DE102017107386A1

DE102017107386A1 - Method for operating an ultrasonic sensor for a motor vehicle, wherein a reflection angle is determined on the object depending on a phase shift of an echo signal

Info

Publication number: DE102017107386A1
Application number: DE102017107386.8A
Authority: DE
Inventors: Fabian Haag
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2018-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors (5a) einer Ultraschallsensorvorrichtung (5) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei mittels einer Sendeeinrichtung (6) des Ultraschallsensors (5a) ein Ultraschallsignal (8) in eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) ausgesendet wird und ein Echosignal (9) des Ultraschallsignals (8) durch eine Empfangseinrichtung (7) des Ultraschallsensors (5a) empfangen wird, wobei für eine Bestimmung einer Entfernung (12) eines Objekts (3) in der Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) zum Ultraschallsensor (5a) das Echosignal (9) mit einem Referenzsignal korreliert wird, und bei einem Überschreiten eines Ähnlichkeitsschwellwerts des Echosignals und des Ultraschallsignals (8) im korrelierten Signal eine Phasenverschiebung (P) des Echosignals (9) zum Ultraschallsignal (8), aufgrund einer Reflexion des Ultraschallsignals (8) an dem Objekt (3), bestimmt wird, wobei abhängig von der Phasenverschiebung (P) ein Reflexionswinkel (a) am Objekt (3) bestimmt wird und abhängig vom Reflexionswinkel (a) eine Orientierung des Echosignals (9) bestimmt wird.

The invention relates to a method for operating an ultrasound sensor (5a) of an ultrasound sensor device (5) for a motor vehicle (1), wherein an ultrasound signal (8) into an environment (4) of the motor vehicle (8) by means of a transmitting device (6) of the ultrasound sensor (5a). 1) is emitted and an echo signal (9) of the ultrasound signal (8) is received by a receiving device (7) of the ultrasound sensor (5a), wherein for determining a distance (12) of an object (3) in the environment (4) of Motor vehicle (1) to the ultrasonic sensor (5a) the echo signal (9) is correlated with a reference signal, and when a similarity threshold of the echo signal and the ultrasonic signal (8) in the correlated signal, a phase shift (P) of the echo signal (9) to the ultrasonic signal ( 8), due to a reflection of the ultrasonic signal (8) on the object (3), is determined, wherein depending on the phase shift (P), a reflection angle (a) at Ob jekt (3) is determined and depending on the reflection angle (a) an orientation of the echo signal (9) is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Mittels einer Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors wird ein Ultraschallsignal in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgesendet. Ein Echosignal des Ultraschallsignals wird von einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs durch eine Empfangseinrichtung des Ultraschallsensors empfangen. Für eine Bestimmung einer Entfernung des Objekts zum Ultraschallsensor wird das Echosignal mit einem Referenzsignal korreliert. Beim Überschreiten eines Ähnlichkeitsschwellwerts des Echosignals und des Ultraschallsignals im korrelierten Signal wird eine Phasenverschiebung des Echosignals zum Ultraschallsignal, aufgrund einer Reflexion des Ultraschallsignals am Objekt, bestimmt.The invention relates to a method for operating an ultrasonic sensor of an ultrasonic sensor device for a motor vehicle. By means of a transmitting device of the ultrasonic sensor, an ultrasonic signal is emitted in an environment of the motor vehicle. An echo signal of the ultrasonic signal is received by an object in the vicinity of the motor vehicle by a receiving device of the ultrasonic sensor. For a determination of a distance of the object to the ultrasonic sensor, the echo signal is correlated with a reference signal. When a similarity threshold value of the echo signal and the ultrasound signal in the correlated signal is exceeded, a phase shift of the echo signal to the ultrasound signal, due to reflection of the ultrasound signal on the object, is determined.

Ultraschallsensoren an Kraftfahrzeugen sind insbesondere zur Distanzmessung von Objekten ausgebildet. Diese Distanzmessung beruht auf einer Laufzeitmessung von Schallwellen in der Luft, die vom Ultraschallsensor ausgesendet, von Hindernissen zurückgeworfen und vom Ultraschallsensor wieder empfangen werden. Um ein empfangenes Echosignal zu identifizieren werden diverse Filter eingesetzt, beispielsweise Korrelatoren, die das ausgesendete Ultraschallsignal mit dem empfangenen Echosignal vergleichen und über die Zeitverzögerung (Time-of-flight) auf die Entfernung des Objekts schließen. Mit dem Stand der Technik kann lediglich eine Entfernung, jedoch keine Richtung bestimmt werden, in der sich das Objekt befindet. Die Richtung, in der sich das Hindernis befindet, wird heutzutage im Systemverbund, also mittels mehreren Ultraschallsensoren, bestimmt, indem die Auswertung für mehrere Ultraschallsensoren mit geometrischen Methoden kombiniert wird. Beispielsweise kann mittels der Trilateration oder mittels einer Multilateration die Richtung bestimmt werden. Dies hat den Nachteil, dass die Wirkrichtungen der Ultraschallsensoren dazu in einer Ebene angeordnet sein müssen und nicht auf einer Linie angeordnet sein können, wie dies beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug-Einparksystemen am Stoßfänger der Fall ist. Des Weiteren erfordert die Richtungsbestimmung auf Systemebene eine hohe Messzeit und es existieren sehr oft Uneindeutigkeiten.Ultrasonic sensors on motor vehicles are designed in particular for the distance measurement of objects. This distance measurement is based on a transit time measurement of sound waves in the air, which are emitted by the ultrasonic sensor, reflected by obstacles and received by the ultrasonic sensor again. In order to identify a received echo signal, various filters are used, for example correlators, which compare the emitted ultrasound signal with the received echo signal and conclude the distance of the object via the time-of-flight. With the prior art, only a distance, but no direction can be determined, in which the object is located. The direction in which the obstacle is located is nowadays determined in the system combination, ie by means of a plurality of ultrasonic sensors, by combining the evaluation for several ultrasonic sensors with geometric methods. For example, the direction can be determined by trilateration or by multilateration. This has the disadvantage that the effective directions of the ultrasonic sensors must be arranged in a plane and can not be arranged in a line, as is the case for example in a motor vehicle parking systems on the bumper. Furthermore, the system-level direction determination requires a long measurement time and very often ambiguities exist.

Auf der Ebene der Ultraschallsensoren besteht heutzutage zusätzlich die Möglichkeit, die Richtungsbestimmung über die Auswertung von mehreren Echosignalen desselben Objekts vorzunehmen. Dies bedarf einerseits der Kenntnis, wie viele Echosignale das zu bestimmende Objekt zurückwirft. Andererseits muss der Ultraschallsensor eine sehr hohe zeitliche Auflösung sicherstellen, da Echosignale desselben Objekts insbesondere nur sehr geringe Laufzeitunterschiede aufweisen.At the level of the ultrasonic sensors, it is additionally possible to carry out the direction determination via the evaluation of several echo signals of the same object. On the one hand, this requires knowledge of how many echo signals reflect the object to be determined. On the other hand, the ultrasonic sensor must ensure a very high temporal resolution, since echo signals of the same object have in particular only very small differences in transit time.

Die DE 10 2007 060 346 A1 offenbart ein Verfahren zur Laufzeitmessung mittels Ultraschall. Ein komplexes Sendesignal wird erzeugt, mit dem zumindest ein Ultraschallsensor durch Aussenden eines Ultraschallpulses angesteuert wird. Mit zumindest einem Ultraschallempfänger wird der Ultraschallpuls nach Durchlaufen einer Übertragungsstrecke empfangen und in ein komplexes Empfangssignal gewandelt. Das komplexe Empfangssignal wird mit dem komplexen Sendesignal korreliert, um ein komplexes Korrelationssignal zu erhalten. Das Korrelationssignal wird nicht nur nach Betrag, sondern auch nach Phase ausgewertet, um eine Laufzeit des Ultraschallsignals auf der Übertragungsstrecke zu bestimmen. Das im Stand der Technik dargestellte Verfahren dient lediglich zur Verbesserung der Laufzeitmessung, jedoch nicht zu einer Richtungsbestimmung des Objekts, welche hier sogar unerwünscht ist und kompensiert wird.The DE 10 2007 060 346 A1 discloses a method for transit time measurement by means of ultrasound. A complex transmission signal is generated, with which at least one ultrasonic sensor is triggered by emitting an ultrasonic pulse. With at least one ultrasonic receiver, the ultrasonic pulse is received after passing through a transmission path and converted into a complex reception signal. The complex received signal is correlated with the complex transmission signal to obtain a complex correlation signal. The correlation signal is evaluated not only by amount but also by phase to determine a transit time of the ultrasonic signal on the transmission path. The method shown in the prior art is only to improve the transit time measurement, but not to a direction determination of the object, which is even undesirable here and is compensated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, eine Ultraschallsensorvorrichtung, eine Anordnung, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug aufzuzeigen, mittels welchem bzw. welcher eine vereinfachte Richtungsbestimmung eines Objekts in der Umgebung des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann.The object of the present invention is to disclose a method, an ultrasonic sensor device, an arrangement, a driver assistance system and a motor vehicle, by means of which or which a simplified direction determination of an object in the surroundings of the motor vehicle can be realized.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine Ultraschallsensorvorrichtung, eine Anordnung, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved by a method, an ultrasonic sensor device, an arrangement, a driver assistance system and a motor vehicle according to the independent claims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Mittels einer Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors wird ein Ultraschallsignal in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgesendet und ein Echosignal des Ultraschallsignals wird von einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs durch eine Empfangseinrichtung des Ultraschallsensors empfangen. Für eine Bestimmung einer Entfernung des Objekts zum Ultraschallsensor wird das Echosignal mit einem Referenzsignal korreliert und beim Überschreiten eines Ähnlichkeitsschwellwerts des Echosignals und des Ultraschallsignals im korrelierten Signal wird eine Phasenverschiebung des empfangenen Echosignals zum ausgesendeten Ultraschallsignal, aufgrund einer Reflexion des Ultraschallsignals an einem Objekt, bestimmt.One aspect of the invention relates to a method for operating an ultrasonic sensor of an ultrasonic sensor device for a motor vehicle. By means of a transmitting device of the ultrasonic sensor, an ultrasonic signal is emitted into an environment of the motor vehicle and an echo signal of the ultrasonic signal is received by an object in the surroundings of the motor vehicle by a receiving device of the ultrasonic sensor. For a determination of a distance of the object to the ultrasound sensor, the echo signal is correlated with a reference signal and when a similarity threshold of the echo signal and the ultrasound signal in the correlated signal is exceeded, a phase shift of the received echo signal to the emitted ultrasound signal due to reflection of the ultrasound signal on an object is determined.

Abhängig von der Phasenverschiebung wird ein Reflexionswinkel des Echosignals am Objekt bestimmt und abhängig vom Reflexionswinkel eine Orientierung des Echosignals zu einer Senderichtung des Ultraschallsensors bestimmt. Somit ist es sensorintern möglich die Richtungsbestimmung des Objekts in der Umgebung durchzuführen. Insbesondere kann abgängig von der Phasenverschiebung der Reflexionswinkel oder die Kombination mehrerer Reflexionswinkel des Echosignals am Objekt oder mehreren Objekten bestimmt und abhängig vom Reflexionswinkel oder der Kombination mehrerer Reflexionswinkel eine Orientierung des Echosignals zu der Sendeeinrichtung bestimmt. Somit ist es sensorintern möglich die Richtungsschätzung des Objekts in der Umgebung durchzuführen.Depending on the phase shift, a reflection angle of the echo signal is determined on the object and, depending on the reflection angle, an orientation of the echo signal to a transmission direction of the ultrasound sensor is determined. Thus it is inside the sensor it is possible to determine the direction of the object in the environment. In particular, the angle of reflection or the combination of a plurality of reflection angles of the echo signal at the object or a plurality of objects can be determined independently of the phase shift, and an orientation of the echo signal to the transmitting device is determined as a function of the reflection angle or the combination of a plurality of reflection angles. Thus it is possible within the sensor to carry out the direction estimation of the object in the environment.

Als Orientierung kann auch die Richtung des Echosignals angesehen werden. Somit kann sensorintern auf die Richtung des Objekts in der Umgebung geschlossen werden. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass auch bei einer großen Entfernung des Objekts zum Ultraschallsensor eine Richtungsbestimmung durchgeführt werden kann, da die mittels des Verfahrens die Richtungsbestimmung unabhängig von den Laufzeitunterschieden durchgeführt wird. Dadurch ist eine zuverlässigere Richtungsbestimmung mit nur einem Ultraschallsensor ermöglicht.As an orientation, the direction of the echo signal can also be considered. Thus it can be closed inside the sensor to the direction of the object in the environment. In particular, this makes it possible that a direction determination can be carried out even with a large distance of the object to the ultrasonic sensor, since the direction determination is carried out independently of the propagation time differences by means of the method. This allows a more reliable direction determination with only one ultrasonic sensor.

Als Reflexionswinkel ist vorliegend der halbe Winkel zwischen dem auf das Objekt einfallende Ultraschallsignal und dem reflektierten Ultraschallsignal, mit anderen Worten dem Echosignal, bei einem rechtwinkligen Einfall sind dies beispielsweise 0°, zu betrachten. Mit anderen Worten entspricht der Reflexionswinkel insbesondere gleich dem Einfallswinkel des Ultraschallsignals minus 90°. In sbesondere kann dies auch bei einer Mehrzahl von Objekten durchgeführt werden, da der Signalbereich um das Echosignal betrachtet wird.In this case, the angle of reflection is half the angle between the ultrasonic signal incident on the object and the reflected ultrasonic signal, in other words the echo signal; in the case of a right-angle incidence, these are, for example, 0 °. In other words, the reflection angle corresponds in particular to the angle of incidence of the ultrasonic signal minus 90 °. In particular, this can also be carried out on a plurality of objects, since the signal range around the echo signal is considered.

Als Beispiel sei hier eine Wand als Objekt beschrieben. Die Wand wirft zum einen ein direktes Echosignal zurück, dass orthogonal von der Wand reflektiert wird und dessen Pfad bei senkrecht stehender Wand genau horizontal in Höhe des Ultraschallsensors verläuft. Ein zweites Echosignal wird von einem Kantenbereich der Wand mit dem Boden zurückgeworfen. Insbesondere kann bei zunehmender Entfernung des Ultraschallsensors zur Wand der Laufzeitunterschied der beiden Pfade nicht mehr aufgelöst werden und die Möglichkeit mit der Auswertung von mehreren Echosignalen wird daher unsicher. Ist somit ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt groß kann mittels dieser beschriebenen Methode nicht mehr zwischen den beiden Pfaden (senkrechte Wand und Kantenbereich) unterschieden werden, da bei der Wand die beiden Echosignale zeitlich nicht mehr aufgelöst werden können und als ein einziges Echosignal erscheinen. Beispielsweise für Kraftfahrzeug-Umfelderfassungssysteme ist die Unterscheidung zwischen diesen beiden Pfaden aber wichtig, da insbesondere niedrige Objekte (Pfad beim Kantenbereich) notfalls überfahren werden können, während eine Wand dagegen nicht überfahren werden kann. Mittels der Phasenverschiebung der unterschiedlichen Echosignale aufgrund der Reflexion an dem Objekt kann ein Reflexionswinkel bestimmt werden und dadurch bestimmt werden, ob beispielsweise das Objekt überfahren werden kann. Insbesondere bei dem laufzeitkompensierten Phasenversatz kann dann die Phasenverschiebung mit betrachtet werden. Somit kann beim Echosignal eine Unterscheidung zwischen einer Wand und einem Bordstein auch dann noch ermöglicht werden, wenn die Entfernung des Ultraschallsensors zum Objekt groß ist.As an example, let us describe a wall as an object. The wall, on the one hand, gives back a direct echo signal, which is reflected orthogonally by the wall and whose path, when the wall is vertical, runs exactly horizontally at the level of the ultrasonic sensor. A second echo signal is reflected from an edge region of the wall to the ground. In particular, with increasing distance of the ultrasonic sensor to the wall, the transit time difference of the two paths can no longer be resolved and the possibility of evaluating a plurality of echo signals is therefore uncertain. Thus, if a distance between the ultrasound sensor and the object is large, it is no longer possible to distinguish between the two paths (vertical wall and edge region) using the method described, since the two echo signals can no longer be temporally resolved in the wall and appear as a single echo signal , For motor vehicle surroundings detection systems, however, the distinction between these two paths is important, since in particular low objects (path at the edge area) can be run over if necessary, while a wall can not be run over. By means of the phase shift of the different echo signals due to the reflection at the object, a reflection angle can be determined and thereby determined whether, for example, the object can be run over. In particular, in the case of the propagation-time compensated phase offset, the phase shift can then be considered. Thus, in the echo signal, a distinction between a wall and a curb can be made even if the distance of the ultrasonic sensor to the object is large.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann zur Bestimmung der Phasenverschiebung eine Laufzeitkompensation des Ultraschallsignals mit dem Echosignal oder des Echosignals mit dem Ultraschallsignal durchgeführt werden. Insbesondere ist unter der Laufzeitkompensation eine Verschiebung der Signale um die unterschiedliche Laufzeit zu verstehen. Mit anderen Worten, sollte ein Ultraschallsignal ausgesendet werden und beispielsweise 50 ms später als Echosignal bei dem Ultraschallsensor ankommen, so kann das gesendete Ultraschallsignal beim Vergleich um 50 ms verschoben werden, beziehungsweise kann das Echosignal und 50 ms verschoben werden, so dass die beiden Signale laufzeitunabhängig miteinander verglichen werden können. Insbesondere ist hierbei wichtig, dass sich der Beginn des Ultraschallsignals mit dem Beginn des Echosignals überlagert. Damit ist es ermöglicht, dass ein verbesserter Vergleich der Ultraschallsignale mit den Echosignalen durchgeführt werden kann. Somit kann besonders zuverlässig die Phasenverschiebung bestimmt werden.According to an advantageous embodiment, a delay compensation of the ultrasound signal with the echo signal or the echo signal with the ultrasound signal can be carried out to determine the phase shift. In particular, the term compensation means a shift of the signals around the different transit time. In other words, should an ultrasound signal be transmitted and arrive, for example, 50 ms later than echo signal at the ultrasonic sensor, the transmitted ultrasonic signal can be shifted by 50 ms during comparison, or the echo signal and 50 ms can be moved, so that the two signals run time independent can be compared with each other. In particular, it is important that the beginning of the ultrasonic signal is superimposed with the beginning of the echo signal. This makes it possible that an improved comparison of the ultrasonic signals with the echo signals can be performed. Thus, the phase shift can be determined particularly reliable.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Bestimmung der Phasenverschiebung eine Einhüllende des Ultraschallsignals erzeugt wird und mit einer erzeugten Einhüllenden des Echosignals verglichen wird. Unter der Einhüllenden ist insbesondere die Hüllkurve zu verstehen. Bei der Hüllkurve handelt es sich um eine Kurve, die eine Kurvenschar einhüllt, das heißt die Hüllkurve berührt jede Scharkurve des Ultraschallsignals beziehungsweise des Echosignals. Insbesondere kann durch den Vergleich der Einhüllenden des Ultraschallsignals mit der Einhüllenden des Echosignals ein einfacher Vergleich, insbesondere eine einfache Korrelation, der beiden Signale durchgeführt werden.It has also proven to be advantageous if an envelope of the ultrasound signal is generated to determine the phase shift and is compared with a generated envelope of the echo signal. The envelope is to be understood in particular as the envelope curve. The envelope is a curve that envelops a set of curves, that is, the envelope touches each curve of the ultrasonic signal or the echo signal. In particular, a simple comparison, in particular a simple correlation, of the two signals can be carried out by comparing the envelope of the ultrasound signal with the envelope of the echo signal.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Bestimmung der Phasenverschiebung ein Amplitudenmaximum der Einhüllenden des Ultraschallsignals mit einem Amplitudenmaximum der Einhüllenden des Echosignals verglichen wird. Insbesondere durch den Vergleich des Amplitudenmaximums der Einhüllenden des Ultraschallsignals mit dem Amplitudenmaximum der Einhüllenden des Echosignals kann besonders zuverlässig und genau eine Phasenverschiebung bestimmt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass der zeitliche Versatz der beiden Amplitudenmaxima, insbesondere nach der Laufzeitkompensation, verglichen wird.It has also proved to be advantageous if, for determining the phase shift, an amplitude maximum of the envelope of the ultrasonic signal is compared with an amplitude maximum of the envelope of the echo signal. In particular, by comparing the amplitude maximum of the envelope of the ultrasonic signal with the amplitude maximum of the envelope of the Echo signal can be determined very reliable and exactly a phase shift. In particular, it is provided that the temporal offset of the two amplitude maxima, in particular after the delay compensation, is compared.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Sendeeinrichtung zum Senden des Ultraschallsignals mit einer begrenzten Anzahl von elektrischen Schwingungen fester Frequenz angeregt werden. Insbesondere kann es sich dabei um einen sogenannten Signal-Burst endlicher Länge handeln. Insbesondere können dadurch sehr einfach ein zeitlicher Beginn des Ultraschallsignals und ein zeitliches Ende des Ultraschallsignals bestimmt werden, sodass ein späteres Korrelieren mit dem Referenzsignal vereinfacht ist.According to a further advantageous embodiment, the transmitting device can be excited to transmit the ultrasonic signal with a limited number of electrical oscillations of fixed frequency. In particular, this may be a so-called signal burst of finite length. In particular, a temporal beginning of the ultrasound signal and a temporal end of the ultrasound signal can thereby be determined very simply, so that a subsequent correlation with the reference signal is simplified.

Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn ein Ultraschallsignal erzeugt wird, dessen Einhüllende unsymmetrisch zu einem zeitlichen Mittelwert bezüglich der gesamten Zeitdauer des Ultraschallsignals ist. Insbesondere lässt sich dadurch sehr einfach bestimmen, wie das Echosignal laufzeitkompensiert phasenverschoben ist.It is likewise advantageous if an ultrasound signal is generated whose envelope is asymmetrical to a time average with respect to the entire duration of the ultrasound signal. In particular, this makes it very easy to determine how the echo signal is phase-shifted with respect to the propagation time.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Phasenverschiebung in einem Bruchteil zu 2π bestimmt wird. Insbesondere kann durch die Bestimmung des Bruchteils zu 2π aus der Phasenverschiebung sehr einfach auf den Reflexionswinkel zurückgeschlossen werden.It has also proved to be advantageous if the phase shift is determined in a fraction of 2π. In particular, it is very easy to deduce the reflection angle by determining the fraction of 2π from the phase shift.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der Reflexionswinkel bei der Bestimmung einer Eigenschaft des Objekts mit berücksichtigt wird. Insbesondere haben unterschiedliche Eigenschaften des Objekts unterschiedlichen Einfluss auf den Reflexionswinkel. Auf Basis des bestimmten Reflexionswinkels kann dann auf die Eigenschaft des Objekts zurückgeschlossen werden. Dadurch ist ermöglicht, dass eine verbesserte Objekterkennung mittels des Ultraschallsensors durchgeführt werden kann.It has furthermore proved to be advantageous if the angle of reflection is taken into account when determining a property of the object. In particular, different properties of the object have different effects on the reflection angle. Based on the specific reflection angle, it is then possible to deduce the property of the object. This makes it possible that an improved object detection can be performed by means of the ultrasonic sensor.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn als eine Eigenschaft ein geometrischer Parameter und/oder ein materieller Parameter bestimmt wird. Insbesondere durch den geometrischen Parameter und/oder dem materiellen Parameter können somit wichtige Informationen zu dem Objekt von dem Ultraschallsensor beispielsweise an das Kraftfahrzeug beziehungsweise an ein Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs weitergegeben werden, sodass eine weitere Verarbeitung bezüglich der geometrischen Parameter und/oder materieller Parameter des Objekts durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann dann entschieden werden, ob das Objekt bezüglich seiner geometrischen Form oder bezüglich seiner materiellen Eigenschaft von dem Kraftfahrzeug überfahren werden kann oder nicht. Dies kann insbesondere bei Kraftfahrzeug-Einparksystemen sehr vorteilhaft sein, da beispielsweise Bordsteine beim Einfahren überfahren werden können, während höhere Wände nicht überfahren werden können.It has furthermore proved to be advantageous if a geometric parameter and / or a material parameter is determined as a property. In particular, by the geometric parameter and / or the material parameter important information about the object of the ultrasonic sensor can be passed, for example, to the motor vehicle or to a driver assistance system of the motor vehicle, so carried out a further processing with respect to the geometrical parameters and / or material parameters of the object can be. For example, it can then be decided whether the object can be run over by the motor vehicle with regard to its geometric shape or with respect to its material property or not. This can be very advantageous, in particular in motor vehicle parking systems, since, for example, curbs can be run over during retraction, while higher walls can not be driven over.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ultraschallsensorvorrichtung zumindest einen zweiten Ultraschallsensor aufweist, wobei mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise einer vorteilhaften Ausführungsform davon eine Orientierungserkennung des Objekts durchgeführt wird und zusätzlich die Orientierungserkennung mittels einer Trilateration bestimmt wird. Insbesondere kann dadurch die Orientierungserkennung des Objekts verbessert werden, da beispielsweise eine Verifizierung der Trilateration mittels des Verfahrens durchgeführt werden kann oder mittels der Trilateration eine Verifizierung des Verfahrens durchgeführt werden kann. Dadurch kann besonders zuverlässig und sicher die Orientierungserkennung durchgeführt werden, sodass insbesondere eine verbesserte Objekterkennung durch den Ultraschallsensor durchgeführt werden kann.It has furthermore proven to be advantageous if the ultrasound sensor device has at least one second ultrasound sensor, wherein by means of the method according to the invention or an advantageous embodiment thereof an orientation detection of the object is carried out and additionally the orientation recognition is determined by means of a trilateration. In particular, this can improve the orientation recognition of the object since, for example, a verification of the trilateration can be carried out by means of the method or a verification of the method can be carried out by means of the trilateration. As a result, the orientation recognition can be carried out particularly reliably and reliably, so that, in particular, an improved object recognition can be carried out by the ultrasonic sensor.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Ultraschallsensorvorrichtung mit zumindest einem Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug. Der Ultraschallsensor weist eine Sendeeinrichtung zum Senden von Ultraschallsignalen auf. Ferner weist der Ultraschallsensor eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Echosignals der Ultraschallsignale auf. Ferner weist der Ultraschallsensor eine Steuerungseinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine vorteilhafte Ausführungsform davon durchzuführen.The invention also relates to an ultrasonic sensor device having at least one ultrasonic sensor for a motor vehicle. The ultrasonic sensor has a transmitting device for transmitting ultrasonic signals. Furthermore, the ultrasonic sensor has a receiving device for receiving an echo signal of the ultrasonic signals. Furthermore, the ultrasonic sensor has a control device which is designed to carry out a method according to the invention or an advantageous embodiment thereof.

Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei erfindungsgemäßen Ultraschallsensoren. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest einem erfindungsgemäßen Ultraschallsensor und/oder einer erfindungsgemäßen Anordnung. Das Fahrassistenzsystem ist insbesondere dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einer Information des zumindest einen Ultraschallsensors und/oder der Anordnung eine Objekterkennung durchzuführen.Furthermore, the invention relates to an arrangement for a motor vehicle with at least two ultrasonic sensors according to the invention. The invention likewise relates to a driver assistance system having at least one ultrasound sensor according to the invention and / or an arrangement according to the invention. The driver assistance system is in particular designed to perform an object recognition in dependence on information of the at least one ultrasound sensor and / or the arrangement.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem und/oder mit einer erfindungsgemäßen Ultraschallsensorvorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.The invention further relates to a motor vehicle with a driver assistance system according to the invention and / or with an ultrasound sensor device according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ultraschallsensorvorrichtung, der erfindungsgemäßen Anordnung, des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems sowie des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen. Die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, die erfindungsgemäße Anordnung, das erfindungsgemäße Fahrassistenzsystem und das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale, wie insbesondere zumindest einen Sensor und eine-Auswerte- und Steuereinheit, auf, welche eine Durchführung des Verfahrens beziehungsweise eine vorteilhafte Ausführungsform davon ermöglichen.Advantageous embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the inventive ultrasonic sensor device, the inventive arrangement, the driver assistance system according to the invention and the motor vehicle according to the invention. The inventive Ultrasonic sensor device, the arrangement according to the invention, the driver assistance system according to the invention and the motor vehicle according to the invention have physical features, such as in particular at least one sensor and an evaluation and control unit, which allow an implementation of the method or an advantageous embodiment thereof.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Information zumindest eines weiteren Sensors, wie beispielsweise eines Temperatursensors und/oder eines Luftfeuchtigkeitssensors und/oder weiterer Sensorarten mit bei der Bestimmung des Reflexionswinkel berücksichtigt werden. Der zumindest eine weitere Sensor kann Teil des Ultraschallsensors und/oder der Ultraschallsensorvorrichtung und/oder des Kraftfahrzeugs sein.In particular, it may be provided that an information of at least one further sensor, such as a temperature sensor and / or a humidity sensor and / or other types of sensors are taken into account in the determination of the reflection angle. The at least one further sensor may be part of the ultrasound sensor and / or the ultrasound sensor device and / or of the motor vehicle.

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 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 aus den separierten 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. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungsformen als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone are usable not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation without the scope of the invention leave. There are thus also embodiments of the invention as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but emerge from the separated combinations of features from the described embodiments and can be generated. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Furthermore, embodiments and combinations of features, in particular by the embodiments set forth above, are to be regarded as disclosed, which go beyond or deviate from the combinations of features set out in the back references of the claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings.

Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ultraschallsensorvorrichtung;
2 schematisch einen Reflexionsgang eines Ultraschallsignals einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors;
3 schematisch einen weiteren Reflexionsgang eines Ultraschallsignals einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors;
4 ein Zeit-Signalstärke-Diagramm eines Ultraschallsignals einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors;
5 ein weiteres Zeit-Signalstärke-Diagramm eines Ultraschallsignals einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors;
6 ein Zeit-Signalstärke-Diagramm eines Echosignals einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors; und
7 einen Vergleich des Zeit-Signalstärke-Diagramms des Ultraschallsignals mit dem Zeit-Signalstärke-Diagramm des Echosignals einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors.

Showing:

1 a schematic plan view of an embodiment of a motor vehicle according to the invention with an embodiment of an ultrasonic sensor device according to the invention;
2 schematically a reflection path of an ultrasonic signal of an embodiment of an ultrasonic sensor;
3 schematically a further reflection path of an ultrasonic signal of an embodiment of an ultrasonic sensor;
4 a time signal strength diagram of an ultrasonic signal of an embodiment of an ultrasonic sensor;
5 another time-signal strength diagram of an ultrasonic signal of an embodiment of an ultrasonic sensor;
6 a time signal strength diagram of an echo signal of an embodiment of an ultrasonic sensor; and
7 a comparison of the time signal strength diagram of the ultrasonic signal with the time signal strength diagram of the echo signal of an embodiment of an ultrasonic sensor.

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

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in der Umgebung 4 des Kraftahrzeugs 1 befindet erfasst werden. Insbesondere kann mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ein Abstand zwischen dem Kraftahrzeug 1 und dem Objekt 3 bestimmt werden. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention. The car 1 is formed in the present embodiment as a passenger car. The car 1 includes a driver assistance system 2 , With the driver assistance system 2 can for example be an object 3 , which is in the area 4 of the motor vehicle 1 be detected. In particular, by means of the driver assistance system 2 a distance between the motor vehicle 1 and the object 3 be determined.

Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zumindest eine Ultraschallsensorvorrichtung 5. Die Ultraschallsensorvorrichtung 5 wiederum weist zumindest einen Ultraschallsensor 5a auf. Der Ultraschallsensor 5a umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mittels welcher zumindest ein Ultraschallsignal 8, insbesondere mehrere Ultraschallsignale 8, ausgesendet werden kann/können. Die Ultraschallsensorvorrichtung 5 ist vorliegend an einem Frontbereich des Kraftahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultraschallsensorvorrichtung 5 kann auch an anderen Bereichen, beispielsweise an einem Heckbereich oder einem Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet werden. Das folgende Beispiel ist also nicht abschließend zu betrachten, sondern dient lediglich zur Veranschaulichung.The driver assistance system 2 comprises at least one ultrasonic sensor device 5 , The ultrasonic sensor device 5 in turn has at least one ultrasonic sensor 5a on. The ultrasonic sensor 5a comprises a transmitting device 6 , by means of which at least one ultrasonic signal 8th , in particular a plurality of ultrasonic signals 8th , can be sent out. The ultrasonic sensor device 5 is present at a front area of the motor vehicle 1 arranged. The ultrasonic sensor device 5 can also be at other areas, for example at a rear area or a side area of the motor vehicle 1 to be ordered. The following example is therefore not exhaustive, but is merely illustrative.

Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Ultraschallsignale 8 innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsbereichs E bzw. eines vorbestimmten Winkelbereichs, mittels einer Membran, ausgesendet werden.With the transmitting device 6 can the ultrasound signals 8th be emitted within a predetermined detection range E or a predetermined angle range, by means of a membrane.

Darüber hinaus umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 5 eine Empfangseinrichtung 7, mittels welcher reflektierte Ultraschallsignale als Echosignale 9, welche vom Objekt 3 reflektiert wurden, insbesondere über die Membran empfangen werden können. Mit der Empfangseinrichtung 7 können also von dem Objekt 3 reflektierte Ultraschallsignale 9 als Empfangssignal empfangen werden. Ferner kann die Ultraschallsensorvorrichtung 5 eine Steuerungseinrichtung S aufweisen, die beispielsweise durch ein Mikrocontroller und/oder ein digitalen Signalprozessor gebildet sein kann. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 10, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU-electronic control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die Steuerungseinrichtung 10 ist zur Datenübertragung mit der Ultraschallsensorvorrichtung 5 verbunden. Die Datenübertragung kann beispielsweise über den Datenbus des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen.In addition, the ultrasonic sensor device comprises 5 a receiving device 7 . by means of which reflected ultrasound signals as echo signals 9 which of the object 3 were reflected, in particular can be received via the membrane. With the receiving device 7 so can from the object 3 reflected ultrasonic signals 9 received as a received signal. Furthermore, the ultrasonic sensor device 5 a control device S, which may be formed for example by a microcontroller and / or a digital signal processor. The driver assistance system 2 further comprises a controller 10 , for example, by an electronic control unit (ECU-electronic control unit) of the motor vehicle 1 can be formed. The control device 10 is for data transmission with the ultrasonic sensor device 5 connected. The data transmission can, for example, via the data bus of the motor vehicle 1 respectively.

Insbesondere kann das Kraftfahrzeug 1 eine Anordnung 13 aufweisen, mittels welcher eine Objekterkennung auf Basis einer Information des Ultraschallsensors 5a und/oder einer Information eines weiteren Sensors des Kraftfahrzeugs 1 durchgeführt werden kann.In particular, the motor vehicle 1 an arrangement 13 by means of which an object recognition on the basis of information of the ultrasonic sensor 5a and / or information of another sensor of the motor vehicle 1 can be carried out.

2 zeigt schematisch einen Reflexionsgang eines Ultraschallsignals 8 einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors 5a. Der Ultraschallsensor 5a sendet Ultraschallsignale 8 auf das Objekt 3. Das Objekt 3 ist in der 2 als Wand ausgebildet. Insbesondere werden „direkte“ Ultraschallsignale orthogonal von der Wand als Echosignale 9A reflektiert, da diese auf die senkrecht stehende Wand horizontal in einer Höhe H des Ultraschallsensors 5a auftreffen. Ein zweites Echosignal 9B wird von einem Kantenbereich 11 der Wand mit dem Boden zurückgeworfen. Mit einer zunehmenden Entfernung 12 des Ultraschallsensors 5a zur Wand verringern sich die Laufzeitunterschiede der beiden Echosignale 9A, 9B und damit die Möglichkeit die Orientierung auf Basis der Laufzeitunterschiede der beiden Echosignale 9A, 9B ist mit Fehlern behaftet. 2 schematically shows a reflection path of an ultrasonic signal 8th an embodiment of an ultrasonic sensor 5a , The ultrasonic sensor 5a sends ultrasonic signals 8th on the object 3 , The object 3 is in the 2 designed as a wall. In particular, "direct" ultrasonic signals become orthogonal to the wall as echo signals 9A reflected, as these on the vertical wall horizontally at a height H of the ultrasonic sensor 5a incident. A second echo signal 9B is from an edge area 11 the wall with the ground thrown back. With an increasing distance 12 of the ultrasonic sensor 5a to the wall, the transit time differences of the two echo signals decrease 9A . 9B and thus the possibility of orientation based on the transit time differences of the two echo signals 9A . 9B is flawed.

3 zeigt schematisch einen weiteren Reflexionsgang eines Ultraschallsignals 8 einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors 5a. Der Ultraschallsensor 5a sendet Ultraschallsignale 8 auf das Objekt 3. Wie unter 2 bereits gezeigt wird das Echosignal 9B von dem Kantenbereich 11 zum Boden hin erzeugt. Das Objekt 3 ist im vorliegenden Beispiel beispielsweise ein niedriges Objekt wie ein Bordstein. Das Echosignal 9A, wie es in 2 gezeigt ist, welches also durch eine senkrechte Reflexion des Ultraschallsignals 8 an dem Objekt 3 erzeugt wird, ist im vorliegenden Beispiel nicht gegeben, da keine Fläche des Bordsteins tangential zur Senderichtung des Ultraschallsensors 5a steht. 3 schematically shows a further reflection path of an ultrasonic signal 8th an embodiment of an ultrasonic sensor 5a , The ultrasonic sensor 5a sends ultrasonic signals 8th on the object 3 , As under 2 already shown is the echo signal 9B from the edge area 11 generated towards the ground. The object 3 For example, in this example, a low object is like a curb. The echo signal 9A as it is in 2 is shown, which thus by a vertical reflection of the ultrasonic signal 8th on the object 3 is generated in the present example is not given because no surface of the curb tangent to the transmission direction of the ultrasonic sensor 5a stands.

2 und 3 zeigen somit, dass auf Basis der Laufzeitunterschiede bei hinreichend großer Entfernung 12 nicht zwischen dem Objekt 3 als Wand und dem Objekt 3 als Bordstein unterschieden werden kann, da insbesondere bei einer großen Entfernung 12 die beiden Echosignale 9A, 9B zeitlich nicht mehr aufgelöst werden können und als ein einziges Echosignal 9 erscheinen. Insbesondere ist es aber vorteilhaft, dass für Kraftfahrzeug-Umfelderfassungssysteme die Unterscheidung zwischen den beiden Objekten 3 durchgeführt werden kann, da das Objekt 3 als Bordstein notfalls überfahren werden kann, während das Objekt 3 als Wand keinesfalls überfahren werden kann. 2 and 3 show that on the basis of the transit time differences at a sufficiently large distance 12 not between the object 3 as a wall and the object 3 can be distinguished as a curb, especially at a great distance 12 the two echo signals 9A . 9B temporally can not be resolved and as a single echo signal 9 appear. In particular, however, it is advantageous for motor vehicle surroundings detection systems to distinguish between the two objects 3 can be performed because the object 3 as curb can be run over if necessary, while the object 3 as a wall can not be run over.

Dazu ist vorgesehen, dass mittels einer Phasenverschiebung P (7) ein Reflexionswinkel α (2 und 3) des Echosignals 9 am Objekt 3 bestimmt wird und abhängig von dem Reflexionswinkel α eine Orientierung beziehungsweise eine Richtung des Echosignals 9 zu der Senderichtung, welche insbesondere der entgegengesetzten Richtung des Echosignals 9A entspricht, des Ultraschallsensors 5a bestimmt wird.For this purpose, it is provided that by means of a phase shift P ( 7 ) a reflection angle α ( 2 and 3 ) of the echo signal 9 at the object 3 is determined and depending on the reflection angle α, an orientation or a direction of the echo signal 9 to the transmission direction, which in particular the opposite direction of the echo signal 9A corresponds, the ultrasonic sensor 5a is determined.

Insbesondere ist vorgesehen, dass der Reflexionswinkel α bei der Bestimmung einer Eigenschaft des Objekts 3 mit berücksichtigt wird. Beispielsweise kann es sich bei der Eigenschaft des Objekts 3 um einen geometrischen Parameter und/oder einen materiellen Parameter handeln. Beispielsweise kann dann eine Höhe des Objekts 3 bestimmt werden. Insbesondere kann dabei auch vorgesehen sein, dass eine materielle Eigenschaft, insbesondere einer Oberfläche des Objekts 3, mitbestimmt werden kann.In particular, it is provided that the reflection angle α in the determination of a property of the object 3 is taken into account. For example, the property of the object may be 3 to be a geometric parameter and / or a material parameter. For example, then a height of the object 3 be determined. In particular, it may also be provided that a material property, in particular a surface of the object 3 , can be determined.

4 zeigt ein Zeit-Signalstärke-Diagramm eines Ultraschallsignals 8 einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors 5a. Auf einer Abszisse A ist insbesondere die Zeit aufgetragen und auf einer Ordinate O ist insbesondere die Signalstärke aufgetragen. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel handelt es sich um ein Schwingverhalten des elektroakustischen Ultraschallsensors 5a insbesondere im Resonanzbetrieb. Insbesondere ist aufgrund der Trägheit einer Membran des Ultraschallsensors 5a aus einem Signal mit begrenzter Anzahl von elektrischen Schwingungen fester Frequenz als elektrisches Anregungssignal das Ultraschallsignal 8 entstanden, dessen Einhüllende E1 insbesondere unsymmetrisch zu einem zeitlichen Mittelwert bezüglich der gesamten Zeitdauer des Ultraschallsignals 8 ist. Bei dem in 4 gezeigten Ultraschallsignal 8 handelt es sich insbesondere um ein Ultraschallsignal 8, welches mittels einem sogenannten Signal-Burst endlicher Länge als Anregungssignal entstanden ist. 4 shows a time-signal strength diagram of an ultrasonic signal 8th an embodiment of an ultrasonic sensor 5a , In particular, the time is plotted on an abscissa A and in particular the signal strength is plotted on an ordinate O. At the in 4 Example shown is a vibration behavior of the electroacoustic ultrasonic sensor 5a especially in resonance mode. In particular, due to the inertia of a membrane of the ultrasonic sensor 5a from a signal with a limited number of electrical oscillations of fixed frequency as an electrical excitation signal, the ultrasonic signal 8th whose envelope E1 in particular asymmetrically to a time average with respect to the entire duration of the ultrasonic signal 8th is. At the in 4 shown ultrasonic signal 8th it is in particular an ultrasonic signal 8th , which was created by means of a so-called signal burst of finite length as an excitation signal.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das empfangene Echosignal 9 aufgrund der Strecke, die das Echosignal 9 in der Umgebung 4 zurücklegt, um eine Laufzeit verschoben ist. Aus dieser Laufzeitverschiebung kann dann die Entfernung bestimmt werden. Insbesondere wird zur Bestimmung der Phasenverschiebung P, insbesondere zur Bestimmung des Reflexionswinkel a, das Echosignal 9 beziehungsweise das ausgesendete Ultraschallsignal 8 laufzeitkompensiert, sodass die Einhüllende E1 mit einer Einhüllenden E2 (6) besser verglichen werden kann. Insbesondere erfolgt dann beispielsweise, sollte das Echosignal 9 50 ms später, mit anderen Worten laufzeitverschoben, eintreffen als das Ultraschallsignal 8 ausgesendet wurde, so wird das Echosignal 9 um 50 ms zur Bestimmung der Phasenverschiebung P verschoben beziehungsweise wird das ausgesendete Ultraschallsignal 8 zur Bestimmung der Phasenverschiebung P um 50 ms verschoben, so dass ein direkter Vergleich ohne Laufzeitunterschied der beiden Signale durchgeführt werden kann.In particular, it can be provided that the received echo signal 9 due to the distance that the echo signal 9 in the neighborhood 4 travels to a term has been postponed. The distance can then be determined from this transit time shift. In particular, the echo signal is used to determine the phase shift P, in particular for determining the reflection angle a 9 or the emitted ultrasonic signal 8th time-compensated so that the envelope E1 with an envelope E2 ( 6 ) can be compared better. In particular, then, for example, should the echo signal 9 50 ms later, in other words runtime shifted, arrive as the ultrasonic signal 8th was sent, then the echo signal 9 is shifted by 50 ms to determine the phase shift P or is the emitted ultrasonic signal 8th shifted to determine the phase shift P by 50 ms, so that a direct comparison without delay difference of the two signals can be performed.

5 zeigt ein weiteres Zeit-Signalstärke-Diagramm eines Ultraschallsignals 8 einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors 5a. In 5 ist vereinfacht ein ausgesendetes Ultraschallsignal 8 zu sehen. Die Einhüllende E1 des Ultraschallsignals 8 weist ein Amplitudenmaximum A1 auf. Das Amplitudenmaximum A1 liegt ungefähr beim Zeitpunkt 4. 5 shows another time signal strength diagram of an ultrasonic signal 8th an embodiment of an ultrasonic sensor 5a , In 5 is simplified a transmitted ultrasonic signal 8th to see. The envelope E1 of the ultrasonic signal 8th has an amplitude maximum A1. The amplitude maximum A1 is approximately at the time 4 ,

6 zeigt ein Zeit-Signalstärke-Diagramm eines Echosignals 9 einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors 5a. Die Einhüllende E2 des Echosignals 9 ist ebenfalls in 6 angezeigt. 6 zeigt weiterhin ein Amplitudenmaximum A2 der Einhüllenden E2 des Echosignals 9 auf. Das Amplitudenmaximum A2 liegt ungefähr beim Zeitpunkt 13. 6 shows a time signal strength diagram of an echo signal 9 an embodiment of an ultrasonic sensor 5a , The envelope E2 of the echo signal 9 is also in 6 displayed. 6 also shows an amplitude maximum A2 of the envelope E2 of the echo signal 9 on. The amplitude maximum A2 is approximately at the time 13 ,

7 zeigt ein Vergleich des Zeit-Signalstärke-Diagramms des Ultraschallsignals 8 ( 5) mit dem Zeit-Signalstärke-Diagramm des Echosignals 9 (6) einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors 5a. Das Echosignal 9 ist insbesondere um neun Zeiteinheiten verschoben worden und somit laufzeitkompensiert. Dadurch kann das Ultraschallsignal 8 direkt mit dem Echosignal 9 verglichen werden. Insbesondere kann durch die Laufzeitkompensation somit die Phasenverschiebung P besser bestimmt werden. Insbesondere werden dazu die Amplitudenmaxima A1 und A2 in der laufzeitkompensierten Variante, insbesondere zeitabhängig, miteinander verglichen. Insbesondere zeigt 7, dass das Amplitudenmaximum A2 zeitlich später ist, als das Amplitudenmaximum A1. Diese Phasenverschiebung P kann nun dazu benutzt werden, um den Reflexionswinkel α zu bestimmen. Insbesondere kann die Phasenverschiebung P in einem Bruchteil zu 2π bestimmt werden, sodass auf Basis des Bruchteils zu 2π einfach der Reflexionswinkel α bestimmt werden kann. 7 shows a comparison of the time signal strength diagram of the ultrasonic signal 8th ( 5 ) with the time signal strength diagram of the echo signal 9 ( 6 ) an embodiment of an ultrasonic sensor 5a , The echo signal 9 has been shifted in particular by nine time units and thus runtime compensated. This allows the ultrasonic signal 8th directly with the echo signal 9 be compared. In particular, the phase shift P can thus be better determined by the delay compensation. In particular, the amplitude maxima A1 and A2 in the runtime compensated variant, in particular time-dependent, are compared with one another. In particular shows 7 in that the amplitude maximum A2 is later in time than the amplitude maximum A1. This phase shift P can now be used to determine the reflection angle α. In particular, the phase shift P can be determined in a fraction of 2π, so that on the basis of the fraction to 2π simply the reflection angle α can be determined.

Insbesondere ist somit vorgesehen, dass das ausgesendete Ultraschallsignal 8 von dem Objekt 3 reflektiert wird und das Echosignal 9 erzeugt wird. Aufgrund eines unterschiedlichen Einfallswinkels des Ultraschallsignals 8 auf das Objekt 3, welcher beispielsweise aufgrund der Höhe beziehungsweise einer materiellen Eigenschaft auftritt, weist das zurückgeworfene Signal, mit anderen Worten das Echosignal 9, eine Phasenverschiebung P im Vergleich zum ausgesendeten Ultraschallsignal 8 auf. Bei der laufzeitkompensierten Korrelation des ausgesendeten Ultraschallsignals 8 mit dem empfangenen Echosignal 9 kann dann insbesondere durch Ermittlung der beiden Amplitudenmaxima A1, A2 der Einhüllenden E1, E2 die Phasenverschiebung P bestimmt werden, wobei aus der Phasenverschiebung P dann der Reflexionswinkel α des Echosignals 9 am Objekt 3 bestimmt wird. Auf Basis des bestimmten Reflexionswinkel α kann dann eine Orientierung, mit anderen Worten eine Richtung, des Echosignals 9 zur Senderichtung des Ultraschallsensors 5a bestimmt werden.In particular, it is thus provided that the emitted ultrasonic signal 8th from the object 3 is reflected and the echo signal 9 is produced. Due to a different angle of incidence of the ultrasonic signal 8th on the object 3 , which occurs for example due to the height or a material property, has the reflected signal, in other words the echo signal 9 , a phase shift P compared to the emitted ultrasonic signal 8th on. In the time-compensated correlation of the transmitted ultrasonic signal 8th with the received echo signal 9 can be determined in particular by determining the two amplitude maxima A1, A2 of the envelope E1, E2, the phase shift P, wherein from the phase shift P then the reflection angle α of the echo signal 9 at the object 3 is determined. On the basis of the determined reflection angle α, an orientation, in other words a direction, of the echo signal can then be used 9 to the transmission direction of the ultrasonic sensor 5a be determined.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtung 5a zumindest einen zweiten Ultraschallsensor 5a aufweist. Insbesondere kann dann durch die Anordnung 13 (1) mit der Ultraschallsensorvorrichtung 5a mittels eines Trilaterations-Verfahrens das Verfahren verifiziert werden beziehungsweise verbessert werden.In particular, it can be provided that the ultrasonic sensor device 5a at least a second ultrasonic sensor 5a having. In particular, then by the arrangement 13 ( 1 ) with the ultrasonic sensor device 5a by means of a trilateration method, the method can be verified or improved.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mit der Information, welche beispielsweise mittels des Verfahrens gewonnen wird, das Fahrassistenzsystem 2 eine Objekterkennung durchführt.In particular, it can be provided that with the information, which is obtained for example by means of the method, the driver assistance system 2 performs an object recognition.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007060346 A1 [0004]

Claims

Method for operating an ultrasonic sensor (5a) of an ultrasonic sensor device (5) for a motor vehicle (1), wherein an ultrasonic signal (8) is emitted into an environment (4) of the motor vehicle (1) by means of a transmitting device (6) of the ultrasonic sensor (5a) and an echo signal (9) of the ultrasound signal (8) is received by a receiving device (7) of the ultrasound sensor (5a), wherein for a determination of a distance (12) of an object (3) in the environment (4) of the motor vehicle (1). to the ultrasonic sensor (5a), the echo signal (9) is correlated with a reference signal, and when a similarity threshold value of the echo signal and the ultrasound signal (8) in the correlated signal is exceeded, a phase shift (P) of the echo signal (9) to the ultrasound signal (8) due a reflection of the ultrasonic signal (8) on the object (3) is determined, characterized in that, depending on the phase shift (P), a reflection angle (a) at the Objek t (3) is determined and, depending on the reflection angle (a), an orientation of the echo signal (9) is determined.

Method according to Claim 1 , characterized in that for determining the phase shift (P) a transit time compensation of the ultrasonic signal (8) with the echo signal (9) or the echo signal (9) with the ultrasonic signal (8) is performed.

Method according to Claim 2 , characterized in that for determining the phase shift (P) an envelope (E1) of the ultrasonic signal (8) with a generated envelope (E2) of the echo signal (9) is compared.

Method according to Claim 3 , characterized in that for determining the phase shift (P) an amplitude maximum (A1) of the envelope (E1) of the ultrasonic signal (8) with an amplitude maximum (A2) of the envelope (E2) of the echo signal (9) is compared.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting device (6) for transmitting the ultrasonic signal (8) is excited with a limited number of electrical oscillations of fixed frequency.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an ultrasound signal (8) is generated whose envelope (E1) is asymmetrical to a time average with respect to the entire duration of the ultrasound signal (8).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the phase shift (P) is determined in a fraction of 2π.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection angle (a) in the determination of a property of the object (3) is taken into account.

Method according to Claim 8 , characterized in that as a property of the object (3) a geometric parameter and / or a material parameter is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic sensor device (5) has at least one second ultrasonic sensor (5), wherein by means of the method according to one of Claims 1 to 9 an orientation recognition of the object (3) is performed and additionally the orientation recognition is determined by means of a trilateration.

Ultrasonic sensor device (5) for a motor vehicle (1) with at least one ultrasonic sensor (5a) with a transmitting device (6) for transmitting ultrasonic signals (8), with a receiving device (7) for receiving an echo signal (9) of the ultrasonic signals (8) and with a control device (S) of the ultrasonic sensor (5a), wherein the ultrasonic sensor device (5) is designed to perform a method according to one of the Claims 1 to 10 perform.

Arrangement (13) for a motor vehicle (1) with an ultrasonic sensor device (5) according to Claim 11 and at least one second ultrasonic sensor (5a).

Driver assistance system (2) with an ultrasonic sensor device (5) according to Claim 11 and / or with an arrangement (13) according to Claim 12

Driver assistance system (2) after Claim 13 , which is designed to perform an object detection in dependence on information of the at least one ultrasonic sensor (5a) and / or the arrangement (13).

Motor vehicle (1) with a driver assistance system (2) according to Claim 13 or 14 ,