog-Digital-Wandler 74 vor einem Eingang 76 eines Zwischenspeicherelements 172 angeordnet. Das Zwischenspeicherelement 172 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel als digitales Zwischenspeicherelement, beispielsweise als First-in-first-out-Memory, ausgestaltet. Der Analog-Digital-Wandler 74 ist also zwischen dem Verzögerungselement 70 und dem Zwischenspeicherelement 72 angeordnet.
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Das mit dem Verzögerungselement 70 verzögerte analoge Empfängersignal 42 wird nach Erkennung und entsprechende Freigabe mit dem Vergleichselement 52 zunächst mit dem Analog-Digital-Wandler 74 digitalisiert. Das digitalisierte Empfängersignal 42 wird in dem digitalen Zwischenspeicherelement 172 zwischengespeichert. Der digitalisierte Signalverlauf des elektrischen Empfangssignals 42 wird über die entsprechende Signalverlaufsausgangsleitung 84 an das Berechnungsteil 46 übermittelt und ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit dem entsprechenden digitalen Erkennungswert 68 des Vergleichselements 52 zu entsprechenden Entfernungsdaten für das Objekt 16 verarbeitet.
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Bei weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen werden anstelle der optischen Sendesignale 32 und der optischen Empfangssignale 34 andersartige Sende- und Empfangssignale, beispielsweise elektromagnetische Signale, bevorzugt Radarsignale, oder Schallsignale, bevorzugt Ultraschallsignale, verwendet. Entsprechend sind der Sender 28 und der Empfänger 30 ausgestaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012021831 A1 [0005]
