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Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zum Detektieren eines Objekts sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Sensorvorrichtung.
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Stand der Technik
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Die Bestimmung der Auslastung von Parkhäusern und bezahlten Parkplätzen ist für deren Betreiben und für die Verkehrsregelung in Städten von hoher Bedeutung. Daher werden Sensoren zur Überwachung von Parkplätzen benutzt, die den Zustand des Parkplatzes an eine Kontrollstelle übermitteln. Die Erfassung des Zustands erfolgt normalerweise entweder über Magnetfeldsensoren, Kameras oder durch emittierende Sensoren wie Ultraschall- oder Radarsensoren.
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Je nach System sind die Sensoren entweder fest mit einem Stromnetz oder Datennetz verbunden, was einen hohen Aufwand bei der Installation bedeutet. Oder sie sind batteriebetrieben und kommunizieren drahtlos über Funk mit der Kontrollstelle. Die Herausforderung an den drahtlosen Systemen ist es insbesondere, die durch die Batteriekapazität begrenzte Lebensdauer zu maximieren.
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In der Offenlegungsschrift
DE 10 2015 202 782 A1 ist ein Verfahren offenbart, in welchem mittels einer Sensorvorrichtung geprüft wird, ob erste Umfelddaten eines ersten Umfeldsensors ausreichen, um mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit ermitteln zu können, ob sich ein Objekt im Umfeld der Sensorvorrichtung befindet oder nicht. Reichen die ersten Umfelddaten hierfür nicht aus, wird ein zweiter Umfeldsensor aktiviert und anhand dessen ermittelt, ob sich ein Objekt im Umfeld der Sensorvorrichtung befindet. Dies umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, nur dann den zweiten Umfeldsensor einer Sensorvorrichtung zu aktivieren, wenn die Messung des ersten Umfeldsensors nicht ausreicht, um mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit sagen zu können, ob sich in dem Umfeld der Sensorvorrichtung ein Objekt befindet oder nicht. Dadurch also, dass der zweite Umfeldsensor nicht ständig, also dauerhaft, aktiviert ist, um das Umfeld der Sensorvorrichtung zu erfassen, kann in vorteilhafter Weise ein elektrischer Energieverbrauch der Sensorvorrichtung reduziert werden. Insbesondere im Vergleich zu einer Sensorvorrichtung mit zwei Umfeldsensoren, bei welcher beide Umfeldsensoren dauerhaft oder in vorgegebenen Intervallen eine Umfelderfassung durchführen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Sensorvorrichtung zum Detektieren eines Objekts, die einen ersten Umfeldsensor und einen zweiten Umfeldsensor zum Erfassen eins Umfelds der Sensorvorrichtung aufweist, umfassend die folgenden Schritte:
- a. Erfassen eines Umfelds der Sensorvorrichtung mittels des ersten Umfeldsensors, um auf dem erfassten Umfeld basierende erste Umfelddaten zu ermitteln, wobei der zweite Umfeldsensor deaktiviert ist,
- b. Ermitteln, ob die ersten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit einer ersten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet,
- c. wenn die ersten Umfelddaten ausreichen, Ermitteln, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, basierend auf den ersten Umfelddaten,
- d. wenn die ersten Umfelddaten nicht ausreichen, Aktivieren des zweiten Umfeldsensors,
- e. Erfassen des Umfelds der Sensorvorrichtung mittels des zweiten Umfeldsensors, um auf dem erfassten Umfeld basierende zweite Umfelddaten zu ermitteln,
- f. Ermitteln, ob die zweiten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit einer zweiten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld ein Objekt befindet,
- g. wenn die zweiten Umfelddaten ausreichen, Bestimmen, dass sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, basierend auf den zweiten Umfelddaten,
- h. wenn die zweiten Umfelddaten nicht ausreichen, Bestimmen, dass eine sichere Aussage nicht möglich ist, ob sich im Umfeld ein Objekt befindet, oder Ermitteln, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, basierend auf den ersten Umfelddaten.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass bei einer möglichen Plausibilisierung der ersten Umfelddaten die zweiten Umfelddaten dahingehend überprüft werden, ob eine sichere Aussage getroffen werden kann, dass sich ein Objekt im Umfeld der Sensorvorrichtung befindet. Hierbei gibt es also eine Ja/Unsicher-Entscheidung, weshalb die Messwerterfassung nochmals vereinfacht werden kann, was zum Beispiel eine Messung mit weniger Frequenzen oder einer verkürzten Messdauer ermöglicht. Hierdurch kann wiederum der Energieverbrauch der Sensorvorrichtung durch den zweiten Umfeldsensor weiter reduziert werden. Zudem kann auch bestimmt werden, dass eine sichere Aussage nicht möglich ist, ob sich ein Objekt im Umfeld befindet, wenn die Umfelddaten beider Umfeldsensoren nicht eindeutig sind. Hierdurch kann beispielsweise festgestellt werden, dass eine Neukalibrierung der Sensorvorrichtung nötig ist. Zudem kann bei Objekten, wie beispielsweise einem Einkaufswagen, die nur sehr schlecht von den Umfeldsensoren erkannt werden, der Hinweis weitergegeben werden, dass das Umfeld der Sensorvorrichtung auf solch ein Objekt hin überprüft werden sollte. Auch kann eine unsichere Erkennung eines Objekts dazu genutzt werden, dass die Umfelddaten, welche zu diesem Ergebnis geführt haben ausgewertet werden, um beispielsweise die Umfeldsensoren zu justieren.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Verfahrensschritt f, wenn die zweiten Umfelddaten nicht ausreichen, ein Verfahrensschritt i erfolgt, in welchem ermittelt wird, ob die zweiten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit einer dritten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld kein Objekt befindet, wobei, wenn die zweiten Umfelddaten ausreichen, in einem Verfahrensschritt j basierend auf den zweiten Umfelddaten bestimmt wird, dass sich in dem Umfeld kein Objekt befindet, und wobei, wenn die zweiten Umfelddaten nicht ausreichen, mit dem Verfahrensschritt h fortgefahren wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass auch für den Fall, wenn nicht sicher gesagt werden kann, dass sich ein Objekt im Umfeld befindet, trotzdem geprüft wird, ob die zweiten Umfelddaten für eine Aussage ausreichen, dass sich sicher kein Objekt im Umfeld befindet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Verfahrensschritt g ein Verfahrensschritt k erfolgt, in welchem basierend auf den ersten Umfelddaten ermittelt wird, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, und wobei nach dem Verfahrensschritt k ein Verfahrensschritt l erfolgt, in welchem geprüft wird, ob das Ergebnis des Verfahrensschritts g mit dem Ergebnis des Verfahrensschritts k übereinstimmt, wobei bei Ungleichheit ein Verfahrensschritt m erfolgt, in welchem der erste Umfeldsensor basierend auf den zweiten Umfelddaten justiert wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass hierdurch die Zuverlässigkeit des ersten Umfeldsensors erhöht und fehlerhafte Ergebnisse bei zukünftigen Umfelderfassungen somit reduziert werden können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass, wenn im Verfahrensschritt h basierend auf den ersten Umfelddaten ermittelt wird, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, nach dem Verfahrensschritt h ein Verfahrensschritt n erfolgt, in welchem der zweite Umfeldsensor basierend auf den ersten Umfelddaten justiert wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Korrektur des zweiten Umfeldsensors anhand der ersten Umfelddaten erfolgt, wenn der zweite Umfeldsensor keine sichere Aussage machen kann, dass sich im Umfeld der Sensorvorrichtung ein Objekt befindet.
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Die Erfindung betrifft zudem eine Sensorvorrichtung zum Detektieren eines Objekts, umfassend:
- – einen ersten Umfeldsensor und einen zweiten Umfeldsensor zum Erfassen eines Umfelds der Sensorvorrichtung,
- – eine Verarbeitungseinheit zum Steuern der Umfeldsensoren, die ausgebildet ist, den ersten Umfeldsensor derart zu steuern, dass mittels des ersten Umfeldsensors ein Umfeld der Sensorvorrichtung erfasst wird, wobei der zweite Umfeldsensor deaktiviert ist,
- – wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, auf dem erfassten Umfeld basierende erste Umfelddaten zu ermitteln,
- – wobei die Verarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist, zu ermitteln, ob die ersten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit einer ersten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet,
- – wobei die Verarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist, wenn die ersten Umfelddaten ausreichen, basierend auf den ersten Umfelddaten zu ermitteln, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet,
- – wobei die Verarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist, wenn die ersten Umfelddaten nicht ausreichen, den zweiten Umfeldsensor zu aktivieren und den zweiten Umfeldsensor derart zu steuern, dass mittels des zweiten Umfeldsensors ein Umfeld der Sensorvorrichtung erfasst wird,
- – wobei die Verarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist, auf dem mittels des zweiten Umfeldsensors erfassten Umfeld basierende zweite Umfelddaten zu ermitteln und zu ermitteln, ob die zweiten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit einer zweiten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld ein Objekt befindet,
- – wobei die Verarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist, wenn die zweiten Umfelddaten ausreichen, basierend auf den zweiten Umfelddaten zu bestimmen, dass sich in dem Umfeld ein Objekt befindet,
- – wobei die Verarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist, wenn die zweiten Umfelddaten nicht ausreichen, zu bestimmen, dass eine sichere Aussage nicht möglich ist, ob sich im Umfeld ein Objekt befindet, oder basierend auf den ersten Umfelddaten zu ermitteln, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass bei einer möglichen Plausibilisierung der ersten Umfelddaten die zweiten Umfelddaten dahingehend überprüft werden, ob eine sichere Aussage getroffen werden kann, dass sich ein Objekt im Umfeld der Sensorvorrichtung befindet. Hierbei gibt es also eine Ja/Unsicher-Entscheidung, weshalb die Messwerterfassung nochmals vereinfacht werden kann, was zum Beispiel eine Messung mit weniger Frequenzen oder einer verkürzten Messdauer ermöglicht. Hierdurch kann wiederum der Energieverbrauch der Sensorvorrichtung durch den zweiten Umfeldsensor weiter reduziert werden. Zudem kann auch bestimmt werden, dass eine sichere Aussage nicht möglich ist, ob sich ein Objekt im Umfeld befindet, wenn die Umfelddaten beider Umfeldsensoren nicht eindeutig sind. Hierdurch kann beispielsweise festgestellt werden, dass eine Neukalibrierung der Sensorvorrichtung nötig ist. Zudem kann bei Objekten, wie beispielsweise einem Einkaufswagen, die nur sehr schlecht von den Umfeldsensoren erkannt werden, der Hinweis weitergegeben werden, dass das Umfeld der Sensorvorrichtung auf solch ein Objekt hin überprüft werden sollte. Auch kann eine unsichere Erkennung eines Objekts dazu genutzt werden, dass die Umfelddaten, welche zu diesem Ergebnis geführt haben ausgewertet werden, um beispielsweise die Umfeldsensoren zu justieren.
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Ein Aktivieren im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere, dass der erste oder auch zweite Umfeldsensor aus einem Schlafzustand oder Standby-Zustand oder Bereitschaftszustand aufgeweckt wird. Insbesondere umfasst ein Aktivieren, dass der erste oder auch zweite Umfeldsensor wieder an eine elektrische Energieversorgung angeschlossen wird, wenn er zuvor von dieser getrennt wurde.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, wenn die zweiten Umfelddaten nicht ausreichen, um eine Aussage mit der zweiten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, zu ermitteln, ob die zweiten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit einer dritten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld kein Objekt befindet, wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, wenn die zweiten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit der dritten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld kein Objekt befindet, basierend auf den zweiten Umfelddaten zu bestimmen, dass sich in dem Umfeld kein Objekt befindet, und wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, wenn die zweiten Umfelddaten nicht ausreichen, um eine Aussage mit der dritten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld kein Objekt befindet, zu bestimmen, dass eine sichere Aussage nicht möglich ist, ob sich im Umfeld ein Objekt befindet, oder basierend auf den ersten Umfelddaten zu ermitteln, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet. Vorteilhaft ist hierbei, dass auch für den Fall, wenn nicht sicher gesagt werden kann, dass sich ein Objekt im Umfeld befindet, trotzdem geprüft werden kann, ob die zweiten Umfelddaten für eine Aussage ausreichen, dass sich sicher kein Objekt im Umfeld befindet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, wenn basierend auf den zweiten Umfelddaten bestimmt wird, dass sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, basierend auf den ersten Umfelddaten zu ermitteln, ob sich im Umfeld ein Objekt befindet, und wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, zu prüfen, ob das Ergebnis basierend auf den zweiten Umfelddaten und das Ergebnis basierend auf den ersten Umfelddaten übereinstimmt, und wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, bei Ungleichheit der Ergebnisse den ersten Umfeldsensor basierend auf den zweiten Umfelddaten zu justieren. Vorteilhaft ist hierbei, dass hierdurch die Zuverlässigkeit des ersten Umfeldsensors erhöht und fehlerhafte Ergebnisse bei zukünftigen Umfelderfassungen somit reduziert werden können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, wenn die zweiten Umfelddaten nicht ausreichen, um eine Aussage mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, und wenn basierend auf den ersten Umfelddaten ermittelt wird, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet, den zweiten Umfeldsensor basierend auf den ersten Umfelddaten zu justieren. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Korrektur des zweiten Umfeldsensors anhand der ersten Umfelddaten erfolgt, wenn der zweite Umfeldsensor keine sichere Aussage machen kann, dass sich im Umfeld der Sensorvorrichtung ein Objekt befindet.
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Zeichnungen
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Sensorvorrichtung zum Detektieren eines Objekts.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung zum Detektieren eines Objekts.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Sensorvorrichtung 10 zum Detektieren eines Objekts, die einen ersten Umfeldsensor 31 und einen zweiten Umfeldsensor 32 zum Erfassen eins Umfelds der Sensorvorrichtung 10 aufweist.
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Zu Beginn wird in einem Verfahrensschritt a ein Umfeld der Sensorvorrichtung 10 mittels des ersten Umfeldsensors 31 erfasst, um auf dem erfassten Umfeld basierende erste Umfelddaten zu ermitteln. Hierbei ist der zweite Umfeldsensor 32 deaktiviert. In einem Verfahrensschritt b wird daraufhin ermittelt, ob die ersten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit wenigstens einer ersten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet oder nicht. Dass die Messung des ersten Umfeldsensors 31 nicht ausreicht, kann zum Beispiel in folgender Situation auftreten: Wenn ein Magnetfeldsensor als erster Umfeldsensor 31 verwendet wird, um ein Fahrzeug zu detektieren, und wenn der Magnetfeldsensor in der Nähe einer U-Bahnstation oder eines Bahnhofs angeordnet ist, so kann es vorkommen, dass ein vorbeifahrender Zug oder eine vorbeifahrende U-Bahn das Magnetfeld im Umfeld des Magnetfeldsensors beeinflusst und ändert. Dadurch kann eine Qualität einer Magnetfeldmessung verschlechtert werden. Es kann somit zu einer unklaren Situation kommen, in welcher die Messung des ersten Umfeldsensors 31 nicht ausreicht, um eine sichere Aussage treffen zu können, ob sich ein Objekt im Umfeld der Sensorvorrichtung befindet. Sind die ersten Umfelddaten ausreichend, wird in einem Verfahrensschritt c basierend auf den ersten Umfelddaten ermittelt, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet. Sind die ersten Umfelddaten dagegen nicht ausreichend, wird in einem Verfahrensschritt d der zweite Umfeldsensor 32 aktiviert. Anschließend an den Verfahrensschritt d wird in einem Verfahrensschritt e das Umfeld der Sensorvorrichtung 10 mittels des zweiten Umfeldsensors 32 erfasst, um auf dem erfassten Umfeld basierende zweite Umfelddaten zu ermitteln. Nach dem Ermitteln der zweiten Umfelddaten im Verfahrensschritt e erfolgt ein Verfahrensschritt f. Im Verfahrensschritt f wird ermittelt, ob die zweiten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit wenigstens einer zweiten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich in dem Umfeld der Sensorvorrichtung 10 ein Objekt befindet. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem geprüft wird, ob ein Abstand zum Objekt genau bestimmbar ist. Sind die zweiten Umfelddaten für solche eine Aussage ausreichend, wird in einem Verfahrensschritt g basierend auf den zweiten Umfelddaten bestimmt, dass sich in dem Umfeld ein Objekt befindet.
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Sind die zweiten Umfelddaten dagegen nicht ausreichend, wird in einem Verfahrensschritt h bestimmt, dass eine sichere Aussage nicht möglich ist, ob sich ein Objekt im Umfeld befindet. Alternativ wird im Verfahrensschritt h basierend auf den ersten Umfelddaten ermittelt, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet. Hierbei wird die erste vorbestimmte Wahrscheinlichkeit dann ignoriert, um in jedem Fall eine Aussage zu erhalten, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet.
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Optional läuft nach dem Verfahrensschritt f, wenn die zweiten Umfelddaten nicht ausreichen, ein Verfahrensschritt i ab. Im Verfahrensschritt i wird ermittelt, ob die zweiten Umfelddaten ausreichen, um eine Aussage mit wenigstens einer dritten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich im Umfeld kein Objekt befindet. Sind die zweiten Umfelddaten ausreichend, um eine Aussage mit einer dritten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich im Umfeld kein Objekt befindet, wird mit einem Verfahrensschritt j fortgefahren. Im Verfahrensschritt j wird basierend auf den zweiten Umfelddaten bestimmt, dass sich in dem Umfeld kein Objekt befindet. Reichen die zweiten Umfelddaten dagegen nicht aus, um eine Aussage mit einer dritten vorbestimmten Wahrscheinlichkeit treffen zu können, dass sich im Umfeld kein Objekt befindet, wird mit dem Verfahrensschritt h fortgefahren.
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Optional läuft zudem nach dem Verfahrensschritt g ein Verfahrensschritt k ab, in welchem basierend auf den ersten Umfelddaten ermittelt wird, ob sich im Umfeld ein Objekt befindet. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt l geprüft, ob das Ergebnis des Verfahrensschritts g, also dass sich ein Objekt im Umfeld befindet, mit dem Ergebnis des Verfahrensschritts k übereinstimmt. Sind diese beiden Ergebnisse unterschiedlich, wird in einem Verfahrensschritt m der erste Umfeldsensor 31 basierend auf den zweiten Umfelddaten justiert. Unter solch einer Justierung ist zu verstehen, dass beispielsweise die Grenzwerte des entsprechend Umfeldsensors angepasst werden, um für zukünftige Messungen ein erhöhte Wahrscheinlichkeit zu erzielen, dass eine korrekte Ermittlung erfolgt, ob sich ein Objekt im Umfeld der Sensorvorrichtung 10 befindet.
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Optional erfolgt nach dem Verfahrensschritt h ein Verfahrensschritt n, wenn im Verfahrensschritt h basierend auf den ersten Umfelddaten ermittelt wurde, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet. Im Verfahrensschritt n wird der zweite Umfeldsensor 32 basierend auf den ersten Umfelddaten justiert.
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Die erste, zweite und dritte vorbestimmte Wahrscheinlichkeiten können entweder gleich sein oder aber auch unterschiedliche Werte aufweisen.
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Das Objekt kann ein auf einer Parkposition abgestelltes Fahrzeug oder ein auf einer Straße fahrendes Fahrzeug oder ein auf einem Containerlagerplatz abgestellter Container sein. Das heißt also insbesondere, dass die Sensorvorrichtung verwendet werden kann, um einen Belegtzustand einer Parkposition festzustellen oder zu detektieren. Wenn also ein Fahrzeug auf der Parkposition detektiert wird, so heißt das, dass die Parkposition belegt ist. Sofern kein Fahrzeug detektiert wird, heißt das, dass die Parkposition frei, also unbelegt, ist. Sofern des Weiteren nicht sicher ist, ob ein Fahrzeug detektiert wird, heißt das, dass die Parkposition unbekannt ist. Ein Ergebnis einer Umfelderfassung ist hier dann insbesondere, dass die Parkposition belegt oder frei, also unbelegt, oder unbekannt ist. Die Sensorvorrichtung kann dann insbesondere als eine Sensorvorrichtung zum Erfassen eines Belegtzustands einer Parkposition bezeichnet werden. Sofern das Objekt ein auf einer Straße fahrendes Fahrzeug ist, kann also mittels der Sensorvorrichtung ein Verkehrsfluss oder auch eine Verkehrsdichte erfasst oder auch überwacht werden. Eine solche Sensorvorrichtung kann dann insbesondere als eine Sensorvorrichtung zum Überwachen oder auch zum Messen einer Verkehrsdichte oder auch Verkehrsrate bezeichnet werden. Das heißt also auch insbesondere, dass zum Beispiel die Sensorvorrichtung einen Belegtzustand eines Containerplatzes erfassen oder detektieren kann, wenn das Objekt ein Container ist.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 zum Detektieren eines Objekts. Die Sensorvorrichtung 10 umfasst einen ersten Umfeldsensor 31 und einen zweiten Umfeldsensor 32. Die Sensorvorrichtung 10 umfasst ferner eine Verarbeitungseinheit 20, welche beispielsweise als Mikrocontroller ausgestaltet ist, und die einen nicht gezeigten Prozessor und eine nicht gezeigte Steuerungseinrichtung zum Steuern der Umfeldsensoren 31, 32 umfasst. Die Verarbeitungseinheit 20 ist mittels Daten- und Steuerleitungen mit den beiden Umfeldsensoren 31, 32 verbunden.
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Die Sensorvorrichtung 10 umfasst ferner eine elektrische Energieversorgung 50, die über eine Stromleitung mit dem Mikrocontroller 20 verbunden ist. Das heißt also, dass die elektrische Energieversorgung 50 mittels der Stromleitung den Mikrocontroller 20 mit elektrischer Energie versorgen kann. Ferner versorgt die elektrische Energieversorgung 50 den ersten Umfeldsensor 31 mittels einer Stromleitung ebenfalls mit elektrischer Energie. Hierbei ist der erste Umfeldsensor 31 direkt mittels der Stromleitung mit der elektrischen Energieversorgung 50 verbunden. Das heißt also, dass zwischen dem ersten Umfeldsensor 31 und der elektrischen Energieversorgung 50 kein Schalter geschaltet ist. Die elektrische Energieversorgung 50 umfasst zum Beispiel eine oder mehrere Batterien oder auch mehrere Akkumulatoren. Die elektrische Energieversorgung 50 umfasst zum Beispiel eine hier nicht im Detail gezeigte Leistungsschaltung. Der zweite Umfeldsensor 32 wird ebenfalls mittels der elektrischen Energieversorgung 50 mit elektrischer Energie versorgt. Allerdings ist hier ein Schalter 60 zwischen der elektrischen Energieversorgung 50 und dem zweiten Umfeldsensor 32 geschaltet. Das heißt also, dass eine Stromleitung von der elektrischen Energieversorgung 50 zum Schalter 60 führt. Von dort führt eine weitere Stromleitung zum zweiten Umfeldsensor 32. Das heißt also insbesondere, dass mittels des Schalters 60 der zweite Umfeldsensor 32 komplett von der elektrischen Energieversorgung 50 getrennt werden kann. Durch die Möglichkeit einer vollständigen Trennung von der elektrischen Energieversorgung 50 kann ein elektrischer Energieverbrauch des zweiten Umfeldsensors 32 reduziert werden. Der Schalter 60 wird mittels des Mikrocontrollers 20 gesteuert, also insbesondere geöffnet oder geschlossen.
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Die Sensorvorrichtung 10 umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle 40, die als eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist. Eine Stromleitung verbindet die Kommunikationsschnittstelle 40 mit der elektrischen Energieversorgung 50. Daten- und Steuerleitungen führen von den beiden Umfeldsensoren 31, 32 zur drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 40. Mittels der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 40 ist eine Übertragung von Sensordaten oder auch Ergebnissen, die basierend auf den Sensordaten, also allgemein auf den Umfelddaten, ermittelt wurden, möglich und vorgesehen, zum Beispiel werden die Daten oder auch die Ergebnisse über ein Kommunikationsnetzwerk ausgesendet. Das Kommunikationsnetzwerk kann beispielsweise ein WLAN-Netzwerk und/oder ein Mobilfunknetzwerk sein.
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Mittels der Sensorvorrichtung 10 ist zum Beispiel folgendes Verfahren durchführbar:
Ein auf dem Mikrocontroller 20 laufender Algorithmus aktiviert den ersten Umfeldsensor 31 zu regelmäßigen Zeitpunkten und führt zum Beispiel verschiedene Messungen der entsprechenden physikalischen Parameter durch. Die gemessenen Werte und für das Messverfahren spezifischen Parameter wie zum Beispiel ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Filterparameter, Anzahl der Beispiele pro durchgeführter Messung, Durchschnittsmodus und Länge, Quantisierungsfehler, Bandbreite, Abtastfrequenz usw. werden an den Mikrocontroller 20 übertragen und als Eingangsgröße für den genannten Algorithmus verwendet. Basierend auf der in den empfangenen Daten enthaltenen Information entscheidet der Algorithmus, ob eine solche Information klar genug ist, um eine zuverlässige Entscheidung über den Besetzt-Status (allgemein ein Belegungszustand) einer Parklücke (allgemein einer Parkposition) zu treffen. Falls das Messergebnis des ersten Umfeldsensors 31 klar genug war und sich der Besetzt-Status der Parklücke geändert hat, wird der Statuswechsel über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 40 einem entfernten, nicht dargestellten Rechner oder Server mitgeteilt und der erste Umfeldsensor 31 und der Mikrocontroller 20 gehen wieder in einen Ruhemodus über. Ansonsten, falls das Messergebnis klar genug war, der Besetzt-Status der Parklücke sich seit der letzten Datenübertragung mittels der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 40 aber nicht geändert hat, gehen sowohl der erste Umfeldsensor 31 als auch der Mikrocontroller 20 sofort in den Ruhemodus über. Ergebnis im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere, dass ein Objekt detektiert wurde, dass also ein Objekt im Umfeld vorhanden ist, sich also im Umfeld befindet. Ein Ergebnis umfasst insbesondere, dass nicht sicher gesagt werden kann, dass ein Objekt detektiert wurde. Dies bedeutet, dass entweder die Aussage unsicher ist, ob ein Objekt detektiert wurde oder, dass kein Objekt detektiert wurde.
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Das frühere Ergebnis wurde analog zum aktuellen Ergebnis gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren oder auch gemäß der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ermittelt. Das heißt also, dass zu einem zeitlich früheren Zeitpunkt das Umfeld der Sensorvorrichtung erfasst wurde, um zu ermitteln, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet oder nicht.
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Um unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden, wird der zweite Umfeldsensor 32 bei einem sehr niedrigen Verluststrom vollständig durch den Schalter 60, der allgemein zum Beispiel als ein Netzschalter ausgebildet sein kann, ausgeschaltet, wenn er nicht verwendet wird. Der Schalter 60 wird durch den Mikrocontroller 20 und somit insbesondere durch einen Abtastungsalgorithmus digital gesteuert.
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Wenn das Messergebnis des ersten Umfeldsensors 31 nicht klar genug war, um eine klare und zuverlässige Entscheidung über den Besetzt-Status der Parklücke zu treffen, aktiviert der Algorithmus den zweiten Umfeldsensor 32 gemäß den folgenden beispielhaften Schritten:
- 1. Einschalten des zweiten Umfeldsensors 32 durch Aktivieren oder Ansteuern des Schalters 60.
- 2. Durchführen einer Messung mittels des zweiten Umfeldsensors 32, die zum Beispiel spezifisch dafür ausgerichtet ist, den zweiten Umfeldsensor 32 beim niedrigsten Energieverbrauch ordnungsgemäß zu betreiben.
- 3. Ausschalten oder Deaktivieren des zweiten Umfeldsensors 32 durch Aktiveren oder Ansteuern des Schalters 60.
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Wenn das Messergebnis des zweiten Umfeldsensors 305 anzeigt, dass sich der Besetzt-Status einer Parklücke geändert hat, wird der Statuswechsel über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 40 zum Beispiel einem System-Gateway und schließlich dem entfernten Rechner mitgeteilt, und der Mikrocontroller 20 geht in den Ruhemodus über. Wenn das Messergebnis jedoch ergibt, dass sich der Besetzt-Status der Parklücke seit der letzten Datenübertragung mittels der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 40 nicht geändert hat, geht der Mikrocontroller 20 sofort in den Ruhemodus über.
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Der erste Umfeldsensor 31 ist beispielsweise ein magnetischer Sensor (Magnetfeldsensor) und der zweite Umfeldsensor 32 ist ein auf Radar basierendes Sensorelement, idealerweise ein Ultrabreitband (UWB) und frequenzgestufter Continuous Wave Radar-Empfänger (FSCW). Um das Konzept des sehr geringen Energieverbrauchs umzusetzen, ist beispielsweise vorgesehen, eine Anzahl genutzter Frequenzen im Messverfahren zu reduzieren, um eine Messzeit zu begrenzen. Des Weiteren ist beispielsweise vorgesehen, dass das Radarsignalverfahren auf ein Minimum reduziert wird, indem eine Verarbeitung der Rohdaten, die von der Radareinheit zur Verfügung gestellt werden, in der Zeitdomäne (Zeitbereich) durchgeführt wird und nicht wie üblich in der Frequenzdomäne (Frequenzbereich). Die Signalverarbeitung wird im Mikrocontroller 20 durchgeführt und das Durchführen einer Zeit-Frequenz-Domäne Signalanalyse und die Bearbeitung erfordern hohe Rechenressourcen. In der Regel ist es nicht notwendig, die tatsächliche Entfernung (zum Beispiel in cm) vom Radarsensor zum Fahrzeug über den Sensor zu ermitteln, sondern lediglich eine Ja/Unsicher-Entscheidung. Also, dass ein Fahrzeug dort steht oder dass eine Aussage nicht sicher getroffen werden kann. Somit kann der Aufwand der Signalverarbeitung nochmals weiter reduziert werden. Zudem ist beispielsweise vorgesehen, das Frequenzband im 2,4 GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical Band) für eine weltweite Nutzung zu wählen.
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Durch das Vorsehen des Magnetfeldsensors als erster Umfeldsensor wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine einfache und Strom sparende sensorische Erfassung des Umfelds der Sensorvorrichtung bewirkt werden kann. In der Regel ist eine sensorische Erfassung mittels eines Magnetfeldsensors ausreichend, um ein Objekt in dem Umfeld zu detektieren. So kann bereits in der Regel mittels des Magnetfeldsensors zuverlässig festgestellt werden, ob sich in dem Umfeld ein Objekt befindet oder nicht. Aufgrund der Verwendung eines Sensors als zweiten Umfeldsensor, der elektromagnetische Strahlung aussendet oder auch detektieren kann wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass hier besonders zuverlässig festgestellt werden kann, ob basierend auf der entsprechenden Umfeldmessung mittels des zweiten Umfeldsensors sich ein Objekt in dem Umfeld befindet oder nicht. Insbesondere die Verwendung des Radarsensors weist den Vorteil auf, dass eine zuverlässige Objektdetektion unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen zuverlässig möglich ist. Zum Beispiel kann ein Radarsensor noch dann zuverlässig das Umfeld erfassen, wenn zum Beispiel ein Infrarot- oder ein Ultraschallsensor dies nicht mehr zuverlässig können. Zum Beispiel lässt eine Detektionsempfindlichkeit eines Infrarot- oder auch Ultraschallsensors nach, wenn sich auf dem Umfeldsensor zum Beispiel Schnee oder Dreck angesammelt hat.
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Die Kombination zweier Sensoren ermöglicht ein sehr robustes ausfallsicheres Sensorsystem. Weiterhin sind ein kostengünstiger Betrieb und eine geringe Wartung in einem einzigen Element (Sensorvorrichtung) möglich. Ferner kann die Sensorvorrichtung einfach entwickelt und installiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015202782 A1 [0004]
